Zigbee與主動式RFID比較

　一、Zigbee與主動式RFID技術論述

　　身份識別是人們生活和生產管理中非常重要的一件事,為了便於管理人們將個人,車輛,貨物進行了編號,這就產生了身份證號,銀行卡號,車牌號,條形碼等. 人們使用了條形碼讀碼器,刷卡機等設備將這些編號讀進計算機,進行數字化處理以提高管理的效率.為了進一步改進這個數字化的手段,人們又發明了射頻卡(RFID)技術. 然而,對於汽車,集裝箱等大型移動性強的物體,RFID技術仍然存在許多問題，特別是讀些距離問題，讀寫係統工作靈活性問題，更多的數據儲存和功能擴展問題等，……。而在這些問題上，一種新的微功率單芯片收發機通信方式，特別是結合網絡通信功能的Zigbee技術，無疑給身份識別和管理技術注入新的強大的活力。

　　1. 專門用於長距離識別的的有源RFID係統,不僅讀寫器往往需要固定位置安裝,對RFID卡的方向位置和讀寫器天線的方向的匹配還有一定的要求,因而係統的靈活性大受限製,而且整個係統(包括有源卡)的成本已經不再便宜.

　　2. RFID係統中的標簽與讀寫器之間是一種主從關係，它們之間的通信完全依賴於RFID標簽耦合或反射出的信號。而要通過這種通信方式來增加通信距離非常困難。因而，它們不得不在讀寫器上下工夫-提高接收靈敏度
，在發射天線上下工夫-增(zeng)大(da)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)，以(yi)及(ji)增(zeng)加(jia)發(fa)射(she)接(jie)收(shou)的(de)方(fang)向(xiang)性(xing)，因(yin)而(er)，不(bu)僅(jin)提(ti)高(gao)了(le)成(cheng)本(ben)，而(er)且(qie)更(geng)加(jia)降(jiang)低(di)了(le)它(ta)的(de)安(an)裝(zhuang)和(he)使(shi)用(yong)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)

，此(ci)外(wai)，當(dang)高(gao)頻(pin)微(wei)薄(bo)的(de)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)過(guo)大(da)時(shi)，它(ta)不(bu)僅(jin)超(chao)出(chu)國(guo)家(jia)無(wu)委(wei)會(hui)的(de)功(gong)率(lv)限(xian)製(zhi)，還(hai)有(you)可(ke)能(neng)對(dui)人(ren)體(ti)帶(dai)來(lai)傷(shang)害(hai)。

　　實際上
， 當使用RFIDzaijinxingyuanjuliduxieshi
，tayijingchaochuletazuichushejideyingyonglingyu，jizuoweiyizhongdaititiaomabiaoqiandedichengben，jinjulideshepinshenfenshibiexitongdelingyu。erjinrudaoweigonglvwuxianshoufajidelingyu。RFID係統中的標簽與讀寫器之間的主從通信關係，與微功率收發機之間的對等通信關係比起來，在遠距離通信上
，RFID係統當然處於劣勢，而且
，在使用靈活性和多功能方麵，根本就無法與微功率收發機相比。

　　RFID 的優點是標簽便宜，使用壽命長。當RFID變bian成cheng有you源yuan時shi，價jia格ge優you勢shi也ye就jiu喪sang失shi了le。微wei功gong率lv收shou發fa機ji通tong過guo在zai降jiang低di成cheng本ben
，降jiang低di功gong耗hao
，在zai用yong電dian管guan理li上shang，在zai通tong過guo睡shui眠mian喚huan醒xing功gong能neng上shang的de改gai進jin
，已yi經jing大da大da縮suo小xiao了le這zhe個ge差cha距ju；當微功率收發機特別是采用直序擴頻通信方式，低功耗的Zigbee微功率收發機問世以後，在遠距離身份識別和無線網絡定位領域
，就顯示了無以倫比的優越性。

　　我wo們men這zhe裏li還hai想xiang要yao說shuo明ming的de是shi，目mu前qian市shi場chang上shang微wei功gong率lv單dan芯xin片pian收shou發fa機ji有you許xu多duo種zhong
，它ta們men的de的de通tong信xin方fang式shi也ye各ge有you不bu同tong，因yin而er工gong作zuo的de可ke靠kao性xing和he抗kang幹gan擾rao能neng力li也ye有you很hen大da的de差cha別bie，特te別bie是shi在zai一yi般ban幹gan擾rao很hen強qiang的de工gong業ye現xian場chang環huan境jing，無wu線xian通tong信xin設she備bei的de抗kang幹gan擾rao特te性xing非fei常chang重zhong要yao，它ta是shi一yi個ge無wu線xian收shou發fa設she備bei能neng否fou在zai現xian場chang工gong作zuo，和he它ta是shi否fou能neng在zai現xian場chang可ke靠kao地di工gong作zuo的de決jue定ding因yin素su。現xian在zai市shi場chang上shang有you一yi種zhongSuperRFID,它們就是由一種微功率收發機單芯片做成的，但它並沒有使用抗幹擾能力強的直序擴頻（DSSS）方式，因而，在使用時特別要注意避免環境幹擾。不僅如此，由於SuperRFID通信方式要求較高的信噪比，因此，在接收靈敏度相同的條件下，它的傳輸距離要短得多，更不用說現有一般的SuperRFID的接收靈敏度隻有-90dBm。為了增加讀寫距離，SuperRFID也ye隻zhi能neng在zai讀du寫xie器qi上shang下xia功gong夫fu
，加jia強qiang天tian線xian的de方fang向xiang性xing以yi提ti高gao天tian線xian增zeng益yi，同tong時shi提ti高gao發fa射she功gong率lv和he讀du寫xie器qi的de接jie收shou靈ling敏min度du。這zhe也ye就jiu增zeng加jia了le讀du寫xie器qi的de成cheng本ben。

　　應該說，RFID在低成本近距離身份識別
，以及某些距離不太遠的身份識別領域，有它不可替代的優越性
，但畢竟有一個範圍。

　　二、Zigbee與主動式RFID在身份識別應用的比較

　　遠距離主動式RFID，盡管在對目標的識別距離上，大大優於被動式RFID，然而，由於主動式RFID需要使用電池驅動，因而
，必然要麵對如何延長標簽中電池使用壽命的問題；另外，由於現有RFID一yi般ban都dou使shi用yong窄zhai帶dai通tong信xin技ji術shu，很hen容rong易yi受shou到dao外wai界jie的de幹gan擾rao，特te別bie是shi當dang識shi別bie範fan圍wei增zeng大da以yi後hou，而er且qie，由you於yu溫wen度du變bian化hua，晶jing振zhen自zi身shen老lao化hua造zao成cheng的de晶jing振zhen工gong作zuo頻pin率lv的de偏pian差cha
，以yi及ji可ke能neng存cun在zai的de多duo徑jing效xiao應ying，多duo普pu勒le效xiao應ying等deng，都dou將jiang使shi係xi統tong工gong作zuo的de可ke靠kao性xing和he穩wen定ding性xing受shou到dao很hen大da的de影ying響xiang，特te別bie是shi在zai那na些xie幹gan擾rao較jiao大da的de工gong業ye現xian場chang，以yi及ji被bei識shi別bie目mu標biao處chu於yu快kuai速su移yi動dong狀zhuang態tai的de應ying用yong場chang合he。

　　而我們新的低成本的遠距離智能身份識別管理係統，就是針對現有遠距離RFID技術所存在的缺陷， 提供的一種全新的解決手段。我們的係統由智能身份識別卡（以後簡稱智能卡），智能卡讀寫器（以後簡稱讀寫器）和控製計算機組成
；

　　1、 新係統不僅具有遠距離RFID的識別功能，而且具有更大的可通過無線方式進行調整的讀寫識別範圍：從0.1米到200米

；

　　2、  新(xin)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)智(zhi)能(neng)卡(ka)和(he)讀(du)寫(xie)器(qi)，各(ge)自(zi)都(dou)可(ke)由(you)自(zi)身(shen)所(suo)帶(dai)的(de)單(dan)片(pian)機(ji)控(kong)製(zhi)，讀(du)寫(xie)器(qi)和(he)智(zhi)能(neng)卡(ka)的(de)尺(chi)寸(cun)和(he)功(gong)耗(hao)都(dou)非(fei)常(chang)小(xiao)，它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)
，具(ju)有(you)靈(ling)活(huo)互(hu)動(dong)的(de)功(gong)能(neng)，讀(du)寫(xie)器(qi)可(ke)通(tong)過(guo)發(fa)送(song)無(wu)線(xian)指(zhi)令(ling)的(de)方(fang)式(shi)，更(geng)改(gai)智(zhi)能(neng)卡(ka)的(de)工(gong)作(zuo)方(fang)式(shi)，包(bao)括(kuo)可(ke)無(wu)線(xian)更(geng)改(gai)智(zhi)能(neng)卡(ka)的(de)通(tong)信(xin)頻(pin)道(dao)，發(fa)射(she)功(gong)率(lv)，收(shou)發(fa)轉(zhuan)換(huan)時(shi)間(jian)
，睡(shui)眠(mian)周(zhou)期(qi)等(deng)，通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)互(hu)動(dong)
，不(bu)僅(jin)大(da)大(da)增(zeng)強(qiang)了(le)本(ben)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)和(he)適(shi)應(ying)性(xing)，擴(kuo)展(zhan)了(le)係(xi)統(tong)的(de)應(ying)用(yong)空(kong)間(jian)
，同(tong)時(shi)
，還(hai)降(jiang)低(di)了(le)電(dian)池(chi)的(de)消(xiao)耗(hao)
，提(ti)高(gao)了(le)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)；

　　3
、 新係統還通過采用直序擴頻的通信方式
，解決了現有RFID麵(mian)臨(lin)的(de)環(huan)境(jing)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)
，工(gong)作(zuo)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti)，並(bing)通(tong)過(guo)直(zhi)序(xu)擴(kuo)頻(pin)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)增(zeng)益(yi)，大(da)大(da)地(di)降(jiang)低(di)了(le)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)耗(hao)，達(da)到(dao)提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)的(de)目(mu)的(de)
；

　　4、 新係統，還可通過使用相同工作頻段的喚醒信號，將智能卡從低耗電的睡眠狀態喚醒
，從而進一步延長了智能卡電池的使用壽命。

　　三、係統結構

　　新係統包括三個部分：智zhi能neng卡ka
，讀du寫xie器qi和he與yu讀du寫xie器qi相xiang連lian的de控kong製zhi計ji算suan機ji
，智zhi能neng卡ka和he讀du寫xie器qi都dou是shi由you高gao度du集ji成cheng的de微wei功gong率lv單dan芯xin片pian無wu線xian收shou發fa機ji和he單dan片pian機ji製zhi成cheng，它ta們men的de體ti積ji都dou非fei常chang小xiao，單dan芯xin片pian收shou發fa機ji還hai可ke有you一yi個ge全quan世shi界jie獨du一yi無wu二er的de廠chang家jia編bian號hao（燒錄在芯片中），這個單芯片收發機還具有接收信號強度指示功能（RSSI）。新係統的智能卡和讀寫器，使用的是無需申請的2.4G  ISM免費頻段

，而且都滿足國家對2.4G頻道無線產品的相關規定。

　　四、Zigbee係統的優越性

　　新係統不僅有效和低成本地解決了，困擾現有RFID遠yuan距ju離li目mu標biao識shi別bie和he管guan理li中zhong的de諸zhu多duo問wen題ti，而er且qie還hai大da大da擴kuo展zhan了le智zhi能neng卡ka的de應ying用yong範fan圍wei。本ben係xi統tong結jie構gou簡jian單dan，功gong能neng多duo樣yang，保bao密mi性xing好hao，成cheng本ben低di，使shi用yong靈ling活huo方fang便bian
，技ji術shu成cheng熟shu。新xin係xi統tong不bu需xu要yao昂ang貴gui和he體ti積ji龐pang大da的de讀du寫xie器qi和he讀du寫xie天tian線xian係xi統tong，也ye不bu需xu要yao對dui射she頻pin標biao簽qian的de安an裝zhuang位wei置zhi，被bei識shi別bie目mu標biao移yi動dong速su度du等deng設she置zhi各ge種zhong限xian製zhi

，更geng無wu環huan境jing幹gan擾rao，工gong作zuo可ke靠kao性xing和he穩wen定ding性xing，以yi及ji可ke能neng的de多duo徑jing效xiao應ying和he多duo普pu勒le效xiao應ying問wen題ti的de困kun擾rao；新(xin)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)多(duo)樣(yang)，具(ju)有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)和(he)工(gong)作(zuo)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。新(xin)係(xi)統(tong)集(ji)遠(yuan)距(ju)離(li)身(shen)份(fen)識(shi)別(bie)和(he)對(dui)被(bei)識(shi)別(bie)目(mu)標(biao)的(de)管(guan)理(li)為(wei)一(yi)體(ti)

，不(bu)僅(jin)方(fang)便(bian)了(le)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)，而(er)且(qie)還(hai)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)係(xi)統(tong)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)管(guan)理(li)費(fei)用(yong)。新(xin)係(xi)統(tong)將(jiang)大(da)大(da)方(fang)便(bian)各(ge)種(zhong)人(ren)員(yuan)，車(che)輛(liang)以(yi)及(ji)物(wu)流(liu)貨(huo)櫃(gui)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)管(guan)理(li)。

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