4 RFID在智能超市中的应用问题

　　目前，国内外有大量人员在进行RFID相关研究，取得许多成果，并且成功将RFID技术应用到日常生活生产中去。但无论是国外还是国内，还没有一家公司将RFID技术应用到超市管理中去，仅有法国沃尔玛在个别超市在做试点运行。沃尔玛公司近期还没有打算将这种基于RFID的智能超市推广开来，不仅是电子标签成本太高的原因，最主要原因是在超市这种特殊环境中，RFID还存在许多技术上的缺陷，许多关键问题亟待解决。

　　4.1．读写器的硬件电路设计

　　读写器是射频识别系统不可缺少的设备装置，是系统与诸多流动的电子标签进行数据交换的工具，是系统运行的关键环节，其技术参数指标对系统的整体性能和可靠性有着决定性影响。硬件设计是决定读写器性能的关键，其目标是要达到阅读距离远、识别速率快、识别率100％的要求。经过研究发现，能够采取一些措施提高阅读器的性能。针对超市应用特点，我们设计了一个无源后向散射式RFID读写器。从构成上，它可以分作两个部分，即射频前端和数字基带 。图2为读写器结构框图，射频前端部分包括了发射电路、接收电路、环行器和天线；数字基带包括DSP和FPGA芯片。其中，发射电路可以细分为载波电路、调制电路、放大电路，其工作过程如下：(1)载波电路通过锁相环控制压控振荡器，产生载波频率(860～960MHz)，送至调制电路；(2)调制电路中混频器将载波信号和读写器的基带信号混合成调制信号，经过低噪声放大器和滤波后，送至放大器；(3)读写器根据需要通过衰减器调节发射信号的增益，发射信号经过RF功率放大器后经环形器送至读写器天线发出。

　　4.2．数据传输与完整性研究如何提高对电子标签的识别速率，也是本课题的研究重点之一。

　　对于智能超市，商品众多，如果单个商品电子标签识别上需要

　　花费大量时间，那么仍然无法避免超市出口排长队的现象。提高标签识别速率的关键问题是提高系统的编解码和数据校验速率。RFID系统采用无接触的方式进行数据传输，因此在传输过程中很容易受到干扰，包括系统内部的热噪声和系统外部的各种电磁干扰，这些都会使传输的信号发生畸变，从而导致传输错误。为了提高数字传输系统的可靠性，降低信息传输的差错率，采用CRC一16对传输的数据进行校验。当发现接收的数据错误时，让数据进行重新发送。并且，在读写器设计时，采用一些抗干扰措施，提高系统抗干扰能力。

　　4.3．防碰撞算法研究

　　防碰撞算法研究是智能超市RFID系统研究的最关键问题，也是难点，是制约RFID系统在超市应用的重要因素。顾客从超市采购的商品，一般数量较多，要在尽可能短的时间内准确、完全的识别出这些商品，这是防碰撞算法需要解决的问题。当顾客推着购物车进入读写器识别范围内，所有电子标签同时产生响应，发生标签的碰撞，需要一种算法能够从这堆商品中逐个识别出这些标签。所以，RFID系统会采用一定的策略或算法来避免冲突现象的发生，控制标签的响应信息逐个通过射频信道被阅读器接收。防碰撞问题的研究主要解决两个问题：一是如何避免或减少阅读器与标签之问的冲突问题。二是避免或减少阅读器之间的干扰碰撞问题 。为降低超市成本，提高超市利润，在智能超市系统中采用无源标签。根据EIC／ISO 18000-6，只能采用TYPE B型标签，故防碰撞算法也只能采用二进制算法，二进制搜索算法是最常用的RFID系统防冲突算法，其算法非常灵活，不会发生防冲突失败的情况。对于N个标签发生冲突的情况，只需要一定次数的防碰撞循环就能将适合的标签准确的识别出来。这种算法的基本思想就是读写器判断出标签的序列号发送时产生的数据冲突位置，然后强制地命令那些在冲突位置发送信息为“0”或者为“1”的标签退出冲突。当N-1个应答器退出冲突后信道就会被剩下的一个标签完全占有并被读写器识别出来。

　　5 结语

　　由于射频识别具有速度快、距离远等优点，可以将射频识别技术成功的应用到超市管理，提高超市管理水平、降低超市运营成本。经过调研，选择915MHz频段作为读写器工作主频，能够远距离快速识别。在超市仓库人口安装进货系统、超市出口安装支付系统，通过计算机网络与管理系统相连，这样就构成完整的超市管理系统。