RFID技术引入土壤样品管理

土壤是人类赖以生存缺少的自然资源。土壤环境直接影响经济发展、农产品安全和人体健康[1]。因此，监测土壤环境至关重要[2]。收集土壤样品进行调查监测是监督管理土壤环境资源的重要手段，样品库是保存土壤样品的基础设施。样品库不仅可以规范土壤样品的保存，还可以收集各种土壤样品的收集信息、制备信息和土壤质量结果报告，对样品的点跟踪具有重要意义[3]。目前，土壤样品库的储存效率不高，空间利用率低，土壤样品信息容易暴露，信息管理薄弱，需要提高运行效率。随着我国经济社会的不断发展，土壤样品数量呈几何级增长，传统的储存方式难以满足发展需要。同时，国务院发布了《土壤污染防治行动计划》，明确提出建立数字化、高信息管理水平的土壤样品库，发挥土壤环境大数据的作用[4]。射频识别技术是实现库存管理现代化、信息化、自动化的重要手段。射频识别技术具有读取速度快、信息容量大、数据传输效率高、数据安全性高的特点[5]，广泛应用于现代库存管理中。但是将RFID第一次引入土壤样品管理。目前，在土壤样品库建设中，采用密集架设计，实现土壤样品的高效储存，并对储存的土壤样品进行粘贴RFID标签可以有效快速地识别不同地区和类型的土壤样品，从而提高土壤样品的库存和查询效率，提高土壤信息的安全性。

RFID系统对工作环境敏感，工作环境中的相关物体会对工作环境敏感RFID读取标签天线会造成干扰，导致系统无法正常工作。RFID技术引入土壤样品管理首先要解决土壤问题RFID系统性能的影响。目前针对特定环境下的特定环境。RFID系统性能的研究文献相对有限。何一刚的研究发现，液体环境下的液体环境。RFID系统中标签天线的阻抗和增益将发生显著变化，从而减少RFID系统的读取范围和读取率[6]；GRIFFINJD在金属环境中RFID计算和测量标签天线的收发功率，发现金属环境导致反向环节RFID标签天线的18dB标签天线方向图明显失真[7]。同时，标签天线也会影响整个系统的性能。CLARKERH测试结果表明，标签天线在不同的附着状态下有很大的系统性能差异[8]。

本文通过AnsoftHFSS软件模拟分析了样品瓶中的标签天线附着方法和土壤含量，并通过实验测试了标签的读取距离和读取率。结合模拟和实验结果，采用适当的标签附着方法和样品瓶中适当的土壤含量，实现土壤环境RFID系统正常工作，降低使用成本。