摘 要：通过对超高频电子标签贴附不同介质材料的读取性能测试研究，采用基于虚拟仪器技术的RFID测试系统以及电波暗室和传输带，测试电子标签在各种情况下的读取性能，得出实际应用环境中物体贴附电子标签的最佳方案，对于物联网相关行业具有一定的指导作用。
　　关键词：电子标签；射频识别；超高频；物联网
　　课题及编号：1、广东省科技计划项目《无线传感器网络性能评估系统研发》，项目编号：2013B051000003
　　2、广州市科研条件建设项目《检测实验室信息化集成开发能力建设》，项目编号：2014TJ000007
　　0 引言
　　随着信息技术的发展，全球性的物联网（IOT）产业逐步形成。射频识别技术（RFID）是物联网的关键技术之一，是一种利用射频信号进行通信的非接触式自动识别技术，是继条形码技术之后最具影响力的信息识别读取技术。RFID技术是目前全球普遍关注的热点研究领域。
　　文章的测试对象为超高频（UHF）射频识别电子标签。超高频电子标签具有体积小、识别快速、读写距离远、操作方便等优点，因而被各领域如不停车收费、物流管理、行包跟踪等广泛应用。但是产品的应用环境复杂，这对RFID系统工作的性能提出了更高的要求。
　　1 研究内容
　　对于工作在超高频频段的RFID标签来说，其天线特性会受到标签所标识物体的形状以及物理特性的影响。通常，标签到贴标签物体的距离、贴标签物体的介电常数、金属表面的反射、液体的吸收、局部结构对辐射模式的影响都将影响标签天线的性能，进而影响到标签的使用灵活性。
　　在研究影响RFID标签天线性能的环境因素时，工程人员通常研究和关注的测试项目是读取距离和读取率。其中，读取距离是指读写器可以稳定地读到标签的最大距离，读取率是指读写器成功读取到的次数占总读取次数的比例。
　　本文研究测试了贴附于介质材料的电子标签在不同情形下的RFID系统的读取性能，进行读取距离测试、读取率测试、遮挡测试、移动测试等项目测试，对标签的读取性能进行分析与评估。
　　2 测试过程、结果与分析
　　3.1 介质厚度对读取性能的影响
　　对于电子标签读取距离实验，根据实际应用环境，分为贴附介质厚度叠加和遮挡厚度叠加，如图1、2所示。
　　实验采用介质材料包括塑料片（2mm），木片（2mm），玻璃片（10mm），实验所得数据整理如下：
　　从实验数据图表可以看出，随着介质材料的厚度叠加，电子标签的读取性能逐渐的降低，但性能下降的速度越来越缓慢，最后到达一定厚度时读取距离稳定了下来；对于遮挡叠加也是类似，当遮挡的介质材料板增加到一定厚度时，读取性能下降中趋于稳定。这说明，当贴附在某种介质表面时，应注意介质的厚度，当介质厚度达到一定程度时，对标签读取会造成一定的影响，因此在实际应用中应注意贴附材料的厚度，可适当的调整读写器的发射功率或选择材料较薄部位贴附，以保证电子标签的读取率。
　　3.2 移动速度对读取性能的影响
　　实际应用中，有时在进行扫描读取时读写器与电子标签之间是有相对移动的，比如在生产流水线的输送带上进行识别读取等。标签的读取性能往往也会受到移动速度的影响。将贴附一定数量标簽的某种介质材料板竖直放置于传输带上，以一定的移动速度向带有读写器天线的闸门口移动，测试通过闸门口时的电子标签读取率，实验数据如下表2。
　　通过表2实验数据我们可以看出，移动速度对电子标签的读取性能有一定影响作用，特别对于玻璃材料受到的影响较大。当标签数量或者密度增大时，读取率降低；当移动速度越来越大时，读取率下降得越快。这也说明由于标签的运动速度增加，则其通过可读区域的时间减小，要求系统具有更高的通信速率，保证RFID系统在相对复杂环境中保持较高的读取精度和较高的读取性能，这是进行系统设计的目标和关键。
　　3、 结论
　　本文研究测试了电子标签在不同运动速度、不同贴附位置和不同贴附材料等情形下的RFID系统的读取性能并进行分析与评估，优化RFID电子标签在实际使用过程中的读取效率，而且可为物联网RFID相关标准的制定提供一个优良的参考，具有重大的实际应用价值。
　　参考文献
　　[1] 侯周国.超高频射频识别系统测试关键问题的分析与研究[D].湖南大学，2011.
　　[2] 李兵.超高频射频识别系统性能的分析与测试[D].湖南大学，2011.
　　作者简介：林镇杰，男，1988年11月29日生，助理工程师，研究方向：物联网检测。