CN102402673A - 一种辨别射频标签的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防伪技术领域，公开了一种辨别射频标签的方法及装置。本发明主要解决在现有射频(RF)标签不做任何改变的情况下，如何通过对每一枚标签物理特征的测量，来准确的区分不同的RF标签。由于标签在生产制造过程中，标签上的天线、印刷电路、电子元器件其各项参数理论上一定存在差异，结合生产工艺的精度等因素，会形成每一枚标签独一无二的自身的物理特征，由于这些物理特征是伴随整个标签生产工艺而自然形成(标签上每一个器件同样在各自生产制造过程会产生各自的物理特征)，所以这些物理特征期望通过克隆的方法来复制是不可能的，通过精确识别每一枚射频标签的物理特征来实现防伪的功能。

Description

一种辨别射频标签的方法及装置

技术领域

本发明涉及防伪技术领域，尤其涉及的是一种辨别射频标签的方法及装置。

背景技术

现有技术中，射频标签包括RFID和EAS标签等已经广泛应用于日常生活的方方面面，例如：商场用的EAS防盗标签，物流领域的RFID标签等，由于目前产品技术仅能实现单一功能，如商场用的EAS标签仅能实现防盗功能；物流领域的RFID标签仅实现一个每个商品编号(ID)的功能，而不能实现防伪功能。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，不改变任何现有EAS标签与RFID标签，提供一种辨别射频标签的方法及装置，通过对标签物理特征的精确测量，来准确的区分不同的RF标签。由于这些特征是标签本身独一无二的自身的物理特征，所以这些物理特征期望通过克隆的方法来复制是不可能的，本发明通过精确识别每一枚射频标签的物理特征来实现防伪的功能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种辨别射频标签的方法，其中，包括步骤：

A、对射频标签加载特定电磁波进行激励；

B、接收该特定电磁波对各个射频标签激励反馈回的射频信号，得到各自的特征反馈曲线；

C、根据各自的特征反馈曲线利用模式识别方法分辨出各个不同的射频标签。

所述的辨别射频标签的方法，其中，所述特定的电磁波是以射频标签的固有谐振频率为中心点、一定频率范围内、发射能量固定的电磁波。

所述的辨别射频标签的方法，其中，所述步骤B还包括，测量各个射频标签在所述特定电磁波激励作用下，各自发生电磁振荡的振幅最大点的频率和其振幅，构成各自的特征反馈曲线。

所述的辨别射频标签的方法，其中，所述步骤C还包括：计算与各个射频标签相对应的真实特征反馈曲线数据的特征向量，根据各自的特征向量的不同来区分出不同的射频标签。

所述的辨别射频标签的方法，其中，所述步骤C还包括：采用马氏距离公式来计算与各个射频标签相对应的真实特征反馈曲线数据的特征向量。

所述的辨别射频标签的方法，其中，所述射频标签包括有源的射频标签、半有源的射频标签、无源的射频标签、以及EAS标签。

一种辨别射频标签的装置，其中，包括：

无线射频发生模块，用于产生一定频率范围、指定能量的特定电磁波，以对射频标签加载特定电磁波进行激励；

无线射频接收模块，用于接收该特定电磁波对各个射频标签激励反馈回的射频信号，以得到各自的特征反馈曲线；

通讯模块，用于将数据存储模块中存储的无线射频信号数据通过无线或有线方式发送至后台应用服务器处理，以根据各自的特征反馈曲线利用模式识别方法识别出各个不同的射频标签，并接收后台应用服务器的处理的识别结果。

所述的辨别射频标签的装置，其中，其还包括显示模块、用于显示当前设备状态、及识别结果。

所述的辨别射频标签的装置，其特征在于，其还包括：

数据存储模块，用于存储无线射频接收模块接收的射频信号数据。

所述的辨别射频标签的装置，其中，所述射频标签包括有源的射频标签、半有源的射频标签、无源的射频标签、以及EAS标签。

本发明的有益效果：本发明所提供的一种辨别射频标签的方法及装置，利用射频标签个体物理的差异导致的在振荡电磁环境中使其具有不同的谐振频率及反馈能量，并根据此谐振频率和反馈能量辨别出不同的射频标签。与现有技术相比，本发明不需要基于特殊的材料或工艺进行控制来达到防伪目的。由于标签在生产制造过程中，标签上的天线、印刷电路、电子元器件其各项参数理论上一定存在差异，结合生产工艺的精度等因素，会形成每一枚标签独一无二的自身的物理特征，由于这些物理特征是伴随整个标签生产工艺而自然形成(标签上每一个器件同样在各自生产制造过程会产生各自的物理特征)，所以这些物理特征期望通过克隆的方法来复制是不可能的，通过精确识别每一枚射频标签的物理特征来实现防伪的功能。

附图说明

图1是本发明辨别射频标签的方法流程图；

图2是本发明中射频标签的组成示意图；

图3是本发明中射频标签的LC振荡电路的工作流程图；

图4是本发明实施例的流程图；

图5是本发明实施例的曲线形态示意图；

图6是本发明实施例的辨别射频标签的装置原理框图。

具体实施方式

本发明所提供的一种辨别射频标签的方法及装置，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的一种辨别射频标签的方法，提供了一种利用射频标签的射频特征进行防伪的方法，本发明方法的基本原理是：利用射频标签个体物理的差异导致的在振荡电磁环境中使其具有不同的谐振频率及反馈能量，并根据此谐振频率和反馈能量辨别出不同的射频标签。

如图1所示，本发明实施例的辨别射频标签的方法，主要用于对多个射频标签等进行识别，以区分出各个不同的射频标签，所述辨别射频标签的方法包括以下步骤：

步骤S910、对多个射频标签加载特定电磁波进行激励。本实施例中，其特定电磁波以射频标签的固有谐振频率为中心点、一定频率范围内、发射能量固定的电磁波。

步骤S920、接收该特定电磁波对各个射频标签激励反馈回的射频信号，得到各自的特征反馈曲线；比如，可以通过测量各个射频标签在上述特定电磁波激励作用下，各自发生电磁振荡的振幅最大点的频率和其振幅，构成各自的特征反馈曲线并保存。

步骤S930、根据各自的特征反馈曲线利用模式识别方法分辨出各个不同的射频标签。并计算与各个射频标签相对应的真实特征反馈曲线数据的特征向量，根据各自的特征向量的不同来区分出不同的射频标签。譬如，可以采用马氏距离公式来计算与各个射频标签相对应的真实特征反馈曲线数据的特征向量，然后根据计算出的各个所述带有振荡电路的物体的特征向量，来区别各个不同的所述带有振荡电路的物体。

以下将通过一具体的应用实施例对本发明做进一步详细的说明：

如图2所示，本实施的射频(RF)标签101是由IC芯片102和无线通信天线模块103组成的微型标签。通常称其为RFID(无线射频识别技术：Radio Frequency Identification，简称RFID)标签。

还有一种EAS(商品电子防盗系统：Electronic Article Surveillance，简称EAS)标签作为一种简化的RFID标签，其不具有IC芯片，仅具有无线通信天线模块。射频标签的能量供应分为有源、半有源和无源三种模式。本发明中的RF标签包括有源的射频标签、半有源的射频标签、无源的RFID标签和EAS标签。

由上可知，RF标签是由IC芯片和无线通信天线模块组成。如图3所示，所述无线通信天线模块103包括一LC振荡电路201，该LC振荡电路201的频率公式为：

$v=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}$

此频率为该振荡电路的固有频率。从上式可以看出，一个RF标签的固有频率只和振荡电路本身的器件的L和C相关，当RF标签生产完成后，由于其器件已经确定，因此其固有频率将保持不变。

以下通过对RF标签的振荡电路加载特定电磁波进行激励，来准确的区分不同的RF标签，具体操作步骤如下：

步骤S301、对所述射频标签无线通信天线模块103的LC振荡电路201加载一激励频率，使其开始振荡；其中，该激励频率为一特定电磁波，是以其射频标签的固有谐振频率为中心点、一定频率范围内、发射能量固定的电磁波。

步骤S302、当激励频率等于振荡电路的固有频率时，该振荡电路的电磁振荡的振幅达到最大值，因此也称该频率为谐振频率。

理论上，不同的RF(射频)标签，由于其物理器件存在一定的差异，即使同一厂家生产的同一批次的RF标签，也会存在一定范围的差异，这将导致不同的RF标签的谐振频率也存在一定差别。本发明就是利用RF标签的这一特性，测量RF标签在谐振频率及谐振频率附近一定范围内的各频率点所对应频率的激励电磁波作用下该RF标签在上述频率范围内发生电磁振荡的振幅最大点的频率和其振幅，构成一条曲线，此曲线间接反映了不同标签的不同物理特性，具有不可仿制性，再利用模式识别，分辨出不同的RF标签。

以下对本发明实施例的利用射频标签的射频特征的辨别射频标签的方法做进一步详细的说明，如图4所示，具体步骤如下：

S401、取EAS标签15枚，其谐振频率均为8.2MHz，将其置于距离激励源3cm位置；

S402、发射特定电磁波为激励电磁波，首先采用频率为7MHz，能量为-10dbm的激励电磁波对各标签的振荡电路进行激励；所述特定电磁波是以所述射频标签的固有频率为中心点、一定频率范围内的电磁波。

S403、记录在频率为7MHz、能量为-10dbm的激励电磁波的作用下该枚标签在6.5MHz至9.5MHz频率范围内反馈能量达到最高点对应的频率及能量；

S404、保持发射能量不变，然后以0.02MHz为步长递增频率进行上述步骤重复测量，直到发射频率为9MHz；

S405、根据得到的测量结果，画出所选取的该15枚EAS标签所对应的15条响应曲线，图5所示为其中一枚标签4对应的曲线形态；

S406、然后利用计算得到的15条响应曲线之间的马氏距离，即各枚标签与其他标签的马氏距离值，所用马氏距离计算公式如下：

$D_{\mathrm{ij}}^2={(X_i-X_j)}^T{S}^{-1}(X_i-X_j)$

$S=\frac{1}{N-1}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(X_i-\stackrel{\‾}{X}){(X_i-\stackrel{\‾}{X})}^T$

$\stackrel{\‾}{X}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{X}_i$

其中，

D_ij表示第i个样品和第j个样品的马氏距离；

X_i、

表示由N个指标组成的第i和第j个样品的向量；

表示向量X的均值；

S表示样本X的协方差矩阵。

各枚标签与其他标签的马氏距离值如表1所示：

表1各枚标签与其他标签的马氏距离值

从上述具体实施例可以发现，虽然RF标签的标称谐振频率都相同，但实际上还是存在一定的差异。本发明通过一定的方法提取出该差异，就能轻易的分辨出不同的RF标签。以达到防伪的目的。

即使都是通过克隆仿制的多个射频标签，由于其物理器件存在一定的差异，即使同一厂家生产的同一批次的RF标签，也会存在一定范围的差异，则利用本发明的辨别射频标签的方法也能将其一一识别出来，能准确的区分不同的射频标签。

基于上述实施例的辨别射频标签的方法，本发明实施例还提供了一种辨别射频标签的装置，主要用于对多个带有振荡电路的物体(如射频标签等)进行识别，如图6所示，实施例的辨别射频标签的装置主要包括：

无线射频发生模块610、用于产生一定频率范围、指定能量的特定电磁波，以对多个射频标签加载特定电磁波进行激励；较佳地，所述带有振荡电路的物体为射频标签。所述特定电磁波是以所述射频标签的固有频率为中心点、一定频率范围内的电磁波。

无线射频接收模块620，用于接收该特定电磁波对各个射频标签激励反馈回的射频信号，以得到各自的特征反馈曲线。

数据存储模块630，用于存储无线射频接收模块接收的射频信号数据。

通讯模块640，用于将数据存储模块中存储的无线射频信号数据通过无线或有线方式发送至后台应用服务器处理，以根据各自的特征反馈曲线利用模式识别方法识别出各个不同的射频标签，并接收后台应用服务器的处理的识别结果。

显示模块650，用于显示当前设备状态、相关信息及识别结果。

所述辨别射频标签的装置，其所述射频标签包括有源的射频标签、半有源的射频标签、无源的射频标签、以及EAS标签。

综上所述，本发明所提供的一种辨别射频标签的方法及装置，利用射频标签个体物理的差异导致的在振荡电磁环境中使其具有不同的谐振频率及反馈能量，并根据此谐振频率和反馈能量辨别出不同的射频标签的方法。该发明主要解决在现有射频(RF)标签不做任何改变的情况下，如何通过对每一枚标签物理特征的测量，来准确的区分不同的RF标签。

由于标签在生产制造过程中，标签上的天线、印刷电路、电子元器件其各项参数理论上一定存在差异，结合生产工艺的精度等因素，会形成每一枚标签独立无二的自身的物理特征，由于这些物理特征是伴随整个标签生产工艺而自然形成(标签上每一个器件同样在各自生产制造过程会产生各自的物理特征)，所以这些物理特征期望通过克隆的方法来复制是不可能的，通过精确识别每一枚射频标签的物理特征来实现防伪的功能。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种辨别射频标签的方法，其特征在于，包括步骤：

A、对射频标签加载特定电磁波进行激励；

B、接收该特定电磁波对各个射频标签激励反馈回的射频信号，得到各自的特征反馈曲线；

C、根据各自的特征反馈曲线利用模式识别方法分辨出各个不同的射频标签。

2.根据权利要求1所述的辨别射频标签的方法，其特征在于，所述特定的电磁波是以射频标签的固有谐振频率为中心点、一定频率范围内、发射能量固定的电磁波。

3.根据权利要求1所述的辨别射频标签的方法，其特征在于，所述步骤B还包括，测量各个射频标签在所述特定电磁波激励作用下，各自发生电磁振荡的振幅最大点的频率和其振幅，构成各自的特征反馈曲线。

4.根据权利要求1所述的辨别射频标签的方法，其特征在于，所述步骤C还包括：计算与各个射频标签相对应的真实特征反馈曲线数据的特征向量，根据各自的特征向量的不同来区分出不同的射频标签。

5.根据权利要求4所述的辨别射频标签的方法，其特征在于，所述步骤C还包括：采用马氏距离公式来计算与各个射频标签相对应的真实特征反馈曲线数据的特征向量。

6.根据权利要求1所述的辨别射频标签的方法，其特征在于，所述射频标签包括有源的射频标签、半有源的射频标签、无源的射频标签、以及EAS标签。

7.一种辨别射频标签的装置，其特征在于，包括：

无线射频发生模块，用于产生一定频率范围、指定能量的特定电磁波，以对射频标签加载特定电磁波进行激励；

无线射频接收模块，用于接收该特定电磁波对各个射频标签激励反馈回的射频信号，以得到各自的特征反馈曲线；

通讯模块，用于将数据存储模块中存储的无线射频信号数据通过无线或有线方式发送至后台应用服务器处理，以根据各自的特征反馈曲线利用模式识别方法识别出各个不同的射频标签，并接收后台应用服务器的处理的识别结果。

8.根据权利要求7所述的辨别射频标签的装置，其特征在于，其还包括显示模块、用于显示当前设备状态、及识别结果。

9.根据权利要求7所述的辨别射频标签的装置，其特征在于，其还包括：

数据存储模块，用于存储无线射频接收模块接收的射频信号数据。

10.根据权利要求7所述的辨别射频标签的装置，其特征在于，所述射频标签包括有源的射频标签、半有源的射频标签、无源的射频标签、以及EAS标签。

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