低功率Wi-Fi技术的突破带来主动式RFID和定位服务

标签:Wi-FiRFID
分享到:


射频识别(RFID)是成长最快的无线技术之一,它将条形码及无线技术的优势带入资产管理、产品跟踪、海运及运输识别、库存控制和定位检测中。

根据G2微系统公司(G2 Microsystems)的营销数据(以对主流市场调研公司数据的估计为基础),应用RFID技术的资源跟踪市场可望从2006年的1亿美元多一点增长到2011年的大约9亿美元。主要应用领域包括运输、政府/国防部门、汽车、企业、医药以及化学行业。

大多数RFID采用通过RF从阅读器获取电源的被动式标签。这样有利于减小标签尺寸和降低成本,但是会限制读取范围和数据存储能力。带电池的主动式标签可以提供较大范围的读取能力和更强的可靠性,不过其尺寸较大,也更贵一些。

专注于RFID解决方案的设计人员经常不太注意总体拥有成本(TCO)。差不多在每种情况下,为应付RFID带来的数据风暴问题,必须开发和建立新的网络系统。不考虑所涉及的RFID技术,这仍然是现有网络架构之外的一项额外成本,如果只有电子标签使用Wi-Fi,这项成本几乎就相当于带有Wi-Fi配置的以太网的成本。

现在,设计人员可以采用G2微系统公司的Wi-Fi主动式RFID标签。G2C501可直接与网络上的现有无线访问结点协同工作,这就意味着不需要建立新的网络。采用一个URL对标签进行编程,因而设计人员能够通过已有的802.11无线局域网(WLAN)和互联网跟踪标签。

Wi-Fi并不具备低功耗特性。相反,大多数Wi-Fi芯片的功耗都很高。但是当这些芯片使用在交流供电的路由器、网关、PC或笔记本电脑中时,有谁会在意这一点呢?而且,为了能应用在RFID领域,电池供电的Wi-Fi无线电设备必须有数年的工作寿命。而G2C501正好能够胜任这样的工作。

在休眠模式下,G2C501仅消耗10uA的电流。在实际工作状态下周期性消耗的电流也非常小。大多数发射占空周期非常小,从而使电池可以维持数年。一对AA型电池以40s的回报率(report rate)可以维持4年的使用寿命。这一低功耗特性使得该芯片的所有功能都有可能实现。

该芯片的标准 2.4GHz 802.11b收发器完全兼容Wi-Fi,并且全球适用(图1)。它可以直接与现有的访问点、热点或新的收发器进行通讯。可以利用现有的网络而无需建设新的网络系统。该芯片通过影响现有网络,可以将RFID系统的成本减少到自带阅读器/询问器及网络配线的RFID系统的25%以下。
G2C501还内置了两项其它的RFID技术:标准电子产品代码(EPC)915MHz无线电器件和一个标准的125kHz磁性无线电器件。内部加电后,不需要打开阅读器的RF器件。该芯片可以通过这两个附加的无线电器件与邻近的其它RFID系统进行通讯。

该芯片的定位技术使系统能够确定标记物的物理位置。利用收发器上的接收信号强度指示器(RSSI),可对该芯片编程以从三个不同的访问点进行三次RSSI测量。然后就可以实现三角测量法,以确定约15英尺范围内的位置。

G2C501支持ISO 24370 (ANSI 371.1)标准到达时间延迟(TDOA)定位系统,该系统可以在约6英尺的范围内确定标签的位置。为增加定位能力,G2C501的接口可以配接任何典型的GPS接收器芯片。

其32 位可编程CPU配有64k的RAM和384k的ROM。并提供外部闪存或其它存储器接口。该CPU带有TCP/IP协议栈,运行非常紧凑的eCos操作系统。同时片上带有GPIO、URAT和串行外围接口。所配的安全加速器支持AES、RC4加密以及MD5和SHA1散列函数。

该芯片甚至配有一个传感器接口。在目标跟踪应用中,能够感知环境是基本要求。温度是一个非常关键的因素,特别在食品和药品跟踪中。该接口可以管理温度、压力、湿度、运动、震动、流动及电池状态传感器输入。提供接口电流环路和模数转换器(ADC)。而且可以设置报警,当检测到临界点时触发数据发送。

该芯片的目标市场是移动资源管理市场,特别是那些部署了实时定位系统(RTLS)的机构组织,包括医院、汽车/货运、运输、药品、石油天然气和配送公司。它非常适合于跟踪诸如刹车、货箱、拖车甚至人员这类资源。但它不适合诸如药瓶或产品包装这类被动式标签应用,对于低功率802.11b应用或无线传感网络,它可能就无用武之地了。
G2C501采用72引脚、10×10mm四方扁平无铅封装。用户可从第三方获得样品、软件开发及评估板(图2)。该芯片预计将在今年第三季度量产,批量采购价格为单价12美元。

作者:Louis E. Frenzel
继续阅读
提升您对Wi-Fi滤波器技术的认识

为了扩展您对当今Wi-Fi RF滤波器技术的了解,从而帮助设计工程师创建面向全球市场的最前沿产品设计。在此篇博客文章中,Tony Testa为您分享有关bandBoost、coexBoost和edgeBoost等滤波器技术的实用建议,以及如何为工程师带来无线世界所需的减轻干扰并提高带通信号性能的能力。

RFID小型圆极化天线的设计

文中运用新的结构和耦合匹配理论,设计了一种小型圆极化四臂螺旋天线。该天线可应用于UHF频段的射频识别系统中。与传统的射频识别天线相比,其具有尺寸小、剖面低、圆极化和宽波束等优点。经制作测试,实测与仿真结果吻合良好。

RFID的应用开发空间不断扩大

尽管 RFID 技术已经应用了将近 50 年,但它仍处于其技术生命周期的早期阶段。这项技术起初主要用于资产标签和物品追踪,最近的技术发展使得标签更小,价格更便宜,从而将其应用潜力扩展到更广泛的领域。 NFC 技术已经在大多数当代智能手机中得以集成,为 NFC 的进一步应用开发搭建了巨大平台,与此同时,RFID RAIN 联盟为确保互操作性做出了巨大努力,这也为 RFID 在消费领域之外的快速增长奠定了坚实的基础。

RFID选型及基本电路框架

RFID 作为一项专业度较高的技术,在一些公司,可能还会专门招聘专业的 RFID 工程师。本篇阐述的涉及到的只是基本选型设计、电路框架,关于 RFID 天线调试、低功耗检卡调试等,后续再其他篇章会继续更新!

RFID在医疗消毒方面的应用

近年来在医疗行业中,随着医院的信息化、智能化管理建设和患者对医疗服务满意度的不断提高,使得医院无线射频识别(RFID)与医院信息化(HIS)技术的不断结合与完善,为患者和医院提供更大方便。