星級酒店RFID系統(tǒng)射頻一致性測試仿真研究

王攀藻

摘 要：隨著旅游業(yè)蓬勃發(fā)展，越來越多的星級酒店使用RFID系統(tǒng)提高服務(wù)質(zhì)量，若對RFID指標(biāo)進(jìn)行實測，費時費力，因此提出使用軟件仿真分析方案，降低測試指標(biāo)成本。該方案使用虛擬儀器構(gòu)建虛擬環(huán)境，對系統(tǒng)中重要指標(biāo)發(fā)射功率、鄰近頻道泄露比和占用帶寬等指標(biāo)進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明RFID系統(tǒng)的射頻一致性滿足指標(biāo)要求。采用仿真測試分析，可快速滿足酒店業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用和更新的需求，對整個行業(yè)的發(fā)展具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：RFID標(biāo)簽；RFID讀寫器；仿真分析；虛擬儀器

中圖分類號：TP39；TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）09-0-02

0 引 言

隨著國內(nèi)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，旅游業(yè)蓬勃發(fā)展，旅游景點和星級酒店等紛紛使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，來提高服務(wù)效率和質(zhì)量，但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備如RFID讀寫器和標(biāo)簽等基本功能指標(biāo)的快捷測試，并未跟上行業(yè)發(fā)展。因此，提出一種RFID標(biāo)簽射頻一致性仿真分析方法，通過軟件仿真，判斷設(shè)備是否滿足使用要求，節(jié)省資源，為旅游業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1 RFID簡介

RFID系統(tǒng)包含讀寫器和電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽用來儲存物體的數(shù)據(jù)，通過天線將內(nèi)部數(shù)據(jù)發(fā)送到附近RFID讀寫器

上[1-4]，RFID讀寫器處理數(shù)據(jù)后，將其傳送到與之相連接的電腦或手機(jī)上，便于遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)提取和分析數(shù)據(jù)。其優(yōu)點包括電子標(biāo)簽抗污損能力強(qiáng)，安全性高，容量大，讀寫器可遠(yuǎn)距離識別多個電子標(biāo)簽。

2 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

不同的RFID系統(tǒng)外形不同，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體一致，由讀寫器、電子標(biāo)簽和系統(tǒng)高層構(gòu)成，如圖1所示。讀寫器與外部主機(jī)連接，首先向電子標(biāo)簽發(fā)送一個詢問信號，電子標(biāo)簽由芯片和天線構(gòu)成，芯片儲存物體數(shù)據(jù)具有唯一的編碼，天線把應(yīng)答信號發(fā)送給讀寫器。讀寫器將接收的信號加工處理，傳送給計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高層[5-7]。

3 射頻一致性仿真

3.1 射頻一致性測試標(biāo)準(zhǔn)

測試是RFID系統(tǒng)開發(fā)中重要的一環(huán)，如ISO/IECRFID標(biāo)準(zhǔn)體系中包括設(shè)備性能測試方法和一致性測試方法[8-9]；如ISO/IEC18046射頻識別設(shè)備性能檢測方法，主要內(nèi)容包括標(biāo)簽性能參數(shù)及其檢測方法：標(biāo)簽檢測參數(shù)、檢測速度、標(biāo)簽形狀、標(biāo)簽檢測方向、單個標(biāo)簽檢測及多個標(biāo)簽檢測等；讀寫器性能參數(shù)及其檢測方法：讀寫器檢測參數(shù)、識別范圍、識讀速度、讀數(shù)據(jù)速率、寫數(shù)據(jù)速率等。RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2 虛擬仿真技術(shù)

利用個人計算機(jī)，通過軟件完成用戶需要實現(xiàn)的測試指標(biāo)，并提供可視化的測試結(jié)果，如圖形、圖像等。優(yōu)點包括可擴(kuò)展性強(qiáng)，成本低，儀器性能高和易于無縫集成等。仿真技術(shù)中虛擬儀器的功能由軟件編程實現(xiàn)，隨著用戶的需求改變而提高。仿真技術(shù)結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將會有更大的發(fā)展空間。

3.3 仿真結(jié)果分析

針對某星級酒店RFID系統(tǒng)信號工作于UHF頻段測試仿真研究，該頻段信號分布密集，為保證RFID信號泄露，不對其它制式的信號產(chǎn)生干擾，要求其滿足《800/900 MHz頻段射頻識別（RFID）設(shè)備要求及檢測技術(shù)規(guī)范》。進(jìn)入仿真分析環(huán)境，搭建虛擬測試環(huán)境，對發(fā)射功率、鄰近頻道泄露比和占用帶寬等指標(biāo)進(jìn)行仿真分析，具體操作方式為：測試RFID讀寫器的發(fā)射信號功率ERP是否在允許的范圍之內(nèi)，將被測設(shè)備設(shè)置為固定平點，連續(xù)發(fā)射詢問的模式，測試鏈路為發(fā)射機(jī)把信號發(fā)射到衰減器，經(jīng)過模擬一定比值的衰減后（衰減器加上線路衰減）；頻譜儀設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，中心頻點為固定頻點，參考電平為37 dBm，分辨率帶寬為10 kHz，檢波方式為RMS。記錄頻譜儀上的數(shù)據(jù)，分析波形，要求大功率設(shè)備不超過2 W，微功率設(shè)備在10 mW范圍內(nèi)。從頻譜儀FSV上讀取占用帶寬數(shù)據(jù)，要求在允許的范圍內(nèi)；測試鄰近頻道泄露比時，對虛擬頻譜儀測試的中間信道外加幾個鄰近頻道，共實現(xiàn)6個信道，記錄鄰近信道信號泄露。仿真測試結(jié)果，如圖2所示[10]。圖中包含了4個窗口，主要顯示3個測試指標(biāo)，發(fā)射功率、鄰近頻道泄露比和占用帶寬，分析仿真結(jié)果，滿足指標(biāo)要求。

4 結(jié) 語

隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展，星級酒店為提高服務(wù)質(zhì)量，紛紛使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備RFID系統(tǒng)，RFID系統(tǒng)的射頻一致性指標(biāo)是否滿足要求，可影響酒店的服務(wù)質(zhì)量和效率。虛擬環(huán)境中，使用虛擬儀器對RFID系統(tǒng)射頻一致性的各個參數(shù)，如發(fā)射功率、鄰近頻道泄露比和占用帶寬，進(jìn)行仿真分析要求，并對仿真圖形、曲線進(jìn)行研究，結(jié)果表明符合星級酒店對該系統(tǒng)的使用要求。該仿真測試方式，能夠快速滿足酒店業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備RFID的使用需求，為提高酒店服務(wù)質(zhì)量，提升盈利能力具有一定借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉化君.物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].中國新通信，2010（6）：17-21.

[2]張智文.射頻識別技術(shù)理論與實踐[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

[3]李文清，郭宗良.物聯(lián)網(wǎng)的成長與發(fā)展綜述[J].網(wǎng)絡(luò)與信息，2012（5）：（27）.

[4]封松林.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初探[J].后IP時代與物聯(lián)網(wǎng)，2010（1）：50-54.

[5]張應(yīng)福.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用[J].通信與信息技術(shù)，2010（2）：50-53

[6]任宗偉.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)[M].北京：中國物資出版社，2011.

[7]張公忠.物聯(lián)網(wǎng)與智能建筑[J].清華大學(xué)學(xué)報，2011（12）：14-17.

[8]游占清，劉克勝.無線射頻識別（RFID）與條碼技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[9]黃玉蘭.物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)件與技術(shù)實現(xiàn)策略的探究[J].電信科學(xué)，2012，28（5）：130.

[10]周曉光，王曉華，王偉.射頻識別（RFID）系統(tǒng)設(shè)計仿真與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2008.