CN101655906A - 一种超高频rfid标签信号的接收方法及其阅读器 - Google Patents

Abstract

一种超高频RFID标签信号的接收方法及一种超高频RFID阅读器。接收方法包括：超高频RFID阅读器发射无线电波信号至标签、标签反射信息至超高频RFID阅读器、通过多个天线多角度接收标签信息，并同时处理每个天线的信息。该超高频RFID阅读器包括处理单元、调制电路、环形分离器、解调电路及多个天线，该超高频RFID阅读器设置有与天线数量相等的环形分离器和解调电路，每个天线配置有一套环形分离器和解调电路，处理单元控制同一时刻仅由一个天线发射信号，由所有天线接收信号。该接收方法及阅读器可以多角角度接收标签信号并进行解码，能够增加接收标签信号的概率，加快阅读标签速度，减少标签漏读率。

Description

一种超高频RFID标签信号的接收方法及其阅读器

技术领域

本发明涉及一种射频信号接收方法和设备，特别涉及一种超高频RFID标签信号的接收方法及一种超高频RFID阅读器。

背景技术

RFID(Radio Frequency Identification)射频识别，俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种环境。RFID射频识别技术可识别高速运动物体并可以同时识别多个标签，操作快捷方便。

对于超高频无源RFID标签，每个标签都有自身的唯一号码，最常见的用途是代替普通条型码，贴于各种物品上，以便对物品进行身份识别。一般和超高频阅读器配合使用。RFID标签能将信息无线传递给10米范围内的超高频阅读器上，使仓库、车间、超市等场合可以对物品进行群体扫描，不再需要使用激光条形码阅读器对物品逐个扫描条码。因此，RFID标签的应用越来越广泛。故，RFID标签信号的接收方法与其配合使用的阅读器的性能也越来越重要。

目前，RFID标签信号的接收通常是由阅读器接收和解码。阅读器通常由处理单元(一般是CPU)、调制电路、解调电路、环行分离器组成电路部分，然后配合天线一起工作。处理单元发出的信号，由调制电路调制，经过环行分离器后由天线发出。天线收到的标签信号，返回到环行分离器后由环行分离器分离后输送至解调电路部分，而不会再回到调制电路。标签信号经过解调后到处理单元，由处理单元解码出标签的编码。

但是，由于标签对无线电波各个方向的反射量不同，因此，当标签和阅读器的相对角度不同时，阅读器收到的反射波强弱也存在差异。现有技术中，如图1所示，阅读器通常配置多个天线20，将天线20设置在不同的方向，使用电子开关80将各个天线20的信号集中连接到阅读器的解调电路40中以解决上述问题。阅读器的解调电路40只有1套。多个天线20是轮流连接到解调电路40中，也就是说这些天线20是轮流工作。同时，处理单元100对不同天线20输送进来的信号也是轮流解码的。当某个天线处于工作状态时候，900M载波的发送和标签信号接收都是由此天线完成，别的天线完全处于休眠状态。这种方式虽然能够部分解决静止状态时标签对电波的反射的方向性问题，但效果不是很理想。因为载波发送和信号接收都是同一个天线通道，标签在某些角度下，它的主要反射方向永远无法指向当前天线，导致阅读器在某些情况下很难接收到标签的信号。由于只有一个天线发送和接收信号，因此，标签信号的准确度不高。另外，由于天线是轮流工作，存在工作速度较慢的缺陷。如果其中一个天线接收完毕，还没有切换到另外一个天线，标签就已经离开了感应区，因此，现有技术中的阅读器及标签信号的接收方法不能满足运动状态下标签的识别。

因此，针对现有技术不足，有必要提供一种超高频RFID标签信号的接收方法及对应的超高频RFID阅读器，可以迅速有效地将不同角度放置的标签的信号接收和解码出来，增加接收到标签信号的概率，加快阅读标签的速度，减少标签的漏读率。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种超高频RFID标签信号的接收方法及与该方法对应的一种超高频RFID阅读器，具有可以多角度接收标签的信号并进行解码的特点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种超高频RFID标签信号的接收方法，包括三个步骤：

步骤一，超高频RFID阅读器发射无线电波信号至标签；

步骤二，所述标签反射自身的信息至所述超高频RFID阅读器；

步骤三，所述超高频RFID阅读器通过多个天线多角度接收所述标签的反射信息，并同时处理每个天线所接收的标签信息，获得多个天线接收到的标签的编码信息。

优选的，步骤一中，所述超高频RFID阅读器控制在同一时刻只有一个天线发射无线电波信号至标签。

优选的，上述步骤一具体为：所述超高频RFID阅读器的处理单元输出的信号通过解调电路调解后由环形分离器输出，所述环形分离器配套的天线发射无线电波信号至所述标签。

进一步的，上述步骤三具体为：所述超高频RFID阅读器通过多个天线多角度接收所述标签的反射信息，每个天线接收的信息通过所述超高频RFID阅读器的与所述天线配套的环形处理器输送，并通过解调电路解调后输送至所述处理单元，所述处理单元同时处理每个天线接收的标签信息，获得多个天线接收到的标签的编码信息。

一种超高频RFID阅读器，包括处理单元、调制电路、环形分离器、解调电路及多个天线，所述处理单元输出的信号由所述调制电路调制，该信号通过所述环形分离器后由所述天线发射；所述天线接收到的标签信号通过所述环形分离器输送至所述解调电路，所述解调电路输出信号至所述处理单元，经所述处理单元处理后得到标签信息，所述超高频RFID阅读器设置有与所述天线数量相等的环形分离器和解调电路，每个天线配置有一套环形分离器和解调电路，所述处理单元控制同一时刻仅由一个天线发射信号，所述处理单元控制全部天线同时接收信号；所述处理单元设置为同时对多个解调电路输送的信号进行解码的处理单元。

优选的，上述处理单元设置为FPGA芯片。

优选的，上述超高频RFID阅读器设置有一个调制电路，所述处理单元输出信号至所述调制电路，所述调制电路发送信号至该信号对应的所述环形分离器，与所述环形分离器配套的天线发射该信号。

另一优选的，上述超高频RFID阅读器设置有与所述天线数量相等的调制电路，每个所述天线对应一个所述调制电路，所述调制电路接收所述处理器的信号，并输出信号至对应的所述环形分离器，所述环形分离器配套的天线发射该信号。

本发明的一种超高频RFID标签信号的接收方法，通过超高频RFID阅读器发射无线电波信号至标签，然后所述标签反射自身的信息至所述超高频RFID阅读器，所述超高频RFID阅读器通过多个天线多角度接收所述标签的反射信息，并同时处理每个天线所接收的标签信息，获得多个天线接收到的标签的编码信息。因此，具有多角度接收标签信号并能够对多个天线接收的信号进行并行解码，快速获得标签的编码信息。

本发明的一种超高频RFID阅读器，包括处理单元、调制电路、环形分离器、解调电路及多个天线，由于其设置有多个天线，同时每个天线配置有一套环形分离器和解调电路，所述处理单元控制同一时刻仅由一个天线发射信号，所述处理单元控制全部天线同时接收信号。因此，每个天线都对应配置一套解调电路，这样每一时刻所有的天线都处于接收状态，因此可以多角度接收标签信号。

处理单元设置为可以同时对多个解调电路输送的信号进行基带解码的处理单元，优选的，上述处理单元设置为FPGA芯片，因此，处理单元能够同时对多个解调电路输送的信号进行基带解码，快速解码出标签的编码信息。避免了现有技术中处理单元一个时刻只能处理一个信息的缺陷。

因此，本发明提供的一种超高频RFID阅读器能够同时多角度接收标签信号，还可以同时对多个解调电路输送的信号进行基带解码，快速解码出标签的编码信息。

附图说明

结合附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是现有技术中一种超高频RFID阅读器的示意图；

图2是本发明一种超高频RFID标签信号的接收方法示意图；

图3是本发明一种超高频RFID阅读器的示意图；；

图4是本发明一种超高频RFID阅读器另一实施方式的示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种超高频RFID标签信号的接收方法，如图2所示，该接收方法包括三个步骤：首先，超高频RFID阅读器10通过天线22，将调制好各种命令的900MHz左右载波的无线电波信号发射至标签6，其具体过程是，该超高频RFID阅读器10的处理单元输出信号通过解调电路调解后由环形分离器输出，该环形分离器配套的天线22发射无线电波至标签6；标签6在进入该超高频RFID阅读器10制造的无线电场时产生感应电流，从而获得能量，于是，标签6根据国际标准或者国家标准规定的特定顺序，向该超高频RFID阅读器10反射自身编码等信息；超高频RFID阅读器10通过多个天线21、22、23接收标签6反射的信息，并通过处理器同时处理每个天线所接收的标签信息，同时获得多个天线接收到的标签6的编码信息，其具体过程是，天线21、22、23接收的信息通过超高频RFID阅读器10的与天线21、22、23各自配套的环形分离器接收，并通过配套的解调电路解调后输送至处理单元，处理单元为一种现场可编程门阵列，具有并行处理能力，可以同时对多路解调后的信号进行解码，因而能够对多个天线接收的信号同时处理，从而快速解码出标签的编码信息，获得标签的序列号。

本发明的超高频RFID标签信号的接收方法，特点是同一时刻只有一个天线发射无线电波信号至标签，而在接收时，所有的天线都处于接收状态，并可以同时对多个天线接收到的信息并行处理，同时获得多个天线接收到的标签的自身编码。

实施例2

参见图3，一种超高频RFID阅读器，包括处理单元1、调制电路3、环形分离器5、解调电路4及多个天线2，该超高频RFID阅读器设置有多个天线2，通常天线2设置分布在不同的方向，以便多角度接收电子标签反射的信号。该超高频RFID阅读器设置有与天线2的数量相等的环形分离器5和解调电路4，即每个天线2配有一套环形分离器5和解调电路4。该超高频RFID阅读器还设置有与天线2的数量相等的调制电路3。处理单元1通过调制电路3轮流向不同的天线2发送命令，处理单元1控制使同一时刻天线2中只有一个处于发射状态，并控制使所有的天线2都处于接收状态。处理单元1设置为可以同时对多个解调电路4输送的信号进行基带解码的FPGA芯片。

其具体工作过程是：处理单元1输出信号由调制电路3调制，通过环形分离器4后由对应的天线发射信号，即将调制好各种命令的900MHz左右的载波发送出去；标签在进入该超高频RFID阅读器制造的无线电场时产生感应电流，从而获得能量，标签根据国际标准或国家标准规定的特定顺序，向该超高频RFID阅读器反射自身编码等信息；标签反射信息后，所有的天线2都处于接收状态，天线2将接收到的标签信号通过各自对应的环形分离器5输送至各自的解调电路4，调解调电路4分别输出信号至处理单元1，处理单元1设置为可以同时对多个解调电路输送的信号进行基带解码的FPGA芯片，FPGA是一种现场可编程门阵列，具有并行处理能力，可以同时对多路解调后的信号进行解码，从而快速解码出标签的编码信息，获得标签的序列号。

本发明的一种超高频RFID阅读器，能够在同一时刻多角度接收标签信号，可以迅速有效地将不同角度放置的标签的信号接收和解码出来，增加接收到标签信号的概率，加快阅读标签的速度，减少标签的漏读率。如图1所示，如果在某一时刻，该超高频RFID阅读器10发出信号使天线22发射信号。标签6向该超高频RFID阅读器10反射自身编码等信息，因为角度问题，标签6的主反射方向是天线21所在的方向，发射天线22方向只有比较微弱的信号。如果距离稍远，天线22几乎接收不到信号。但处于标签主反射方向的天线21却能接收到天线的信号，之后天线21将信号传回阅读器10，由阅读器10解调和解码，因此，该超高频RFID阅读器10增加接收到标签信号的概率，加快阅读标签的速度，减少标签的漏读率。

本发明提供的一种超高频RFID阅读器，由于每个天线2都对应配置一套解调电路4，这样每一时刻所有的天线2都处于接收状态，从而可以多角度接收标签信号。同时使用FPGA芯片作为处理单元1，可以对多个解调电路4输出的信号同时进行基带解码，快速解码出标签的编码信息。

需要说明的是，在本实施例中的一种超高频RFID阅读器，设置有三个天线2、相应配套有三组环形分离器5和解调电路4。在实际生产和使用中，天线、与天线配套的环形分离器及解调电路的个数设置可以根据具体使用场合灵活变动。

此外，在本实施例中，设置有与天线数量相等的调制电路3。实际中，也可以只设置一个调制电路，将该调制电路一端与处理单元连接，调制电路的另一端分别与各环形分离器连接，如图4所示，只需满足同一时刻只能由1个天线发送命令，而接收时可多个天线同时进行接收即可。故，实际中，调制电路的个数可以是一个，也可以与天线数量相等，还可以介于一个与天线数量之间。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种超高频RFID标签信号的接收方法，其特征在于，包括三个步骤：

步骤一，超高频RFID阅读器发射无线电波信号至标签；

步骤二，所述标签反射自身的信息至所述超高频RFID阅读器；

步骤三，所述超高频RFID阅读器通过多个天线多角度接收所述标签的反射信息，并同时处理每个天线所接收的标签信息，获得多个天线接收到的标签的编码信息。

2.根据权利要求1所述的超高频RFID标签信号的接收方法，其特征在于：步骤一中，所述超高频RFID阅读器控制在同一时刻只有一个天线发射无线电波信号至标签。

3.根据权利要求2所述的超高频RFID标签信号的接收方法，其特征在于：步骤一具体为：所述超高频RFID阅读器的处理单元输出的信号通过解调电路调解后由环形分离器输出，所述环形分离器配套的天线发射无线电波信号至所述标签。

4.根据权利要求1所述的超高频RFID标签信号的接收方法，其特征在于：步骤三具体为：所述超高频RFID阅读器通过多个天线多角度接收所述标签的反射信息，每个天线接收的信息通过所述超高频RFID阅读器的与所述天线配套的环形处理器输送，并通过解调电路解调后输送至所述处理单元，所述处理单元同时处理每个天线接收的标签信息，获得多个天线接收到的标签的编码信息。

5.一种超高频RFID阅读器，包括处理单元、调制电路、环形分离器、解调电路及多个天线，所述处理单元输出的信号由所述调制电路调制，该信号通过所述环形分离器后由所述天线发射；所述天线接收到的标签信号通过所述环形分离器输送至所述解调电路，所述解调电路输出信号至所述处理单元，经所述处理单元处理后得到标签信息，其特征在于：所述超高频RFID阅读器设置有与所述天线数量相等的环形分离器和解调电路，每个天线配置有一套环形分离器和解调电路，所述处理单元控制同一时刻仅由一个天线发射信号，所述处理单元控制全部天线同时接收信号；所述处理单元设置为同时对多个解调电路输送的信号进行解码的处理单元。

6.根据权利要求5所述的超高频RFID阅读器，其特征在于：所述处理单元设置为FPGA芯片。

7.根据权利要求5或6所述的超高频RFID阅读器，其特征在于：所述超高频RFID阅读器设置有一个调制电路，所述处理单元输出信号至所述调制电路，所述调制电路发送信号至该信号对应的所述环形分离器，与所述环形分离器配套的天线发射该信号。

8.根据权利要求5或6所述的超高频RFID阅读器，其特征在于：所述超高频RFID阅读器设置有与所述天线数量相等的调制电路，每个所述天线对应一个所述调制电路，所述调制电路接收所述处理器的信号，并输出信号至对应的所述环形分离器，所述环形分离器配套的天线发射该信号。

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