CN102841278A - 一种用于物流输送线的rfid识读范围自动测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及射频识别(RFID)产品动态检测方法研究，尤其涉及RFID识读范围动态测试方法，属于检测技术与自动化装置领域。本发明提出了一种用于物流输送线的RFID识读范围自动测量新方法，实现测距传感器与RFID天线、标签、读写器、物流输送线的多方接口控制，可以完成在模拟的现代物流生产流水线环境下对不同的RFID产品(标签和读写器)识读距离进行高精度测量，提供RFID系统有效工作范围的准确数据，为企业RFID设备选型、产品质量控制和定量检测提供技术支持。该测量方法具有简单、精确、自动化程度高等特点，不仅能作为RFID检测实验室的核心装备，还能够依托该系统进行若干基础性研究，并对参与RFID检测标准的研究具有重要意义。

Description

一种用于物流输送线的RFID识读范围自动测量方法
技术领域
本发明涉及射频识别(RFID)产品动态检测方法研究，尤其涉及RFID识读范围动态测试方法，属于检测技术与自动化装置领域。
背景技术
RFID识读范围自动测量系统可以完成在模拟的现代物流生产流水线环境下对不同的RFID产品(标签和读写器)识读距离进行高精度测量，提供RFID系统有效工作范围的准确数据，为企业RFID设备选型、产品质量控制和定量检测提供技术支持。该测量方法具有简单、精确、自动化程度高等特点，不仅能作为RFID检测实验室的核心装备，还能够依托该系统进行若干基础性研究，并对参与RFID检测标准的研究具有重要意义。
目前，国内采用的普通测距方法没有专门针对物流输送线环境下的RFID识读范围测量，因此，普通的测距方法不能实现测距传感器与RFID天线、标签、读写器、物流输送线的多方接口控制。本发明提出了一种用于物流输送线的RFID识读范围自动测量新方法。
发明内容
本发明方法的技术方案如图1所示，该方法主要包括如下六个步骤：
第一步骤：安装传感器步骤，给物流输送线上传输的物品表面贴上射频识别(RFID)标签，在物流输送线侧面安装RFID读写器和天线，在天线边安装两个测距传感器(记为测距传感器1和测距传感器2)，测距传感器光束方向分别指向物流输送线运动顺时针方向和逆时针方向；
第二步骤：RFID天线感应步骤，物流输送线设定某一固定速度且顺时针运动，贴有RFID标签的物品进入RFID天线辐射场，RFID天线感应到RFID标签反射的射频信号，与RFID天线连接的RFID读写器串口发出跳变信号；
第三步骤：测距步骤，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第二步骤产生的跳变信号发送给光束正对物品方向的测距传感器1，启动测距程序，测量RFID天线到RFID标签之间的距离值，并将该距离值存储在测控模块内存中。设定物流输送线循环传输10圈，贴有RFID标签的物品10次进入RFID天线辐射场，获得10个距离值，依次存储在测控模块内存中；
第四步骤：平均距离值L1计算步骤，将存储在测控模块内存中的10个距离值求和后除以10，获得平均距离值L1；
第五步骤：平均距离值L2计算步骤，物流输送线设定逆时针运动，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第二步骤产生的跳变信号发送给光束正对物品方向的测距传感器2，重复以上步骤二、三、四，获得平均距离值L2；
第六步骤：RFID识读范围确定步骤，确定平均距离值L1和平均距离值L2分别为RFID天线两侧最大识读距离，它们之间的范围为RFID识读范围。
其中，以上第三步骤中的测距程序具体包括如下三个步骤：
步骤一：测距传感器打出的光束打到贴有RFID标签的物品上并反射回来，测量RFID天线到RFID标签之间的距离所对应的电压模拟量；
步骤二：将以上步骤一获得的电压模拟量通过模拟/数字(A/D)变换器转换为电压数字量；
步骤三：根据电压和距离的量程范围对应关系，将电压数字量按比例转换为距离值。
附图说明
图1：本发明方法的技术方案图
图2：物流输送线模拟测试平台示意图
图3：检测系统硬件电路
图4：最大识读距离显示
具体实施方式
以单品级RFID应用检测系统为例，RFID天线选用美国Impinj公司的Mini Guardrail天线，该天线为近场天线，最大识读距离为120mm。RFID读写器选用美国Impinj公司的Speedway Revolution R220读写器。测距传感器选用瑞士Baumer公司的OADM 12型激光测距传感器，该传感器测量距离范围为16～120mm。物流输送线模拟测试平台如图2所示，图中标注的尺寸大小单位为mm，该套检测系统硬件电路搭建如图3所示。
当RFID天线功率调节到最大时，RFID识读距离应该为120mm。这时采用本发明提出的RFID识读范围自动测量方法，该方法主要包括如下六个步骤：
第一步骤：安装传感器步骤，给物流输送线上传输的物品表面贴上射频识别(RFID)标签，在物流输送线侧面安装RFID读写器和天线，在天线边安装两个测距传感器(记为测距传感器1和测距传感器2)，测距传感器光束方向分别指向物流输送线运动顺时针方向和逆时针方向；
第二步骤：RFID天线感应步骤，物流输送线设定某一固定速度且顺时针运动，贴有RFID标签的物品进入RFID天线辐射场，RFID天线感应到RFID标签反射的射频信号，与RFID天线连接的RFID读写器串口发出跳变信号；
第三步骤：测距步骤，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第二步骤产生的跳变信号发送给光束正对物品方向的测距传感器1，启动测距程序，测量RFID天线到RFID标签之间的距离值，并将该距离值存储在测控模块内存中。设定物流输送线循环传输10圈，贴有RFID标签的物品10次进入RFID天线辐射场，获得10个距离值，依次为119.020mm、118.034mm、120.200mm、120.045mm、119.654mm、119.287mm、118.567mm、120.320mm、119.550mm、120.013mm，将它们存储在测控模块内存中；
第四步骤：平均距离值L1计算步骤，将存储在测控模块内存中的10个距离值求和后除以10，获得平均距离值L1＝119.469mm；
第五步骤：平均距离值L2计算步骤，物流输送线设定逆时针运动，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第二步骤产生的跳变信号发送给光束正对物品方向的测距传感器2，重复以上步骤二、三、四，获得平均距离值L2＝120.045mm；
第六步骤：RFID识读范围确定步骤，确定平均距离值119.469mm和平均距离值120.045mm分别为RFID天线两侧最大识读距离，它们之间的范围为RFID识读范围。
其中，以上第三步骤中的测距程序具体包括如下三个步骤：
步骤一：测距传感器打出的光束打到贴有RFID标签的物品上并反射回来，测量RFID天线到RFID标签之间的距离所对应的电压模拟量。如果电压变化范围为0～5V，对应的测量距离变化范围为0～120mm，其中某次测量得到的电压值为最大电压值5V，测量RFID天线到RFID标签之间的距离所对应的电压模拟量；
步骤二：将以上步骤一获得的电压模拟量通过模拟/数字(A/D)变换器转换为电压数字量；
步骤三：根据电压和距离的量程范围对应关系，将电压数字量按比例转换为距离值，则显示距离值为120.000mm，实验结果见图4。

Claims (2)

1.一种用于物流输送线的RFID识读范围自动测量方法，其特征在于，包括下列步骤：
第一步骤：安装传感器步骤，给物流输送线上传输的物品表面贴上射频识别(RFID)标签，在物流输送线侧面安装RFID读写器和天线，在天线边安装两个测距传感器(记为测距传感器1和测距传感器2)，测距传感器光束方向分别指向物流输送线运动顺时针方向和逆时针方向；
第二步骤：RFID天线感应步骤，物流输送线设定某一固定速度且顺时针运动，贴有RFID标签的物品进入RFID天线辐射场，RFID天线感应到RFID标签反射的射频信号，与RFID天线连接的RFID读写器串口发出跳变信号；
第三步骤：测距步骤，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第二步骤产生的跳变信号发送给光束正对物品方向的测距传感器1，启动测距程序，测量RFID天线到RFID标签之间的距离值，并将该距离值存储在测控模块内存中。设定物流输送线循环传输10圈，贴有RFID标签的物品10次进入RFID天线辐射场，获得10个距离值，依次存储在测控模块内存中；
第四步骤：平均距离值L1计算步骤，将存储在测控模块内存中的10个距离值求和后除以10，获得平均距离值L1；
第五步骤：平均距离值L2计算步骤，物流输送线设定逆时针运动，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第二步骤产生的跳变信号发送给光束正对物品方向的测距传感器2，重复以上步骤二、三、四，获得平均距离值L2；
第六步骤：RFID识读范围确定步骤，确定平均距离值L1和平均距离值L2分别为RFID天线两侧最大识读距离，它们之间的范围为RFID识读范围。
2.根据权利要求1所述的一种用于物流输送线的RFID识读范围自动测量方法，其特征在于，第三步骤中的测距程序具体包括：
步骤一：测距传感器打出的光束打到贴有RFID标签的物品上并反射回来，测量RFID天线到RFID标签之间的距离所对应的电压模拟量；
步骤二：将以上步骤一获得的电压模拟量通过模拟/数字(A/D)变换器转换为电压数字量；
步骤三：根据电压和距离的量程范围对应关系，将电压数字量按比例转换为距离值。
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