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一种基于ZigBee技术的RFID系统网络构建方法

时间:09-02 来源:互联网 点击:

  闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閹冣挃闁硅櫕鎹囬垾鏃堝礃椤忎礁浜鹃柨婵嗙凹缁ㄥジ鏌熼惂鍝ョМ闁哄矉缍侀、姗€鎮欓幖顓燁棧闂備線娼уΛ娆戞暜閹烘缍栨繝闈涱儐閺呮煡鏌涘☉鍗炲妞ゃ儲鑹鹃埞鎴炲箠闁稿﹥顨嗛幈銊╂倻閽樺锛涘┑鐐村灍閹崇偤宕堕浣镐缓缂備礁顑呴悘婵嬫倵椤撶喍绻嗛柕鍫濈箳閸掍即鏌涢悤浣镐簽缂侇喛顕ч埥澶娢熻箛鎾剁Ш闁轰焦鍔欏畷銊╊敊鐠侯煈鏀ㄧ紓鍌氬€风粈渚€顢栭崟顖涘殑闁告挷鐒﹂~鏇㈡煙閹规劦鍤欑痪鎯у悑閹便劌顫滈崱妤€骞嬮梺绋款儐閹瑰洭骞冨⿰鍫熷殟闁靛鍎崑鎾诲锤濡や胶鍙嗛梺鍝勬处濮樸劑宕濆澶嬬厵闁告劘灏欓悞鍛婃叏婵犲嫮甯涢柟宄版嚇瀹曘劍绻濋崒娑欑暭闂傚倷娴囧畷鐢稿窗閸℃稑纾块柟鎯版缁犳煡鏌曡箛鏇烆€屾繛绗哄姂閺屽秷顧侀柛鎾寸懇椤㈡岸鏁愰崱娆戠槇濠殿喗锕╅崢鍏肩濠婂懐纾奸柣鎰靛墮椤庢粌顪冪€涙ɑ鍊愮€殿喗鐓¢、妤呭礋椤戣姤瀚奸梻浣告贡鏋繛鎾棑缁骞樼€靛摜顔曢柣鐘叉厂閸涱厼鐓傞梺杞扮閻楀﹥绌辨繝鍥ч柛娑卞枛濞呫倝姊虹粙娆惧剬闁告挻绻勯幑銏犫攽閸モ晝鐦堥梺绋挎湰缁嬫垵鈻嶉敐鍜佹富闁靛牆绻掗崚浼存煏閸喐鍊愭鐐插暞缁傛帞鈧絽鐏氶弲顒€鈹戦悙鏉戠仸閽冮亶鎮归崶鈺佷槐婵﹨娅i幏鐘诲灳閾忣偆浜堕梻浣藉吹閸o附淇婇崶顒€绠查柕蹇曞Л閺€浠嬫倵閿濆簼绨介柛濠勫仱濮婃椽妫冨ù銈嗙洴瀹曟﹢濡搁妷顔藉枠濠电姷鏁告慨鐑藉极閸涘﹥鍙忛柣鎴f閺嬩線鏌熼梻瀵割槮缁炬崘顫夐妵鍕冀椤愵澀绮堕梺缁樺笒閻忔岸濡甸崟顖氱闁瑰瓨绻嶆禒鑲╃磼閻愵剙鍔ゆい顓犲厴瀵鎮㈤悡搴n槶閻熸粌绻掗弫顔尖槈閵忥紕鍘介梺瑙勫劤椤曨厼煤閹绢喗鐓欐い鏃傜摂濞堟粓鏌℃担鐟板闁诡垱妫冮崹楣冩嚑椤掍焦娅﹀┑鐘垫暩婵參骞忛崘顔肩妞ゅ繐鍟版す鎶芥⒒娓氣偓閳ь剚绋撻埞鎺楁煕閺傝法肖闁瑰箍鍨归埞鎴犫偓锝庝簻缁愭稑顪冮妶鍡樼闁瑰啿绉瑰畷顐⑽旈崨顔规嫽婵炶揪绲介幉锛勬嫻閿熺姵鐓欓柧蹇e亝鐏忕敻鏌嶈閸撴艾顫濋妸锔芥珷婵°倓鑳堕埞宥呪攽閻樺弶鎼愮紒鐘垫嚀闇夐柨婵嗙墕閳ь兛绮欐俊鎼佸煛閸屾粌寮抽梻浣告惈閸熺娀宕戦幘缁樼厱閹艰揪绱曢敍宥囩磼鏉堚晛浠辨鐐村笒铻栧ù锝呭级鐎氫粙姊绘担鍛靛綊寮甸鍕仭闁靛ň鏅涚粈鍌溾偓鍏夊亾闁告洦鍓涢崢鐢告⒑閹勭闁稿鎳庨悾宄扮暆閳ь剟鍩€椤掑喚娼愭繛鍙夌矒瀵偆鎷犲顔兼婵炲濮撮鎰板极閸ヮ剚鐓熼柟閭﹀弾閸熷繘鏌涢悙鍨毈婵﹦绮幏鍛存嚍閵壯佲偓濠囨⒑闂堚晝绉剁紒鐘虫崌閻涱喛绠涘☉娆愭闂佽法鍣﹂幏锟�...  

  摘要:将ZigBee技术与无线射频识别技术(RFID)相结合构建一套基于 ZigBee技术的RFID手持式读写器网络。RFID手持式读写器网络以自组织网的方式连接起来形成,提高了原RFID的灵活性,使原来的网络由单跳网络变为多跳网络,增加了原RFID的读写距离,并将传感器嵌入到主动式RFID标签中,使阅读器既可以读取物品信息,又可以检测物品的周围环境。

  射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种利用无线通信技术实现的非接触式自动识别技术,具有非接触、安全性高、传输速度快、支持多目标识别的特点。随着超大规模集成电路技术的发展,RFID设备的成本大大降低,RFID技术逐渐走向实用,在众多领域获得了广泛的应用。RFID读取距离远,可以写入及存取数据,实现标签的内容动态改变;能够同时处理多个标签;标签的数据存取有密码保护,安全性更高;可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。 RFID系统主要由2部分构成:标签和阅读器。电子标签成功地解决了无源和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象和物体信息,也可附加记忆存储一些额外的信息,如产品的名称、产品类型等。依据电子标签供电方式不同,分为有源电子标签和无源电子标签。无源电子标签在阅读器的读出范围之内时,电子标签从阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电源。有源电子标签的工作电源完全由内部电池供给,标签电池的能量供应也部分地转换为电子标签与阅读器通讯所需的射频能量,从而将标签内的数据发射出去或者接收阅读器的数据。再将这些信息传送给后台的应用系统进行处理。

  ZigBee技术是~种近距离、低复杂度、低功耗低数据速率、低成本的双向无线通信技术,主要适合子自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。ZigBee技术并不是完全独有、全新的标准。它的物理层、MAC层和链路层采用了IEEE802.15.4(无线个人区域网)协议标准,但在此基础上进行了完善和扩展。ZigBee是以一个个独立的工作节点为依托通过无线通信组成星状、片状或网状网络,因此,每个节点的功能并非都相同,分为精简功能设备和全功能设备:精简功能设备从组网通信上,它只是其功能的一个子集;而另外还有一些节点称之为全功能设备(也称为协调器),负责与所控制的子节点通信、汇集数据和发布控制,或起到通信路由的作用。

  RFID的抗干扰性较差,易受外部环境的影响,而且有效读取距离一般较短,尤其在金属,水的干扰下读取的距离更短。即使采用内部带电池的主动 RFID标签,标签可以主动发射信号,可同时识别多个目标,主动标签的识别距离是可调的(一般是1~30m),但其距离仍然有限;可以将其连入有线网中,但有线网络需要布线,不能随时随地联网,安装不方便。这些对RFID的应用是一个极大的限制。本文采用手持式阅读器,RFID手持式阅读器之间需要一个无线网络,实现无线通讯,而ZigBee协议优势明显,因此,在设计方案时,IEEE802.15.4标准和ZigBee协议是首选的协议标准,采用2.4 GHz的全球通用频段。本文将ZigBee与RFID结合起来构建一套基于ZigBee技术的RFID网络,利用前者高达100m的有效半径,扩大 RFID的读写范围,将有极其广阔的应用前景[1]。由此把RFID技术由采集单纯节点方式的信息方式推广到在无线个域网络中自组网、协同操作的应用,可以实现对物品的跟踪、定位,对物品周围环境的监测,在无线状态下盘点物品等,为最终实现"物联网"提供了有力的技术保证。

  1 RFID与ZigBee技术融合的可行性和组网优势

  RFID相关协议中只规定了通信的空气接1:3,而ZigBee具有相对完善的通信组网协议。工作频段上ZigBee可以选择工作在2.4GHz ISM频段(全球通用的频段,利于扩展),而RFID可工作在915MHz或其它频段,因此二者在通信频率可以互不干扰。ZigBee模块在工作过程中可以穿透一定厚度的障碍,不受视距限制,而RFID受障碍物的限制,两者可以形成互补。通过自组织网络协议,网络中的每台设备都可以直接进行无线通信,或者通过网络的转发而连接到其它设备,这样节省了大量有线设备的连接,网络的可靠性和频率利用率都非常高,而且ZigBee有比较完整的安全认证模式。

用ZigBee技术来对RFID阅读器进行组网,与传统的阅读器网络相比,采用ZigBee技术优势有:一是无线网络不需布线,安装方便;二是无线

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