CN101789072A - 一种超高频无线射频识别装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高频无线射频识别装置及系统,该超高频无线射频识别装置用于识别待识别物体上的RFID标签,所述超高频无线射频识别装置包括:信号控制单元,其上顶面开口,侧面和底面为电磁反射材料;平台,设置于所述信号控制单元的顶面,用于放置所述待识别物体;UHF RFID天线,设置于所述信号控制单元中;以及UHF RFID阅读器,用于通过所述UHF RFID天线读取所述RFID标签的数据。本发明超高频无线射频识别装置及系统能够准确读取待识别物体上的RFID标签,以避免出现RFID标签误读的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线射频识别装置,特别是涉及一种超高频无线射频识别装置及系统。
背景技术
无线射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)是一种非接触的自动识别技术。RFID按照频率可以划分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波(MW)四类,其读取范围各不相同。HF RFID的典型频率为13.56MHz,其读取范围为1米之内,可以应用于图书馆、药品识别等近距离单品识别领域。UHF RFID的频率为860-960MHz(各国的规定有所不同),其中,无源被动式UHF RFID读取范围可达10米,主要应用于物流供应链、零售、国防等领域。
与HF RFID相比,UHF RFID的性能存在一定的优势,例如读取速度快、在同时读取多个标签的时候,标签之间的重叠影响小以及价格较低等。因此,一些使用HF RFID进行近距离识别的领域开始应用UHFRFID,例如图书馆、药品识别等领域。
而在本来应用HF RFID的领域中使用UHF RFID的最大难题在于控制信号读取区域。UHF RFID在较大输出功率情况下读取范围过大会造成误读,此外,相对于HF RFID,环境对UHF RFID的影响较大,容易产生信号反射、折射,因而会读取一些不必要的RFID标签,造成应用中的严重错误。例如,在图书馆领域中,UHF RFID如果读取范围过大,在图书借还时,UHF RFID阅读器可能会读取了另外一位读者的RFID读者证或带RFID标签的图书,造成误读;在安全防盗方面,UHF RFID安全检测门由于读取距离过长而可能造成错误报警。
有鉴于上述在近距离识别领域中使用UHF RFID无法控制信号读取区域的缺陷,本发明人提出一种超高频无线射频识别装置及系统,能够避免上述缺点,使UHF RFID在近距离识别领域中更具有实用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确读取待识别物体上的RFID标签的超高频无线射频识别装置及系统,以避免出现RFID标签误读的情况。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种超高频无线射频识别装置,用于识别待识别物体上的RFID标签,所述超高频无线射频识别装置包括:信号控制单元,其上顶面开口,侧面和底面为电磁反射材料;平台,设置于所述信号控制单元的顶面,用于放置所述待识别物体;UHF RFID天线,设置于所述信号控制单元中;以及UHF RFID阅读器,用于通过所述UHF RFID天线读取所述RFID标签的数据。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的超高频无线射频识别装置,所述信号控制单元所采用的材料为金属。
前述的超高频无线射频识别装置,所述UHF RFID天线由一物体固定于所述信号控制单元垂直方向的中部。
前述的超高频无线射频识别装置,所述UHF RFID天线与水平面之间的角度为可调。
前述的超高频无线射频识别装置,所述UHF RFID阅读器的无线射频输出功率为可调,通过调节无线射频输出功率来控制所述信号控制单元上方的读取范围。
前述的超高频无线射频识别装置,所述平台为电磁穿透材料。
前述的超高频无线射频识别装置,所述设置有RFID标签的待识别物体有多个。
前述的超高频无线射频识别装置,所述信号控制单元为圆柱形。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种图书馆借还机,其包括:前述的超高频无线射频识别装置。
本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种超高频无线射频识别系统,其包括:前述的超高频无线射频识别装置;RFID标签,设置于待识别物体上;以及计算机,用于接收并处理所述UHF RFID阅读器读取的数据。
由上述技术方案可知,本发明具有以下有益效果:
1、UHF RFID阅读器工作频率高,读取的速度更快,单位时间能够读取更多的RFID标签,且读取多个标签时,对RFID标签重叠的读取效果更佳。
2、信号控制单元读取范围可以控制,能防止UHF RFID技术本身读取距离过大而造成的读取了不应被读取的RFID标签的情况,实现准确读取。
3、UHF RFID标签本身成本较低,应用范围与规模较大,未来UHFRFID阅读器和UHF RFID标签都有较大的降价空间,比HF RFID具有更低的实现成本。
通过以下参照附图对优选实施例的说明,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。
附图说明
图1为本发明一实施例的超高频无线射频识别装置的结构示意图。
图2为UHF RFID天线在信号控制单元内部的透明主视图。
图3为本发明一实施例的超高频无线射频识别系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意,这里描述的实施例只用于举例说明,并不用于限制本发明。
请参阅图1所示,其为本发明一实施例的超高频无线射频识别装置的结构示意图。该超高频无线射频识别装置1用于识别待识别物体上的RFID标签2,该装置1包括:信号控制单元11,其上顶面开口,侧面和底面为电磁反射材料;平台12,其设置于所述信号控制单元的顶面,用于放置待识别物体;UHF RFID天线13,设置于信号控制单元11中;UHF RFID阅读器14,用于通过UHF RFID天线13读取RFID标签2内的数据。
本领域的技术人员可以理解,UHF RFID天线13置于信号控制单元11中,该信号控制单元11例如为金属材料,由于信号控制单元11的金属屏蔽作用,UHF RFID阅读器14只能读取到开口上方一定空间范围内的RFID标签,从而避免因UHF RFID读取范围过大而引起的误读问题,另外,在此空间范围内的RFID标签的读取不受标签方位与角度的影响。
信号控制单元11所读取的空间范围与其形状有关,举例而言,该信号控制单元11为图1中所示的圆柱形,则UHF RFID阅读器14的读取范围大致为沿信号控制单元11侧面垂直向上的柱体空间范围。
另外,信号控制单元11的读取范围还与UHF RFID天线13的位置、UHF RFID阅读器14的无线射频输出功率和信号控制单元11的材料有关。
其中,UHF RFID天线13在信号控制单元11中的位置不同,读取范围也不同。较佳地,如图2所示,UHF RFID天线13设置于信号控制单元11垂直方向的中部,与信号控制单元11的上下两个面的距离大致相等且与底面平行,并由一物体将其固定,本领域技术人员可以理解,固定该UHF RFID天线13的物体可采用现有技术中的一种,例如为支架15,用以支撑UHF RFID天线13。此外,也可通过调整UHF RFID天线13与信号控制单元11底面之间的角度来调整读取范围。
UHF RFID阅读器14的无线射频输出功率也是影响读取范围的重要因素,无线射频输出功率越大,读取范围越广,无线射频输出功率是可调的,通过调节无线射频输出功率来控制信号控制单元11上方的读取范围,使UHF RFID阅读器14能够在指定范围内读取多个RFID标签2,进一步减少该装置传送或反射的无线射频信号对附近其他区域的干涉现象。较佳地,将无线射频功率调校到20dBm-23dBm,以精确读取较近距离的待识别物体(大部分UHF RFID阅读器的最高输出功率达到32dBm左右)。
构成信号控制单元11的材料类型能影响对UHF RFID信号的屏蔽程度,一般金属都可以较好限制RFID的读取范围,例如铝、铁、锡等。信号控制单元11的高度也可以根据需要设定,在一实施例中,其为一高度为15-20cm的圆柱体,另外,通过调整UHF RFID天线13的位置和/或UHF RFID阅读器14的无线射频输出功率等,可使得信号控制单元11上方的读取范围为大约30-50cm高的柱体空间,不在此空间范围的RFID标签不会被读取。
请再参阅图1所示,UHF RFID阅读器14设置于信号控制单元11的外部;UHF RFID阅读器14如果足够小,也可设置于信号控制单元11的内部,UHF RFID天线13的下方,这对装置的性能基本没有影响。
请继续参阅图1所示,平台12的材料为电磁穿透材料,可以采用例如丙烯酸纤维(Acrylic Fiber)等绝缘材料;平台12也不宜过厚,以免影响读取范围,能够支撑上方物体重量即可,例如,厚度在3cm左右。
根据UHF RFID阅读器可以同时读取多个RFID标签的特征,平台12上放置的待识别物体可以有多个,待识别物体上设有RFID标签,RFID标签内被写入相关的物品信息,例如条形码。需要说明的是,放在平台12上的物体越多,该信号控制单元11的读取高度会越小。
本发明超高频无线射频识别装置1可应用于图书馆的借还机中,其中待识别物体为图书,该借还机也可为自助借还机,这样,读者可以自助操作,一次性借出或归还多本图书,省去了传统图书馆柜台一本一本扫描书本条形码、充消磁操作的繁琐步骤,大大提高了图书馆的服务品质与工作效率;若该装置应用于超市中,其中待识别物体可为货品,同样也可以一次性为多个货品收费,从而提高超市的服务品质与工作效率。
使用本发明的装置的优点在于:1、UHF RFID阅读器工作频率高,读取的速度更快,单位时间能够读取更多的RFID标签,当同时读取多个RFID标签时,对RFID标签重叠的读取效果更佳;2、读取范围可以控制,能防止UHF RFID技术本身读取距离过大而造成的读取了不应被读取的RFID标签的情况;3、UHF RFID标签本身成本较低,应用范围与规模较大,未来UHF RFID阅读器和UHF RFID标签都有较大的降价空间,比HF RFID具有更低的实现成本。
请参阅图3所示,本发明还提出一种超高频无线射频识别系统,该系统包括:超高频无线射频识别装置1、设置于待识别物体上的RFID标签2和计算机3。其中,超高频无线射频识别装置1和RFID标签2如前所述,在此不再赘述;计算机3用于接收并处理所述UHF RFID阅读器读取的数据,计算机3还可实现对UHF RFID阅读器14的控制,例如,在计算机3开机时自动加载其全部的外接设备,完成UHF RFID阅读器14的初始化操作。
计算机3还可与一信息管理系统相连接,从UHF RFID阅读器14所获取的数据信息由计算机3处理后与该信息管理系统进行数据交换与处理。举例而言,该超高频无线射频识别系统用于图书馆中,UHF RFID阅读器14所获取的信息由计算机3处理后与图书馆管理系统进行数据交换与处理。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种超高频无线射频识别装置,用于识别待识别物体上的RFID标签,其特征在于,所述超高频无线射频识别装置包括:
信号控制单元,其上顶面开口,侧面和底面为电磁反射材料;
UHF RFID天线,设置于所述信号控制单元中;
平台,设置于所述信号控制单元的上顶面,用于放置所述待识别物体;以及
UHF RFID阅读器,用于通过所述UHF RFID天线读取所述RFID标签的数据;。
2.根据权利要求1所述的超高频无线射频识别装置,其特征在于,所述信号控制单元所采用的材料为金属。
3.根据权利要求1所述的超高频无线射频识别装置,其特征在于,所述UHF RFID天线由一物体固定于所述信号控制单元垂直方向的中部。
4.根据权利要求1所述的超高频无线射频识别装置,其特征在于,所述UHF RFID天线与水平面之间的角度为可调。
5.根据权利要求1所述的超高频无线射频识别装置,其特征在于,所述UHF RFID阅读器的无线射频输出功率为可调,通过调节无线射频输出功率来控制所述信号控制单元上方的读取范围。
6.根据权利要求1所述的超高频无线射频识别装置,其特征在于,所述平台采用电磁穿透材料。
7.根据权利要求1所述的超高频无线射频识别装置,其特征在于,所述设置有所述RFID标签的待识别物体有多个。
8.根据权利要求1所述的超高频无线射频识别装置,其特征在于,所述信号控制单元为圆柱形。
9.一种图书馆借还机,其特征在于,其包括:
权利要求1-8中任一项所述的超高频无线射频识别装置。
10.一种超高频无线射频识别系统,其特征在于,其包括:
权利要求1-8中任一项所述的超高频无线射频识别装置;
RFID标签,设置于待识别物体上;以及
计算机,用于接收并处理所述UHF RFID阅读器读取的数据。
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