系統所涉及的干擾主要有兩個方面,一方面是閱讀器與標簽之間通信時,標簽與標簽之間的碰撞問題,當有較多的標簽同時出現在閱讀器的范圍之內時,各標簽之間傳輸的信號互相干擾,閱讀器將收不到正確的信息。通過明確的分組,有效地限制每次響應的標簽數量,使每次響應的標簽數都與幀時隙算法的幀長相匹配,從而獲得較高的標簽識別效率。另一方向就是當2個以上的從閱讀器同時向主閱讀器傳送數據時,將會產生干擾,出現錯誤信息。本文采用了時分多路法來解決,時分多路法的主要特點是利用不同的時隙來傳送各路不同的信號,每路信號在時域上是分開的。
3 監控軟件的開發
軟件系統主要由三部分構成:數據庫系統、地圖編輯器、操作界面。軟件界面的開發基于Visual Studio 2005,電子地圖的二維顯示框架主要使用了DirectX開發包。PC機通過RS232與主閱讀器進行通信,獲得的數據儲存在基于Excel的數據庫中。
電子地圖信息系統的一大特點就是支持多場合的應用,為了提高軟件的通用性,設計了輔助軟件--地圖編輯器,可以根據不同的應用場合,靈活地繪制、修改應用場景的地圖。
通過對Excel的調用,完成數據的實時存儲、查詢調用功能,結果用數據表格和地圖信息的方式進行顯示。這樣就可以對攜帶電子標簽的移動目標進行實時的監控。
4 系統測試與結果分析
實驗中使用了3個閱讀器,2個電子標簽。主要對標簽與閱讀器通信的誤碼率、閱讀器的通信距離兩方面進行了測試。另外根據MCU的數據處理速度,估算了閱讀器識別范圍內的標簽容量,綜合分析了單標簽掃描次數與系統效率、標簽容量之間的關系。
經測試發現,標簽與閱讀器數據傳輸的誤碼率與NRF2401芯片的工作頻率選擇有很大關系, NRF2401在2 400 MHz~2 570 MHz之間共有157個頻點可供選擇,選擇適當的中心頻率可以降低系統誤碼率,提高數據的傳輸效率。測試結果如圖5所示。
![]()
由圖5可知,在某一固定頻率下,數據傳輸的誤碼率隨著閱讀器和標簽之間距離的增大而逐漸升高;在相同距離下,當NRF2401的中心頻率選擇在2 450 MHz附近時,誤碼率較高,在偏離2 450 MHz時,誤碼率較低。另外,為了降低誤碼率保證數據的傳輸效率,中心頻率點的尾數要盡可能的精確,這樣可以大大降低數據傳輸的誤碼率。這主要是在ISM頻段,WLAN、Bluetooth、Zigbee等設備的工作頻率都集中在2 450 MHz附近,相互之間會產生嚴重的干擾。因此,設備在實際應用時,需要首先測試該環境下的空間電磁頻譜分布情況,采用合適的中心頻率盡量避免外界的電磁干擾,以提高系統的數據傳輸效率。