CN101490697B - 多频带无线射频识别读写器装置 - Google Patents

多频带无线射频识别读写器装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多频带无线射频识别读写器，其包括：双工器，其根据频率带来分离从标签中接收的数据信号；定向耦合器，其发散经由上述双工器所分离的一部分上述信号；数字信号处理器(DSP)，其判断上述被发散的信号的频率带且基于上述判断结果来生成一个控制信号；和无线射频(RF)开关，其与上述DSP的上述控制信号响应来打开或关闭传送或接收模式。上述多频带无线射频识别(RFID)读写器与频率带无关通过使用多频率带可以读取从多种标签中接收的信号。

Description

多频带无线射频识别读写器装置
技术领域
本发明公开了一种多频带无线射频识别(RFID：Radio FrequencyIdentification)读写器，更具体地说，提供了一种在超高频UHF(860MHz-960MHz)频带和2.45GHz频带间无论频率差异如何都可以在标签和RFID读写器之间进行通信的多频带RFID读写器。
背景技术
属于本发明的技术领域的现有技术将参考附图在如下进行描述。
图1示出了现有RFID读写器系统。
如图1所示，现有RFID读写器系统包括通过使用特定频率带来进行通信的标签10，将RF(Radio Frequency)信号发送给上述标签10或从上述标签10接收上述RF信号的RFID读写器20，和判断从上述RFID读写器20中接收的信号且执行一特定进程的主机30。
上述标签10在其中可以具有一个小型集成电路芯片。上述集成电路芯片可以被输入各种信息且因此可以被应用到多种应用领域中，例如物流管理识别(logistic management identification)、电子身份证件(electronic identitydocuments)、电子货币、信用卡和动物识别等。
同时，上述RFID读写器20包括配置的用来无线地将数据信号传送给上述标签10或从上述标签接10收数据信号的天线22，和与上述天线22相连接且配置的用来将上述数据信号传送给上述主机30或从上述主机30接收上述数据信号的电路单元24。上述RFID读写器20调制上述标签10和上述主机30之间的平滑数据传送。
通常，用于上述RFID读写器系统中的上述标签10根据使用频率主要被分类为UHF频带标签和2.45GHz频带标签。现有RFID读写器20被制造以用来在上述两个频带中的一个上进行操作，且因此其存在问题因为无论标签的类型如何为了平滑地读取数据，覆盖不同频带的至少两个RFID读写器必须被包含。
进一步，在上述单一天线22被用做覆盖每个频带的每个RFID读写器20的传送和接收的情况下，技术性的问题也会发生因为用于识别上述标签10的-40dB或更小的隔离例如最小传送和接收隔离必须被满足。
发明内容
技术问题
因此，本发明被做出以来解决在现有技术中发生的上述问题，且本发明的一个目的是为了提供一种与频率带无关通过使用多频率带可以读取从多种标签中接收的信号多频带RFID读写器。
技术方案
为了达到本发明的上述目的，根据本发明的一个示例性实施离，提供了一种多频带无线射频识别(RFID)读写器，其包括：双工器，其根据频率带来分离从标签中接收的数据信号；定向耦合器，其发散经由上述双工器所分离的一部分上述信号；数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)，其判断上述被发散的信号的频率带且基于上述判断结果来生成一个控制信号；和无线射频(RF)开关，其与上述数字信号处理器(DSP)的上述控制信号响应来打开或关闭传送和接收模式。
更好的是，当上述控制信号被接收的时候，上述无线射频(RF)开关周期性地转换上述传送模式和接收模式。上述RFID读写器可以传送和接收伴随着时间延迟的不同的频率带信号以来确保高可靠度的数据传送和接收。进一步，最好在上述RFID读写其中，上述信号的传送和接收路径根据上述无线射频开关的操作被分离，以来提高上述标签的识别率。
上述双工器将上述数据信号分离成为超高频(UHF)频带信号和2.45GHz频带信号。
为了达到上述目的，根据本发明的另外一个实施例，提供了一种多频带无线射频识别(RFID)读写器，其包括：双工器，其根据频率带来分离经由天线接收的标签的数据信号；数字信号处理器(DSP)，其基于上述被分离的信号来生成一个控制信号；和无线射频(RF)开关，其与上述数字信号处理器(DSP)的上述控制信号响应来打开或关闭传送和接收模式。
更好的是，当上述控制信号被接收的时候，上述无线射频(RF)开关周期性地转换上述传送模式和接收模式。上述RFID读写器可以传送和接收伴随着时间延迟的不同的频率带信号以来确保高可靠度的数据传送和接收。进一步，最好在上述RFID读写其中，上述信号的传送和接收路径根据上述无线射频开关的操作被分离，以来提高上述标签的识别率。
同时，上述双工器将上述数据信号分离成为超高频(UHF)频带信号和2.45GHz频带信号。进一步，上述数字信号处理器(DSP)判断是否上述天线已经接收上述数据信号来生成上述控制信号。
技术效果
通过如上所述，本发明提供了一种与频率带无关通过使用多频率带可以读取从多种标签中接收的信号的多频带RFID读写器。
附图说明
图1示出现有RFID读写器系统；
图2示出根据本发明的示例性实施例的RFID读写器系统；
图3示出根据本发明的示例性实施例的使用RFID读写器的多频带操作的传送时间图表；和
图4示出根据本发明的示例性实施例的RFID读写器的内部配置。
具体实施方式
如下将参考附图对本发明的示例性实施例进行具体地说明。上述实施例只是示例，且本发明并不局限于上述实施例。
图2示出根据本发明的示例性实施例的RFID读写器系统。如图2所示，本实施例的RFID读写器系统包括能通信一个或多个频率带信号的多种标签100，配置的用来向上述标签100传送无线信号或从上述标签100接收无线信号且具有可拆卸形式的天线200，与上述天线200相连接且被配置用来输入和输出信号的RFID读写器300，和判断从上述RFID读写器300中接收的信号且执行特定过程的主机400。
上述RFID读写器300包括根据频率带分离从上述标签100中接收的数据信号的双工器(图4中的320)，判断通过上述双工器320分离的信号是否存在的无线射频(RF)侦测器(图4中的340)，转换数据信号的传送和接收路径的RF开关(图4中的350)，和控制上述RF开关350操作的数字信号处理器DSP(图4中的360)。上述DSP360可以被能控制上述RF开关的任何组成元件来替代。例如，上述DSP360可以用现场可编程门阵列(FPGA：field programmable gate array)替代。即，在构建本申请的发明权利要求时，每个组成元件的实质功能应该被考虑而不是局限于每个组成元件的名称。上述组成元件将在随后进行描述。
图3示出根据本发明的示例性实施例的使用RFID读写器的多频带操作的传送时间图表。
参考图3，在本实施例的上述RFID读写器300中的数据传送和接收随着在每个频率带中传送模式和接收模式被周期性地打开或关闭而被执行。更具体地说，上述RF开关350在上述DSP的控制下交替地周期性形成传送路径和接收路径，以确保高可靠度的数据传送和接收。
本实施例的上述RFID读写器300通过使用不同的频带来执行数据传送。因此，在使用单一天线200传送/接收数据中不存在问题，但在传送上述UHF频带和上述2.45GHz频带中，为了保证高可靠度的数据传送和接收，最好给出一个预定的时间延迟以防止数据传送时间的干涉。其适用于信号接收。
图4示出根据本发明的示例性实施例的RFID读写器的内部配置。
如图4所示，上述RFID读写器300包括根据频率带分离从上述标签100中接收的数据信号的双工器320，发散通过上述双工器320分离的部分接收信号且将上述发散信号传送到上述RF侦测器340中的定向耦合器(Directional Coupler)330，判断通过上述定向耦合器330接收的信号是否存在且传送侦测信号的无线射频(RF)侦测器340，判断从上述RF侦测器340中接收的信号的频率带且控制形成在相对应的频率带信号路径上的RF开关350的DSP360，和与上述DSP360的控制信号相对应打开或关闭传送和接收模式的RF开关350。
上述RFID读写器300的操作过程如下进行描述。如果通过上述多频带天线200侦测到一个接收信号，上述双工器320将上述接收信号分离成为UHF频带信号和2.45GHz频带信号。上述被分离的信号经由形成在各个频带的接收路径上的定向耦合器330被传送到上述RF侦测器340中。
更具体地说，上述定向耦合器330的耦合输出与上述RF侦测器340相连接，且部分接收的信号被传送到上述RF侦测器340中。上述RF侦测器340侦测上述信号的存在且将上述信号传送到上述DSP360中。此后，上述RF侦测器340将上述被侦测的信号传送给DSP360。上述DSP360判断接收信号的频率带，且基于上述判断结果将控制信号传送给形成在对应频带的接收路径上的上述RF开关350。在上述控制信号接收之前，上述RF开关350处于传送模式，且在控制信号从上述DSP360中接收的时候根据GEN2或者EPC Class 1，Class2，ISO/IEC 18000-4，18000-6b，6c规定在传送模式和接收模式之间周期性地转换。
如果没有接收信号从上述DSP360中被输入，各个频带的上述RF开关350处在传送模式。如果上述接收信号被输入为UHF频带和2.45GHz频带，两个RF开关350重复地打开或关闭。
通过如此结构，上述RF开关350的操作可以被最少化且电力消耗可以实现最小化。
结合本发明的另外一个示例性实施例，上述RF开关350不需要上述定向耦合器330或上述RF侦测器340只通过上述DSP360就可以被控制。在这种情况下，上述RF开关350不考虑为了等待数据接收的接收信号的输入就可以被反复地打开或关闭。通过如此，具有更简单的电路配置的读写器可以被实现。
或者，上述两个RF开关350可以被维持一个接通状态(on state)，且然后根据上述DSP360的控制信号重复开和关状态。更具体地说，上述DSP360可以与上述天线相连接，且能判断接收的信号是否被输入，且在上述被接收的信号被接收的时候，操作形成在上述UHF频带和上述2.45GHz频带的信号传送路径上的所有RF开关350，简化结构。在这种情况下，存在一个缺点即与上述实施例相比整个系统的电力消耗很大，但系统配置可以被简化且RFID读写器的制造成本可以节省。
现有RFID读写器存在不足即由于传送和接收隔离不是很完全因此标签100的识别率很低。然而，本发明通过完全地分离经由上述RF开关350在传送和接收的时间信号被传送的路径可以解决上述问题。
进一步，根据如上构建的多频带RFID读写器300，使用多频带的各种标签100通过单一RFID读写器300，无关上述标签100的形式，都可以被识别。因此，高价竞争性可以被实现且与必须含有用来识别各种标签100的额外读写器的现有技术相比，空间利用性也可以被提高。
尽管本发明的具体示例性实施例为阐述的意图已经做了描述，但本领域的技术人员在不脱离由权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下可以对其进行各种修改、添加和替换。因此本发明的范围应该被附属权利要求和平等权利要求所定义。

Claims (5)

1.一种多频带无线射频识别读写器，其包括：
双工器，其根据频率带来分离从标签中接收的数据信号；
定向耦合器，其发散经由上述双工器所分离的一部分上述信号；
数字信号处理器，其判断上述被发散的信号的频率带且基于上述判断结果来生成一个控制信号；和
无线射频开关，其与上述数字信号处理器的上述控制信号响应来打开或关闭传送和接收模式。
2.如权利要求1所述的多频带无线射频识别读写器，其中，当上述控制信号被接收的时候，上述无线射频开关周期性地转换上述传送模式和接收模式。
3.如权利要求1所述的多频带无线射频识别读写器，其中，不同的频率带信号伴随着时间延迟被传送和接收。
4.如权利要求1所述的多频带无线射频识别读写器，其中，上述信号的传送和接收路径根据上述无线射频开关的操作被分离，以来提高上述标签的识别率。
5.如权利要求1所述的多频带无线射频识别读写器，其中，上述双工器将上述数据信号分离成为超高频频带信号和2.45GHz频带信号。
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