基于OPNET的RFID系統信道研究

摘要：在RFID系統數據通信的過(guò)程中，所有的信息都在信道中傳輸，因此通信質(zhì)量的好壞受信道性能的影響。為了分析信道的性能，在基于OPNET建立RFID軟件平臺的基礎上仿真了瑞利信道和高斯白噪聲信道對RFID系統通信質(zhì)量的影響，并得出了瑞利信道對RFID通信質(zhì)量的影響更大的結論。
關(guān)鍵詞：RFID；OPNET；瑞利信道；高斯白噪聲信道

0 引言
射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)，作為一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，可以通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象，獲取相關(guān)數據，不需要人工接觸，不需要光學(xué)可視，即可完成信息輸入和處理，并且操作簡(jiǎn)單快捷。另外，由于RFID系統可以從技術(shù)上防止被仿冒、侵入，還具有極高的安全防護能力。但是，RFID技術(shù)在實(shí)際制造業(yè)中的應用仍然面臨著(zhù)一些問(wèn)題，如受電磁干擾的影響，標簽之間碰撞幾率較高，多徑干擾較為嚴重，使RFID系統的整體效果具有很大的不確定性。
對于任何一個(gè)通信系統，信道都是不可少的組成部分。在RFID系統中，所有的信息都在信道中傳輸，信道性能的好壞直接影響著(zhù)通信質(zhì)量。因此要想在有限的頻譜資源上盡可能提高通信質(zhì)量，大容量傳輸有用信息，就必須對RFID系統的信道進(jìn)行研究。

1 RFID系統簡(jiǎn)介
1．1 RFID系統的組成
一個(gè)最簡(jiǎn)單的射頻識別系統是由讀寫(xiě)器、標簽和計算機通信網(wǎng)絡(luò )組成的，如圖1所示。

RFID標簽：存儲著(zhù)需要被識別物品的相關(guān)信息，通常被放置在需要識別的物品上，它所存儲的信息通?？杀蛔x寫(xiě)器通過(guò)非接觸方式讀／寫(xiě)。
RFID讀寫(xiě)器：讀寫(xiě)器是可以利用射頻技術(shù)讀／寫(xiě)標簽信息的設備。讀寫(xiě)器讀出的標簽信息可以通過(guò)計算機以及網(wǎng)絡(luò )系統進(jìn)行管理和信息傳輸。
計算機通信網(wǎng)絡(luò )：在射頻識別系統中，計算機通信網(wǎng)絡(luò )通常用于對數據進(jìn)行管理，完成通信傳輸功能。讀寫(xiě)器可以通過(guò)標準接口與計算機通信網(wǎng)絡(luò )相連，以便實(shí)現通信和數據傳輸功能。
1．2 RFID系統的基本原理
RFID系統的工作原理如下：讀寫(xiě)器通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)射一定頻率的射頻信號，標簽進(jìn)入發(fā)射天線(xiàn)工作區域時(shí)，標簽被激活，將自身的信息代碼通過(guò)內置天線(xiàn)發(fā)出，讀寫(xiě)器獲取標簽信息代碼并解碼后，將標簽信息送至計算機進(jìn)行處理。由圖1可以看出，在射頻識別系統工作過(guò)程中，始終以能量作為基礎，通過(guò)一定的時(shí)序方式來(lái)實(shí)現數據交換。

2 OPNET簡(jiǎn)介
OPNET(Optimized Network Engineering Tools)使用有限狀態(tài)機對協(xié)議和其他過(guò)程建模，提供核心庫函數，全面支持協(xié)議編程。采用基于數據包的通信機制、離散時(shí)間驅動(dòng)機制和面向對象的仿真方法，是系統和網(wǎng)絡(luò )算法仿真的理想工具。采用OPNET來(lái)仿真RFID系統網(wǎng)絡(luò )，可以直觀(guān)地模擬標簽與讀寫(xiě)器的通信過(guò)程，準確地建立符合協(xié)議標準的模型，同時(shí)OPNET提供了豐富的測試和參數統計工具。OPNET采用三層建模
機制，最底層為進(jìn)程(Process)模型，以狀態(tài)機來(lái)描述協(xié)議；其次為節點(diǎn)(Node)模型，由相應的協(xié)議模塊組成，反映設備特性；最上層為網(wǎng)絡(luò )(Network)模型，分別使用Process編輯器、Node編輯器、Project編輯器進(jìn)行編輯。OPNET建模機制框架如圖2所示。

OPNET仿真步驟如圖3所示。