PTag=AeS (2)

　　式中，Ae為電子標簽的有效面積如公式(3)：

　　無源RFID系統的電子標簽是通過電磁場供電，因此標簽有很大的功耗，當讀寫的距離越短時，其性能就會越差。電子標簽的工作電壓決定了RFID電子標簽能否正常的工作，同時也決定了無源RFID系統的識別距離。但隨著集成電路工藝的不斷發展，射頻電子標簽芯片的功耗也在來斷的降低。目前，比較典型的低功耗電子標簽，其標簽本身的功耗可以低至數十微瓦到數微瓦，這種標簽的工作電壓為1.2 V左右。這種無線電發射功率受到限制，但無源電子標簽的識別距離可以過到10 m以上。

2)電子標簽到閱讀器的能量傳輸

　　電子標簽返回的能量取決于它的雷達散射截面面積，并和其成正比，它是目標反射電磁波能力的測度。散射面積是主要取決于兩個參數，其一是本身的物體特性如目標的大小、材料、表面結構和材料，其二是反射電磁波的特性，比如電磁波的極化方向和波長等。電子標簽在空間的某個位置接收到閱讀器發射的電磁波后，將其中的一部分吸收用于提供自身工作的能量，而另外一部分被反射回去，電子標簽反射電磁波的能量：

　　根據以上計算可知，天線方向圖和增益G的要求與系統的頻率選擇無關，而讀寫器天線的“視場”大小的要求，取決于目標的速度和運動范圍，與系統的頻率選擇無關。對接收機和標簽的靈敏度的要求和頻率也是無關，所以當頻率增高，作用距離就會變小。如果保持同樣的作用距離，那么UHF系統的基站發射功率P比2.45 GHZ系統低7倍，5.8 GHz系統需要高40倍。

　　4 遠程RFID系統的沖突問題

　　遠距離無源RFID系統具有作用距離遠且視場范圍大的特點，但同時也容易出現一個多機或多卡的現象，從而導致系統讀寫多標簽出現沖突。所以有必要采取一些好的防沖突地區的技術。多卡沖突仲裁就是在同一時間只能有一個卡響應，這就需要用讀寫器命令進行控制。仲裁的方法主要有兩種：Binary和Aloha。

　　4.1 Binary多卡沖突仲裁

　　Binary多卡沖突仲裁，主要是通過采用狀態機的方式來實現多卡讀寫仲裁機制，其中主要有4種狀態。

　　其中的狀態解釋如下：

　　Power-OFF狀態：指的是識別卡處于關機狀態，即讀寫器此時不能被激活識別卡;

　　Ready狀態：當識別卡第一次被讀寫器激活時，識別卡就會處于Ready狀態;

　　ID狀態：如果識別卡試圖傳送識別信息給讀寫器時，識別卡就會處于ID狀態;

　　Data_Exchange狀態：如果讀寫器識別并被選中識別卡時，識別卡就會處于Data_Exchange狀態

　　為了支持仲裁沖突，識別卡上有兩個硬件電路：8bit計數器Counter和1bit隨即數發生器(只有兩個可能的值：0和1)。當所有的或一部分讀寫器射頻電磁場上的識別卡參與沖突仲裁時，讀寫器上的Group_Unselect和Group_Select命令就會運行沖突仲裁算法。

　　4.2 Aloha算法

　　ALOHA協議是一種防碰撞的沖突仲裁算法。如果在隨機的時間間隔中有多個標簽發送數據包，并且這個數據包發生了碰撞，那么標簽就會等待一個隨機的時間，然后再次發送數據。這種算法吞吐率低，適用于只讀標簽的應用場景。于是就出現了時隙Aloha算法。

　　時隙Aloha算法改善了Aloha算法的吞吐率。它采用讀寫器控制的隨機TDMA方法。這種方法是將信道分為很多個時隙，并且讓每一個時隙就剛好能傳送一個分組。而時隙的長度能過系統的時鐘進行控制，每個控制單元要與此時鐘同步。在RFID系統中，標簽只能在其規定的同步時隙內傳輸數據包。與Aloha算法相比，提高了吞吐率，為了善在多標簽環境下的性能，隨后又提出了動態時隙Aloha算法。

　　動態時隙Aloha算法，是一種可以動態調整時隙數量的算法。如果讀寫器在等待的狀態中的循環時隙段中發送了請求命令，就會有1～2個時隙給可能存在的標簽使用。當但多個標簽在兩個時隙內發生了碰撞，那么就要通過請求命令增加時隙數量，以供標簽使用，直到發現一個唯一的標簽為止。對于Aloha算法、時隙Aloha算法還是動態時隙Aloha算法，其標簽發送數據都是隨機的，因此不能保證整個系統的可靠性，且信道的利用率較低。

　　關于Binary多卡沖突仲裁方法和Aloha算法都有其優缺點。而Binary信道利用率可高達43%，識別率較高，也不存在錯誤判決問題，但其因時延長，而安全性較差。Aloha算法實現簡單，但其信道利用率最大為36%，出存在一些錯誤判斷問題，所以不適合應用于大量標簽的場合。在設計系統時要根據系統的應用場合選擇合適的防碰撞算法。