射频标签(RFID)在移动基站设备管理中的应用探索

紧密配合市场变化的弹性网络建设是移动运营商通信网络建设的重点;网络设备拆卸、基站载波调整是弹性网络建设的重要手段,实现移动基站设备调动的实时准确管理是弹性网络建设的主要难点。 


RFID(射频标签)技术广泛应用于零售、医药、运输等领域,并渗透到传统行业。目前,材料和设备的管理是RFID许多企业将通过技术增长最快的领域之一RFID标签与材料设备管理系统集成,可自动、实时、智能地实现复杂材料设备的调动管理。在此背景下,中国移动通信公司广东分公司率先在中国尝试RFID在基站通信设备管理中引入技术,实现高效、实时、准确的设备调动管理。

本文将主要介绍基站通信设备管理中的应用RFID管理通信设备的思路、技术方案和技术难点。
一、背景和意义

广东移动公司每年都要进行大量的网络设备拆卸、基站载波调整,以及数十万台新设备并网运行。以上原因导致设备调动管理和资产清查极其困难!人工前台和计算机后台的传统设备资产管理模式越来越不能满足实际情况的需要。目前,传统的前台仍采用手动、现场清点、手写、输入、汇总等方式进行。只有通过各种人工参与,才能将收集到的设备资产信息导入后台的计算机数据库。设备资产管理中的大量人工参与导致了工艺复杂、时间长、实时性差、管理难度大、错误率高等问题,最终降低了设备利用率,增加了运营成本。

随着公司的发展,广东移动面临着如何高效、科学地管理大量通信设备的问题。因此,广东移动希望通过RFID该新技术实现了远程、动态、实时的设备资产数据采集,取代了传统资产管理模式的前台人工数据采集,更好地结合了后台计算机数据库,形成了全智能的设备资产管理系统,大大提高了设备利用率,降低了运营成本。

二、技术总体介绍

RFID随着与传统网络的结合,技术是21世纪发展最快的高科技术,RFID该技术具有巨大的市场应用潜力,被称为物联网和第二代Internet”。

RFID英语是射频识别技术(Radio Frequency Identification)缩写,射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的自动识别技术,RFID该技术利用无线射频在阅读器和射频卡之间传输非接触双向数据,以实现目标识别和数据交换。与传统条形码、磁卡和IC与卡相比,射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、使用寿命长、使用方便、防冲突等特点,可同时处理多张卡。射频识别技术已广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通控制管理、资产管理等领域。

1.系统组成

最基本的RFID系统由三部分组成。

标签(Tag,即射频卡):由耦合元件和芯片组成,标签包含内置天线与射频天线通信。

阅读器:读取标签信息的设备(也可以写在读写卡中)。

射频信号在标签和读取器之间传输。

2.射频卡的标准和分类

目前生产RFID许多产品公司都采用自己的标准,国际上没有统一的标准。目前,可供射频卡使用的标准有几个ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18000。最常用的是ISO14443和ISO这两个标准包括物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议。包括13.56MHz、800MHz、2.4GHz等多种频率。

目前生产的RFID产品主要分为主动(有源)和被动(无源)两类。

*被动式标签

被动标签内部没有电池,工作需要外部能量。当电子标签进入系统的工作区域时,天线接收到特定的电磁波,线圈产生感应电流,然后通过整流电路向标签供电。被动标签读取距离近(几厘米到5米),远程读取需要增加读取发射功率,提高可靠识别的接收敏感性,被动标签寿命长,成本低,但读取价格高。

*主动式标签

带电池的主动标签,标签主动发射信号,读头不能发射功率,标签功率一般小于5mW。可以同时识别100个目标系统km/h高速移动目标识别,识别范围1~100m可调,主动标签寿命受电池影响,成本高,但读头价格低。

考虑到基站通信设备具有较强的电磁屏蔽、较高的功率控制要求和识别距离的需要,我们选择了主动RFID标签是基站资产管理的应用技术。系统结构如图1所示。

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主动式RFID基站监控设备由RFID读写器(包括微波天线和读写控制器)、安装在通信设备(如载波板卡)上的电子标签和金属屏蔽设备(如机柜)上的机柜中继器。

RFID读写器是由加密电路、编解码器电路和微波通信控制器组成的资产电子标签和机柜中继器读写控制器RFID通信协议的数据交换和微波无线传输。收到标签信息后,可以通过GPRS、将数据传输到后台系统,实现远程、实时、动态的设备资产收集和分析。

电子标签是一种具有微波通信功能和信息存储功能的移动设备识别装置。资产电子标签本身是唯一的ID号,可通过ID作为资产信息识别和监控的载体,数字与具体资产的背景数据绑定。

机柜中继器也是一种具有微波通信功能和信息存储功能的移动设备识别装置。除电子标签功能外,还可作为屏蔽信号中继器。

计划采用2.4GHz射频卡采用高级嵌入式微处理器,在嵌入式软件的控制下,实现睡眠、唤醒、解码、编码、通信、信息碰撞处理等功能。

●可读写;

●内置CPU,在线下载支持程序;

●智能双向交流,智能I/O可输入外部温度、湿度、门禁传感器等信号;

●密钥计算,安全性好;

●超薄电源高效内置,工作寿命10年;

●高灵敏度,低发射功率(0.1~1mW),只有1%的蓝牙功率,对人体几乎没有有害的电磁污染;

●通信距离一般为1~1000m,在特殊情况下,识别距离也可以延长;

●抗干扰性强,可同时识别200多个标志;

●数据传输速度快,达到1Mbit/s。

标签约5*5cm尺寸,重量小于20g。

三、技术难点及解决方案

该系统的技术难点主要是如何在恶劣的使用环境中准确、正确、实时地获取所有通信设备ID数字。由于大多数通信设备都放置在每个基站中,无线电子产品的基站环境和设备放置环境相对较差,主要体现在以下方面。

●电磁兼容

为避免对基站正常运行的影响,广东移动对基站电子设备的使用有严格的限制。以下方法可以解决电磁兼容性的困难。

错开频率:880~915基站设备频段MHz及1710~1785MHz间,计划采取的主动RFID频段为2400MHz,同时避开GSM频段和3G使用频带有一定的保护带宽。

扩频:扩频RFID降低功率谱密度的标签。

降低功率:采用主动式RFID标签可以大大降低系统功率。被动标签通过感应产生电流,需要读取头发发射的强大功率。使用主动标签,功率可降低到3mW以下同时采用高灵敏度RFID读写器能很好地解决基站内电磁兼容的问题。

●电磁屏蔽问题

许多重要的基站设备和板块需要管理,但许多设备放置在金属机柜(如基站载波等),电磁屏蔽相对较严重。这样,金属机柜就放在金属机柜里了。RFID标签不能将信息传输到读写器,在金属柜中使用信号中继器可以解决电磁屏蔽问题。此外,使用中继器可以进一步减少机柜RFID预计标签的发射功率将降至1mW内。

中继器约5*15cm大小。

四、结束语

根据以上思路,广东移动已经开始进行RFID应用于通信设备管理的测试和测试获得了丰富的测试数据,为进一步应用奠定了基础。如果该技术论证可行,可实现远程、实时、动态、全智能通信设备资产管理,大大提高设备利用率,降低运行管理成本。

本文来源:rfid世界网