CN102096790A - 一种对大数量物品多层面识别定位和管理的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线射频识别技术RFID的对大数量多层分布的物品进行有效定位识别和管理的系统，该系统利用一种多层天线阵列，和天线阵列寻址控制单元对处于不同位置的单元子天线上的物品进行精确定位识别和管理，该系统能极大的提高单元子天线的数量，和提供多样的定位扫描方式，并且能灵活的进行天线扩展。

Description

一种对大数量物品多层面识别定位和管理的系统

技术领域：

本发明涉及用无线射频识别技术RFID进行对物品的识别定位和管理，特别对大数量多空间的物品进行精确定位识别和管理。

背景技术：

典型的无线射频识别RFID系统，包括：阅读器，阅读器天线，电子标签和数据处理系统。阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当RFID标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，RFID标签获得能量被激活；RFID标签将自身编码等信息通过内置发送天线发送出去；阅读器接收天线接收到从RFID标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到数据处理系统进行相关处理；数据处理系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。通常情况下阅读器只能进行识别功能，而不能进行定位功能；有些阅读器能实现多天线的定位功能，但是不能在高密度大数量RFID标签进行精确定位；即使能实现高密度大数量RFID标签的识别定位也是在高额成本和复杂电路的前提下。

通过检索发现，公告号为CN101271509A的发明作为本发明的对比文本，其揭示了一种基于无线射频识别RFID技术在多空间下实现的物品精确定位，但是其也只能一个子天线对应一个天线回路接口，这样导致子天线连接数量上有限，当面对上百个或上千个物品定位时，需要更为复杂的电路设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足，而提供一种基于无线射频识别RFID技术下，使用单一阅读器连接多层天线阵列并通过一种多层天线阵列寻址控制单元实现对高密度大数量RFID标签在多空间情况下进行识别，管理和精确定位。单元子天线被分布在空间的不同层面，并具有独立的工作区域，互不干扰，通过行列式回路方式将各个单元子天线连接在一起构成多层天线阵列，由天线阵列寻址控制单元对行列式回路进行选通，从而导通指定的单元子天线，对在该天线区域内的RFID标签进行操作。

本发明通过以下技术方案来实现上述技术问题：

一种对大数量物品多层面识别定位和管理的系统，特征是：以RFID系统为基础，用带天线寻址控制单元的多层天线阵列对大数量物品分布在多层面情况进行识别定位和管理；单层面天线阵列由多个单元子天线通过行列式组合构成，每个层面的天线阵列通过行列对应连接构成多层天线阵列，每一个单元子天线拥有独立的地址码存储于数据处理系统中；天线阵列寻址控制单元由一系列的开关电路组成；数据处理系统将需要扫描的单元子天线逻辑地址码发送到天线的寻址控制单元，该单元根据数据处理系统发过来的逻辑地址码生产物理地址码对层面，行，列电路进行选择性导通，然后由阅读器发送信号到导通的单元子天线，又通过该回路接收该单元子天线上RFID标签的反馈信号，最后将调解好的数据传送给数据处理系统，由数据处理系统对该数据进行对应的操作。

该技术的优点：通过阵列方式构造出的多层天线阵列能够极大的提高单元子天线的数量，从而实现对大数量物品的定位，识别和管理；同时简化了电路设计。

附图说明：

附图1为本发明单个单元子天线结构示意图；

附图2为本发明一行多列天线阵列结构示意图；

附图3为本发明多行多列天线阵列结构示意图；

附图4为本发明多层天线阵列结构示意图；

附图5为本发明天线阵列寻址控制单元电路结构示意图。

具体实施方式：

如图1中①为一个独立的单元子天线，②和③为该单元子天线的输入和输出端；图2中的一行多列天线阵列由多个单元子天线连接而构成，④为个单元子天线共同连接的行接口端，⑤为各个单元子天线的列接口端；图3中为多行多列的天线阵列，⑥为各个单元子天线连接的各列接口端，⑦为各个单元子天线连接的行接口端，通过单行和单列的选通，可以准确的让某单个单元子天线产生导通，从而对其上的RFID标签进行定位识别和管理；图4中将图3的多行多列天线阵列连接成多层面的天线阵列，图中的⑧为放置顶层的物品，⑨为与物品⑧物理关联的RFID标签，⑩为放置底层的物品，

为与物品⑩物理关联的RFID标签，图中

为各个层面相同列对应连接构成的接口端，此图中作为输出端口，而

和

为各个层面各行的接口端，此图中作为输入端，由此图可以看出当输入端的单层单行确定，并且输出端的单列被确定，单个单元子天线的位置也被确定，从而可对该位置的带有RFID标签的物品进行识别定位和管理；图5中是射频识别系统中的阅读器，接收

来自于天线阵列寻址控制单元的信号，并向该单元发送

射频信号，图中

为该RFID射频识别系统的数据处理系统，它为图中天线阵列寻址控制单元

提供逻辑地址码，并接受来自阅读器

调解后的标签数据，并控制阅读器的状态功能，图中虚线框

为天线阵列寻址控制单元，该单元包括地址解码器

，它把从数据处理系统发来的逻辑地址码转换成物理地址码，并输出到行控制开关电路

，和层面控制开关电路

到

，以及列控制电路

，从而让图5中连接阅读器

发射端的

或

单路选通，以及连接阅读器接收端的

单路选通，同时图5中

与图4中

连接，并形成一一对应关系，图5中

与图4中连接，并形成一一对应关系，图5中

与图4中

连接，并形成一一对应关系，通过此连接方式，可以看出图5中的

用来控制图4中各层面的行选通，而

和

用来控制图4中的顶层面选通和底层面选通，而图5中

用来控制图4中的列选通，当图5中寻址控制单元

的行控制

确定某单一行，层面控制到

确定某单一层，并且列控制

确定某单一列，那位于图4中的与之对应的某单元子天线被选通，并且是这个天线阵列中唯一选通的单元子天线。

具体实现流程：设搜索第一层面的第一行的第一列的单元子天线上的物品，首先由RFID射频识别技术的数据处理系统

向多层天线阵列寻址控制单元

发送该单元子天线的逻辑地址码，由该控制单元中的地址解码器解码得到物理地址并向控制电路输出，即向图5中

输出控制所有层面第一行的控制电路为高电平，其余行为低电平，同时向图5中控制第一层面的

发送高电平，其余层面为低电平，而在

上控制第一列的控制电路发送高电平，其余为低电平，从而让第一层面的第一列的第一行的单元子天线处于选通状态，这时由数据处理系统

向阅读器发送读指令，由阅读器发送射频信号，并通过选通行和选通层控制电路向该单元子天线发送射频信号，当该单元子天线上的RFID标签接收到阅读器发射的信号后，产生反馈信号，并由该单元子天线携带反馈信号通过该天线的选通列向天线控制单元传送，由于选通列与阅读器的接收端相连，从而让阅读器

接收到该RFID标签的反馈信号，并进行解调，再传送给数据处理系统

，由该系统判断识别定位和管理。通过数据处理系统发送不同的逻辑地址码来改变不同的控制行，控制列和和控制层，可以选通不同并且唯一的多层天线阵列中的单元子天线，从而实现对每一个单元子天线上带有RFID标签的物品进行定位识别和管理，以此类推，同样可以进行定位扫描，行扫描，以及多种扫描方式。

使用该阵列式的天线结构，极大的提高了单元子天线的数量，和简化电路设计，通过不同的扫描方式可以实现多种不同的定位方法，从而简化系统的管理，同时该系统可以得到极大的扩展形成多维度的天线阵列结构，能在很大程度上节约成本。

Claims (2)

1.一种对大数量物品多层面分布的识别定位和管理的系统，该系统以无线射频识别系统RFID为基础，包括：电子标签，阅读器天线，阅读器以及数据处理系统。单个物品上内嵌单个或多个电子标签，阅读器通过阅读器天线向电子标签发射射频信号；电子标签接收到信号，获得足够能量后，通过其集成芯片中的编码信息调制到载波上或者写入自身的存储单元，然后通过自身的天线发射出去；阅读器通过阅读器的天线接收到电子标签发射来的信号，进行解调和解码，然后发送到数据处理系统，数据处理系统对从阅读器接收到的数据进行识别和处理。其特征是：设计一个多层阅读器天线阵列，并建立一个多层阅读器天线阵列寻址控制单元，该单元与数据处理系统和多层阅读器天线阵列相连；多层阅读器天线阵列的单元子天线拥有独立的工作区域和地址码；地址码和电子标签的识别码都将存放于数据处理系统中，并形成对应关系。

2.如权利要求1中所述的对大数量物品多层面分布的识别定位和管的理的系统，其特征是：阅读器天线阵列：每个单元子天线通过单行多列式回路连接形成单行天线阵列，多个单行天线阵列组成多行多列式回路连接形成2维天线阵列，将2维阅读器天线阵列嵌入用于放置物品的每个单一层面中，并将不同层面天线对应行列接口与阅读器天线寻址控制单元相连构成多层面天线阵列；

多层面阅读器天线阵列寻址控制单元：用于接受由数据处理系统发来的天线寻址地址，并控制阅读器的接收或发送信号到指定的多层天线阵列的单元子天线上。

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