摘要：将ZigBee技能与无线射频辨认技能（RFID）相结合构建一套依据 ZigBee技能的RFID手持式读写器网络。RFID手持式读写器网络以自组织网的办法衔接起来构成，提高了原RFID的灵敏性，使本来的网络由单跳网络变为多跳网络，增加了原RFID的读写间隔，并将传感器嵌入到主动式RFID标签中，使阅读器既能够读取物品信息，又能够检测物品的周围环境。
射频辨认（Radio Frequency Identification，RFID）是一种运用无线通讯技能完成的非触摸式主动辨认技能，具有非触摸、安全性高、传输速度快、支撑多方针辨认的特色。跟着超大规模%&&&&&%技能的开展，RFID设备的本钱大大下降，RFID技能逐步走向有用，在很多范畴获得了广泛的运用。RFID读取间隔远，能够写入及存取数据，完成标签的内容动态改动；能够一同处理多个标签；标签的数据存取有密码保护，安全性更高；能够对RFID标签所附着的物体进行追寻定位。 RFID体系首要由2部分构成：标签和阅读器。电子标签成功地处理了无源和免触摸这一难题，是电子器件范畴的一大打破。标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有仅有的电子编码，附着在物体上标识方针方针和物体信息，也可附加回忆存储一些额定的信息，如产品的称号、产品类型等。依据电子标签供电办法不同，分为有源电子标签和无源电子标签。无源电子标签在阅读器的读出规模之内时，电子标签从阅读器宣布的射频能量中提取其作业所需的电源。有源电子标签的作业电源彻底由内部电池供给，标签电池的能量供给也部分地转化为电子标签与阅读器通讯所需的射频能量，从而将标签内的数据发射出去或许接纳阅读器的数据。再将这些信息传送给后台的运用体系进行处理。
ZigBee技能是～种近间隔、低复杂度、低功耗低数据速率、低本钱的双向无线通讯技能，首要适合子主动操控和长途操控范畴，能够嵌入各种设备中，一同支撑地舆定位功用。相对于现有的各种无线通讯技能，ZigBee技能将是最低功耗和本钱的技能。ZigBee技能并不是彻底独有、全新的规范。它的物理层、MAC层和链路层选用了IEEE802．15．4（无线个人区域网）协议规范，但在此根底上进行了完善和扩展。ZigBee是以一个个独立的作业节点为依托通过无线通讯组成星状、片状或网状网络，因而，每个节点的功用并非都相同，分为精简功用设备和全功用设备：精简功用设备从组网通讯上，它仅仅其功用的一个子集；而别的还有一些节点称之为全功用设备（也称为和谐器），担任与所操控的子节点通讯、聚集数据和发布操控，或起到通讯路由的效果。
RFID的抗搅扰性较差，易受外部环境的影响，并且有用读取间隔一般较短，尤其在金属，水的搅扰下读取的间隔更短。即便选用内部带电池的主动 RFID标签，标签能够主动发射信号，可一同辨认多个方针，主动标签的辨认间隔是可调的（一般是1～30m），但其间隔依然有限；能够将其连入有线网中，但有线网络需求布线，不能随时随地联网，装置不便利。这些对RFID的运用是一个极大的约束。本文选用手持式阅读器，RFID手持式阅读器之间需求一个无线网络，完成无线通讯，而ZigBee协议优势显着，因而，在设计方案时，IEEE802．15．4规范和ZigBee协议是首选的协议规范，选用2．4 GHz的全球通用频段。本文将ZigBee与RFID结合起来构建一套依据ZigBee技能的RFID网络，运用前者高达100m的有用半径，扩展 RFID的读写规模，将有极端宽广的运用远景［1］。由此把RFID技能由收集单纯节点办法的信息办法推行到在无线个域网络中自组网、协同操作的运用，能够完成对物品的盯梢、定位，对物品周围环境的监测，在无线状态下盘点物品等，为终究完成“物联网”供给了有力的技能确保。
1 RFID与ZigBee技能交融的可行性和组网优势
RFID相关协议中只规则了通讯的空气接1：3，而ZigBee具有相对完善的通讯组网协议。作业频段上ZigBee能够挑选作业在2．4GHz ISM频段（全球通用的频段，利于扩展），而RFID可作业在915MHz或其它频段，因而二者在通讯频率能够互不搅扰。ZigBee模块在作业进程中能够穿透必定厚度的妨碍，不受视距约束，而RFID受妨碍物的约束，两者能够构成互补。通过自组织网络协议，网络中的每台设备都能够直接进行无线通讯，或许通过网络的转发而衔接到其它设备，这样节省了很多有线设备的衔接，网络的可靠性和频率运用率都十分高，并且ZigBee有比较完好的安全认证形式。
用ZigBee技能来对RFID阅读器进行组网，与传统的阅读器网络比较，选用ZigBee技能优势有：一是无线网络不需布线，装置便利；二是无线网络比有线网络愈加灵敏，能够依据详细的情况随时随地将RFID连入网络；三是无线网络办理简略，通过软件设置即可；四是网络重建快速，网络的扩展简略，一旦某个节点出现问题。能够通过其它节点传输数据，随时随地将新的RFID阅读器参加网络中。
2依据ZigBee技能的RFID体系网络构办法
首要选用RFID中主动电子标签与传感器结合。传感器一般不关心物品的信息，它重视的是所标识的物体周围环境的情况，如温湿度、pH值、血压值等。信息被 RFID阅读器读出，阅读器能够组成网络，当运用中需求时。传感器可获取物理国际的数据，能够将网络的首要精力会集到数据上，当需求详细的考虑到某个详细节点的信息的时分，RFID搭建起物理国际与信息国际的桥梁，这儿采纳将传感器嵌入到电子标签中将两者进行有机结合，能够将物理国际与现有的信息国际进行杰出的交融，从根本上改动现有的IT体系?。这一切为新的运用奠定了杰出的根底。
选用主动式标签和传感器整合构成超级标签原理（图1），具有不同功用的传感器被嵌入到标签中，各个传感器会独立并且周期性的收集数据，经A／D转化后变成原始数据。在被阅读器读取数据之前，微处理器会处理这些原始的数据。这个超级标签能够感知贴有标签物体周围的环境信息，如温度、湿度、pH值、血压值等，当阅读器读取超级标签中的信息时，阅读器会连带这些信息一同读出。
图1超级标签原理
选用主动RFID后，标签内部带电池，主动发射信号，手持式阅读器能够不主动发射功率，一同辨认多个方针。体系由主动式标签和传感器组成的超级标签会周期性地传输通过微处理器处理的数据，阅读器就会读取在读取规模内超级标签内的数据信息。阅读器会针对标签中的信息进行处理，然后将信息传输到核算机上 （图2）。
图2 RFID体系
传统的RFID网络是单跳网络并且在这个区域内包含了很多的标签和多个手持式阅读器，当RFID与ZigBee交融在一同，可构成多跳网络，使各个阅读器之间能够彼此通讯。在每个RFID阅读器中嵌入ZigBee模块，读写器以自组织网的办法衔接起来，构建RFID读写器网络，完成高效、快速地读取标签上的信息，一同简化了组网的进程，每个RFID阅读器上收集到的标签数据能够快速地传输到操控核算机上，并且RFID阅读器间能够实时地交流收集到的标签信息，能够扩展出更多新的运用。如图3所示，每个RFID阅读器中嵌入ZigBee模块，到达多个阅读器之间无线衔接组网，彼此之间通讯，交流超级标签中的内容，这样就使读写间隔增大，完成数据的多点无线收集和传输的意图。因为各个手持设备是可移动的，彼此之间的联络会发生改变，网络的结构会随时改变，模块之间有必要从头寻觅通讯方针，对原有网络进行改写，所以选用了自组织网络。在网络层运用AODVjr路由协议，矢量途径挑选依据能量的要素，具有快速习惯动态链路环境，较低的处理和内存开支以及支撑多播的特色。路由算法具有自主学习和发现拓扑的才能，能够主动进行修正。这个网络中每个移动终端都是全功用设备，都有路由功用，它们与和谐器进行通讯。终究构成一个依据ZigBee技能的多点主动辨认、智能无线组网的RFID辨认体系。这个网络有两个特色：一个是RFID阅读器能够移动收集数据，二是整个构成的网络能够移动。
图3 RFID与ZigBee网络
3 结束语
因为RFID的抗搅扰性较差，简略受外部环境的影响，并且有用读取间隔较短，所以咱们将ZigBee和无线射频辨认技能结合起来构建一套依据ZigBee 技能的RFID体系网络，一同将传感器嵌入到标签中。此体系扩展了RFID的读写规模，既能够辨认物品，又能够监测物品周围环境的信息，为完成定位盯梢，监测物品情况等打下了根底。这些技能协同运用，能够为终究完成“物联网”供给有力的技能保证。
