隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，RFID 技術被大量應用于各行各業(yè),，如旅游業(yè)星級酒店和景區(qū)中?？腿丝赏ㄟ^持有 RFID 標簽卡通過景區(qū)門禁,。RFID 系統(tǒng)具有遠距離自動識別功能，通道門識別信息后將自動打開,，否則自動報警，關閉門禁,。不同廠家生產(chǎn)的 RFID 讀寫器和標簽必須要保證產(chǎn)品通信協(xié)議的一致性與互用性,，因此對標簽協(xié)議進行測試非常必要，但若均采用實測方式,，不僅費事費力,，還浪費財物，基于此,，文中提出了 RFID 協(xié)議一致性的聯(lián)合仿真分析研究方案,。在該方案中，RFID 測試儀基于 RF 收發(fā)器,、FPGA 完成基帶信號的處理,，實時對RFID 標簽收發(fā)的命令進行仿真和解調(diào)。根據(jù)合格的仿真結果,，廠家能更好地研發(fā)基于旅游業(yè)的新型 RFID 產(chǎn)品,，為智慧旅游發(fā)展提供保障，為景區(qū)客人提供更優(yōu)質(zhì)的服務,。

1 RFID系統(tǒng)簡介

RFID 技術起源于 20 世紀 40 年代的雷達改造技術,，當時使用該項技術來分辨敵我雙方的飛機,。到了 21 世紀,，RFID 技術被應用于各行各業(yè),，如旅游業(yè)、制造業(yè)等,，其結構主要包括讀寫器,、電子標簽和計算機聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等，其中電子標簽內(nèi)部含有芯片,，不僅儲存的信息量大 [1-2],，信息處理速度快， 還可以避免外部環(huán)境的污染,，安全性能好,。讀寫器還可遠距離識別標簽，方便快捷,。

2 RFID系統(tǒng)工作原理

RFID 系統(tǒng)采用射頻識別技術完成對電子標簽內(nèi)信息的讀取,。

（1） 讀寫器的軟件向讀寫器發(fā)出讀寫命令，通過天線向電子標簽發(fā)射射頻信號,，建立特定的通信 ,；

（2） 電子標簽天線接收信號，該信號通過射頻前端電路進入電子標簽的控制部分,，控制部分對數(shù)據(jù)流做各種邏輯處理[3-5] ,；

（3） 電子標簽通過天線把內(nèi)部信號發(fā)射給讀寫器，讀寫器把信號傳送給系統(tǒng)高層,，讀取識別信息,，高層再對信息進行遠距離傳送。

3 RFID協(xié)議一致性仿真

RFID 利用讀寫器發(fā)射給標簽的射頻信號,，通過標簽反射回波信號,，接收獲取標簽中儲存的信息。其中,，信息調(diào)制由標簽芯片來完成,，因此不同商家的 RFID 通信協(xié)議是否一致， 關系到信息的接收是否暢通,。

3.1 RFID協(xié)議一致性工作原理

研究測試標簽在全頻段范圍（860 ～ 960 MHz）響應射頻信號,，以及響應信號是否占用有限帶寬。協(xié)議一致性仿真測試包括標簽處理時間測試,、標簽內(nèi)存數(shù)據(jù)結構測試,、標簽指令測試、標簽狀態(tài)機轉換以及讀卡器協(xié)議處理時間測試,，分別從數(shù)據(jù)結構,、協(xié)議處理準確性等方面進行研究,，保障系統(tǒng)協(xié)議的一致性與高效性 [6-8]。同時設置標簽與測試天線的距離為 3m,，測試系統(tǒng)發(fā)射功率為 PHS,，記錄標簽反射功率為 PI， 標簽散射截面 RCS 的計算公式為 ：

式中 ：d表示天線標簽的距離 ,；Gr表示天線測試增益 ,；λ表示載波波長 ；K表示修正因子,。

3.2 協(xié)議一致性的測試方法

進入仿真軟件環(huán)境,，運用虛擬儀器，通用矢量信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵信號,，矢量信號分析設備捕獲和采集信號,，依靠SSE 高性能開展匯編技術進行測試，在 X86 架構的 CPU 上完成 RFID 等射頻技術和低功率無線移動網(wǎng)絡的指標仿真分析和測量解分析 [9-10],。使用 RFID 仿真器和無線信道仿真器對RFID 的協(xié)議參數(shù),、非協(xié)議參數(shù)和指令控制等接口進行仿真分析，分析物理層與協(xié)議層,，實現(xiàn)協(xié)議信號的產(chǎn)生和通信,，同時還可以測得標簽被激活的最小發(fā)送功率 EIRP（dBm）（靈敏度），再根據(jù)發(fā)送天線的距離 d,，利用 Friis 公式算出標簽前向最大激活距離 ：

式中 ：EIRP表示標簽被激活的最小發(fā)送功率 ,；d表示發(fā)送天線的距離。

系統(tǒng)具有完成讀卡器仿真和標簽仿真的雙模功能,。測試流程如圖 1 所示,。

3.3 協(xié)議一致性的仿真結果分析

針對某 5A 級景區(qū)門禁系統(tǒng)的 RFID 協(xié)議一致性進行仿真測試分析。信號工作于 UHF 頻段,，協(xié)議測試基于 ISO18000- 6C,，將標簽或者閱讀器的命令解調(diào)，并仿真返回的比特流,。將RFID 測量和仿真系統(tǒng)相結合來完成協(xié)議的一致性測試,。使用FPGA 進行實時基帶處理，在仿真標簽閱讀的同時完成物理層測量,。標簽協(xié)議一致性區(qū)域放大圖如圖 2 所示,。根據(jù)標簽返回波形和標簽命令解析，可以分析得出讀寫器和標簽的協(xié)議一致性已達標,，滿足使用要求,。

4 結 語

使用本 RFID 產(chǎn)品協(xié)議一致性仿真測試方案，能夠測試不同廠家的 RFID 協(xié)議一致性情況,。本方案使用虛擬儀器,，通過矢量信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵信號,，由矢量信號分析設備捕獲和采集信號，依靠 SSE 開展指標測試仿真,，完成 RFID 等射頻技術和低功率無線移動網(wǎng)絡的指標仿真分析和測量分析,。方便旅游業(yè)選擇不同的 RFID 產(chǎn)品，并實現(xiàn)互通,、互用,，為游客提供高質(zhì)量的服務奠定基礎,，為廠家研發(fā) RFID 產(chǎn)品提供支撐保障,，并能為物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟發(fā)展帶來一定的幫助。