CN103235313A - 一种闸门入口环境下rfid识读范围自动测量方法 - Google Patents

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CN103235313A CN2013101350192A CN201310135019A CN103235313A CN 103235313 A CN103235313 A CN 103235313A CN 2013101350192 A CN2013101350192 A CN 2013101350192A CN 201310135019 A CN201310135019 A CN 201310135019A CN 103235313 A CN103235313 A CN 103235313A
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俞晓磊
汪东华
于银山
赵志敏
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JIANGSU INSTITUTE OF STANDARDIZATION
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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JIANGSU INSTITUTE OF STANDARDIZATION
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Abstract

本发明涉及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。本发明提出了一种闸门入口环境下RFID识读范围自动测量新方法，实现测距传感器与多个RFID天线、标签、读写器、货物传输带的多方接口控制，可以完成在模拟的现代物流生产流水线、闸门进出库、智能交通等环境下对不同的RFID标签和读写器产品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，对参与RFID检测标准的研究具有重要意义。

Description

一种闸门入口环境下RFID识读范围自动测量方法
技术领域
本发明涉及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、闸门进出库、智能交通等环境下对不同的RFID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，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闸门入口环境下的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多个RFID天线、标签、读写器、货物传输带的多方接口控制。本发明提出了一种闸门入口环境下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五个步骤：
第一步骤：货物进出库模拟输送步骤，在货物传输带1上架设托盘2，托盘上放置货物3，货物上安装反射板4，设定托盘托举高度和货物传输带传输速度，托盘在货物传输带上匀速传动以模拟叉车进出闸门5的动作，货物进出库模拟输送系统如图2所示，包括1-货物传输带、2-托盘、3-电机；
第二步骤：安装传感器步骤，在货物表面贴上RFID标签6，在闸门上安装一个RFID读写器和多个RFID天线7，在正对货物传输带的一侧安装一个测距传感器8，测距传感器光束指向货物进入闸门的方向；
第三步骤：RFID天线感应步骤，货物传输带连同架设托盘向闸门方向运动，贴有RFID标签的货物进入RFID天线辐射场，某一个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；
第四步骤：测距步骤，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第三步骤产生的跳变信号发送给测距传感器，同时将RFID天线的标号也发送给测距传感器，启动测距程序，测量测距传感器到反射板的距离值；
第五步骤：计算步骤，计算出RFID天线到RFID标签的距离值，作为闸门入口环境下RFID识读范围。
其中，以上第四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标签的货物上安装的反射板并反射回来，测量测距传感器到反射板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转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测距传感器到反射板的距离值。
其中，以上第五步骤中的RFID天线到RFID标签的距离值计算过程具体包括：
步骤一：调整光学升降平台9，使测距传感器光束瞄准货物上安装的反射板，定义测距传感器光束与闸门所在平面的交点为参考点；
步骤二：设反射板到参考点的距离为R，测距传感器到参考点的距离为固定值L，测距传感器到反射板的距离为S，第i个RFID天线到参考点的距离为固定值Hi，其中i为RFID天线的标号，则R＝S-L，第i个RFID天线到RFID标签的距离值为
Figure BSA00000879858600021
Ti即为闸门入口环境下RFID识读范围。
附图说明
图1：本发明方法的技术方案图
图2：货物进出库模拟输送系统示意图
具体实施方式
以托盘级RFID进出闸门应用检测系统为例，RFID天线选用Larid A9028远场天线，最大识读距离约为15m。RFID读写器选用美国Impinj公司的Speedway Revolution R420超高频读写器。测距传感器选用德国Wenglor公司的X1TA101MHT88型激光测距传感器，该传感器测量距离范围为50m。
当RFID天线功率调节到最大时，RFID识读距离应该约为15m。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五个步骤：
第一步骤：货物进出库模拟输送步骤，在货物传输带上架设托盘，托盘上放胃货物，货物上安装反射板，设定托盘托举高度1m和货物传输带传输速度10m/min，托盘在货物传输带上匀速传动以模拟叉车进出闸门的动作；
第二步骤：安装传感器步骤，在货物表面贴上RFID标签，在闸门上安装一个RFID读写器和四个RFID天线，两个RFID天线安装在闸门上方，为左旋、右旋一对，另两个分别安装在闸门两侧，也为左旋、右旋一对，在正对货物传输带的一侧安装激光测距传感器，激光测距传感器光束指向货物进入闸门的方向；
第三步骤：RFID天线感应步骤，货物传输带连同架设托盘向闸门方向运动，贴有RFID标签的货物进入RFID天线辐射场，闸门上方的一个RFID天线最先感应到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；
第四步骤：测距步骤，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第三步骤产生的跳变信号发送给激光测距传感器，同时将RFID天线的标号也发送给激光测距传感器，启动测距程序，测量激光测距传感器到反射板的距离值；
第五步骤：计算步骤，计算出RFID天线到RFID标签的距离值，作为这次闸门入口环境下检测到的RFID识读范围。
其中，以上第四步骤中的测距程序具体包括：
步骤一：激光测距传感器打出的光束打到贴有RFID标签的货物上安装的反射板并反射回来，测量激光测距传感器到反射板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转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激光测距传感器到反射板的距离值，为15.36m。
其中，以上第五步骤中的RFID天线到RFID标签的距离值计算过程具体包括：
步骤一：调整光学升降平台，使激光测距传感器光束瞄准货物上安装的反射板，定义激光测距传感器光束与闸门所在平面的交点为参考点；
步骤二：设反射板到参考点的距离为R，激光测距传感器到参考点的距离为固定值L＝1m，测量得到激光测距传感器到反射板的距离为S＝15.36m，闸门上方的RFID天线到参考点的距离为固定值Hi＝2m，其中i为RFID天线的标号，则R＝S-L＝15.36m-1m＝14.36m，闸门上方的RFID天线到RFID标签的距离值为
Figure BSA00000879858600031
Ti＝14.5m即为本次测量获得的闸门入口环境下RFID识读范围。

Claims (3)

1.一种闸门入口环境下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：货物进出库模拟输送步骤，在货物传输带上架设托盘，托盘上放置货物，货物上安装反射板，设定托盘托举高度和货物传输带传输速度，托盘在货物传输带上匀速传动以模拟叉车进出闸门的动作；
第二步骤：安装传感器步骤，在货物表面贴上RFID标签，在闸门上安装一个RFID读写器和多个RFID天线，在正对货物传输带的一侧安装一个测距传感器，测距传感器光束指向货物进入闸门的方向；
第三步骤：RFID天线感应步骤，货物传输带连同架设托盘向闸门方向运动，贴有RFID标签的货物进入RFID天线辐射场，某一个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；
第四步骤：测距步骤，RFID读写器通过串口通信的方式将以上第三步骤产生的跳变信号发送给测距传感器，同时将RFID天线的标号也发送给测距传感器，启动测距程序，测量测距传感器到反射板的距离值；
第五步骤：计算步骤，计算出RFID天线到RFID标签的距离值，作为闸门入口环境下RFID识读范围。
2.根据权利要求1所述的一种闸门入口环境下RFID识读范围自动测量方法，其特征在于，第四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标签的货物上安装的反射板并反射回来，测量测距传感器到反射板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转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测距传感器到反射板的距离值。
3.根据权利要求1所述的一种闸门入口环境下RFID识读范围自动测量方法，其特征在于，第五步骤中的RFID天线到RFID标签的距离值计算过程具体包括：
步骤一：调整光学升降平台，使测距传感器光束瞄准货物上安装的反射板，定义测距传感器光束与闸门所在平面的交点为参考点；
步骤二：设反射板到参考点的距离为R，测距传感器到参考点的距离为固定值L，测距传感器到反射板的距离为S，第i个RFID天线到参考点的距离为固定值Hi，其中i为RFID天线的标号，则R＝S-L，第i个RFID天线到RFID标签的距离值为
Figure FSA00000879858500011
Ti即为闸门入口环境下RFID识读范围。
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