新型RFID电子标签在大批量的计量器具上的群体识读方式

张璨辉　陈向群　柳青

摘 要：使用传统RFID电子标签进行大批量计量器具电子标签的群体识读，容易因周围电磁干扰而出现识读盲区，从而导致标签的批量读取效率降低。因此，该文在分析RFID电子标签在计量器具管理上的应用情况的基础上，提出了一种新型RFID电子标签，可以完成对大批量计量器具标签的群体识读，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：新型RFID电子标签 大批量 计量器具 群体识读方式

中图分类号：G25 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（c）-0013-02

通过设计计量器具物资标签批量 读取算法，提高对大型物流物资的收发和计量效率。传统算法采用中间件技术实现对计量器具物资标签批量读取，当标签容错编码不稳定时，标签的批量读取效率不高。提出一种基于RFID的计量器具物资标签批量读取算法。首先对标签批量读取数据的层次化融合，然后在加量器具终端实现对数据的整合，在标签批量读取过程中，采取有效的物资标签批量识读方式，可以使物资标签的读取能力得到提高，继而为大型物资物流收发提供更多的技术支持。而就目前来看，RFID技术在标签识读和计量器具管理方面得到了广泛的应用，从而为计量器具的管理作出了一定的贡献。因此，有必要对可以完成大批量计量器具标签群体识读的新型RFID电子标签展开研究，从而为RFID技术的推广应用打下良好的基础。

1 RFID电子标签在计量器具管理上的应用情况分析

1.1 RFID电子标签在计量器具管理上的具体应用

所谓的电子标签，其实就是RFID的俗称，是一种利用射频识别技术提高识别效率和准确性的工具。利用该技术，可以在空间耦合条件下利用射频信号实现信息传递，从而完成对标签信息的识别。所以，应用该技术不需要人工干预识别工作，并且能够在恶劣的环境中进行信息的读取。在具体应用该技术进行计量器具的管理时，可以利用该技术实现对计量器具的使用管理和核查管理。而所谓的使用管理，其实就是进行计量器具的检定，需要进行计量器的检定时间和地点等信息读取。相较于条形码，RFID记录的数据存储信息量更多，可以包含标准器名称、型号规格、准确度等级和启用日期等多项内容的记录，从而使数据信息更加准确和可靠。而利用RFID技术进行计量器具的核查管理时，收发员只要利用读卡器识别送检计量器具的电子标签，就能够将计量器具的信息读取到业务管理系统中，从而完成器具信息的核查工作[1]。此外，利用RFID技术，还能够完成对检定证书的管理。通过在检定证书上黏贴电子标签，就能够通过读取标签信息了解证书类型、计量器具名称和检定结论等多种信息，从而通过与业务管理系统中的数据信息对比判定其真伪。

1.2 RFID电子标签在计量器具管理上的应用问题

相较于条码技术，使用RFID电子标签进行计量器具的管理具有较大的优势，可以实现对器具信息的穿透性和无屏障识别，并且能够在较远的距离进行这些信息的读取。但在实际应用该技术时，利用该技术进行计量器具的管理需要进行原厂包装的人工拆卸，并且将其放置到周转箱中。因为，使用RFID技术进行电子标签数据的批量采集，容易出现电子标签无法读全的现象。而通过将计量器具转移到周转箱，可以提高该技术的识别率[2]。所以，一旦进行大批量计量器具的管理，使用该技术还需要人工参与器具的管理，因此会导致计量器具管理效率降低。

2 新型RFID电子标签在大批量计量器具上的群体识读方式

2.1 新型RFID电子标签的应用原理

从工作频率上来看，PFID系统可以被划分成低频、高频、超高频和微波这四种系统。而每个频段的系统拥有不同的特点，适用于不同的應用范围。其中，超高频段的PFID系统具有快速阅读和长距离读取的特点，可以在大批量计量器具的供应管理上得到应用。而该种新型RFID系统硬件由三部分构成，即天线、电子标签和阅读器。在此基础上，想要进行系统的应用，还要建立相应的软件管理系统，并且完成中间件以及数据接口程序的编写[3]。为了进行大批量计量器具的管理，可以使用无源、超高频的电子标签，并且使用圆极化的天线和四天线阅读器。而使用该阅读器，可以在频段输出功率符合国际标准的背景下，完成对上百只以上的电子标签的快速、准确识别，从而实现对大批量计量器具的管理。

2.2 新型RFID电子标签的群体识读方式

2.2.1 电子标签封装

在使用新型RFID电子标签进行计量器具的管理时，需要从市场上品种繁多的电子标签中选择一款适合的电子标签。而电子标签主要由主芯片和天线构成，需要根据计量器具的应用要求进行合适的电子标签的选择，然后再完成电子标签的封装。就目前来看，国内外用于进行计量器具管理的标签种类十分有限。因为，计量器具的需求量较大，从外形上来看又体积较小。所以，需要考虑电子标签的价格、大小、位置和形状，从而满足计量器具的应用需求。同时，计量器具的外壳和面板多是由金属材料制成，容易给电子标签的识读带来干扰，所以还要从性能和质量等方面进行电子标签的选择。完成标签选定后，还需要确定标签的封装形式。而合理确定标签的封装形式，可以为之后使用标签提供便利。在实际应用的过程中，多选择使用不干胶粘贴方式的电子标签。而为了使RFID打印机进行标签ID信息的连续初始化，还需要选择链式封装方式。此外，为了进行电子标签封装速度的提升，也可以设置多台RFID打印机，从而满足计量器具的生产计划要求。

2.2.2 电子标签信息写入

在使用电子标签之前，需要进行电子标签ID信息的初始化，并且在其中写入新的信息。按照计量器具的属性，可以进行标签ID的预先编排，从而使每个标签的ID信息都是唯一的，并且保证该信息将伴随标签的整个生命周期。而利用RFID打印机，就能够逐一进行标签信息的写入。此外，为了确保数据信息的安全性，还要利用打印机进行信息的加密处理，从而避免标签信息被误读或恶意改写。

2.2.3 电子标签的粘贴

完成标签打印后，需要为每一个计量器具粘貼一个电子标签，从而使器具的身份得到明确。而该身份信息会伴随计量器具的整个生命周期，需要在其出厂前粘贴好。在粘贴的过程中，需要使电子标签远离金属，并且尽量处在与识别射线垂直的位置，从而提供标签的识别率。此外，在粘贴的过程中，需要使黏贴面保持光滑平整，从而避免标签的磨损或脱落。

2.2.4 计量器具标签的群体识读

在进行计量器具信息的识别录入的过程中，可以通过安装固定RFID阅读设备实现对标签的群体识读。具体来讲，就是在计量器具出入的各个环节安装固定式RFID阅读设备，并且为设备配置多个圆极化天线。而天线应该以两个一组的形式分别设立在设备两边，从而形成一个标签的识别区域。在载有计量器具的车辆通过该识别区域的过程中，计量器具上的电子标签将能被阅读器识别出来。而通过将计算机与阅读器连接起来，就能够将识别出的标签ID信息输入到后台资产管理网络，从而完成对计量器具原始数据的准确、高效采集。需要注意的是，由于天线采用的固定部署方式，并且其所处环境的电磁场分布固定，所以可能会出现因物品遮挡而无法读全信息的现象。同时，电磁场的反射波和入射波的叠加，也容易形成一个盲区，从而使部分计量器具的标签无法得到识读。所以，在识别区域和周围，还要做好射频的屏蔽，从而避免信息读取受到干扰。为此，可以使用独立运行模式进行射频天线的运行，并且使用封闭式刚性结构构建一个屏蔽室。同时，还需要使用传动模组进行天线位置和角度的控制。

2.3 新型RFID电子标签的群体识读的实现

按照之前提出的新型RFID电子标签的群体识读方式，电子标签进入到RFID系统后，会接收阅读器发送的射频信号，然后凭借感应电流进行存储在芯片中的 信息的发送。而阅读器完成信息的读取后，会将信息解码并发送至中央信息系统。系统控制器会根据任务单信息启动阅读设备和滑动组件，然后将识读信息传送至数据库。在屏蔽室内，阅读器和天线将安装在侧壁。同时，每个天线都会采用独立运行模式，并且会被固定在支架上。而天线支架则将被固定在滑轨平台上，并且天线高度可以利用支架上的滑槽调节。在阅读器工作的过程中，设备配备的两组天线将轮流工作，工作时间间隔在5 ms，每组工作时间为100 ms。而每组的两个天线将进行电磁波的交替发射和接收，时间持续10 ms。在阅读器安装位置的底层和侧面，需要进行吸波材料的安装，从而防止信号反射。而系统滑动模组由驱动器、电机、控制板和滑动平台等多个结构构成，可以利用软件编程进行该模块的控制。在使射频天线横向移动的过程中，就能够进行屏蔽室内的辐射模式和场域的改变，继而改变计量器具所处的电磁环境。而利用空腔效应，就能够实现盲区的动态覆盖，继而使标签群体识读的问题得到解决。

3 结语

总之，利用新型RFID电子标签进行大批量计量器具标签的群体识读，可以提高大型物流物资的计量效率。所以，该文通过研究，提出了一种由天线、电子标签和阅读器构成的超高频段的新型RFID系统，可以通过改变计量器具所处的电磁环境实现对电子标签信息读取盲区的动态覆盖，继而实现电子标签的群体识读。因此，该文对新型RFID电子标签在大批量的计量器具上的群体识读方式展开的探讨，可以为相关工作的开展提供指导。

参考文献

[1] 赵林，徐占河，章鹿华，等.箱式大批量射频识别方法的研究与应用[J].华北电力技术，2014（9）：66-70.

[2] 潘秋娟，张云贵，孙希艳，等.基于RFID的中厚板成品物流标识的应用[J].中国冶金，2015（6）：44-48.

[3] 曹国瑞，解岩.基于RFID的计量器具物资标签批量读取算法[J].科技通报，2015（8）：30-32.