CN103324969A - 一种多天线同时工作的rfid读写器及其识别射频数据信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多天线同时工作的RFID读写器及其识别射频数据信号的方法，其中RFID读写器包括防碰撞单元、两个以上的射频单元和两个以上的天线，所述的射频单元分别与防碰撞单元连接，每个天线与单个射频单元连接。本发明可以实现RFID多天线同时工作，解决现有多天线RFID系统在同一时间只能一个天线在工作时容易漏识别的问题。
Description
技术领域
本发明涉及RFID通信技术领域，尤其涉及一种多天线同时工作的RFID读写器及其识别射频数据信号的方法。
背景技术
目前国内外的多天线RFID读写器，如图1所示，包含一个防碰撞单元、一个射频单元、一个射频开关单元和多个天线，其中的防碰撞单元还包含一个射频开关单元，用于控制射频开关单元，使得射频开关可以对天线进行切换，一个天线可以辐射多个通道。则为了避免多天线同时辐射信号的干扰，现有的多天线的RFID读写器采用多天线轮询的工作方式，也就是同一时间只能一个天线在工作。这样的方式运用在检测附着在运动物体的电子标签上，如果多个这样的运动物体以很快的速度分别同时经过多天线的辐射范围内，这时读写器的某几个天线刚好处于不工作的状态，就无法对经过它的辐射范围的电子标签进行检测，造成漏识别概率大。这种问题在智能交通应用上尤其突出，智能交通应用上具有多个车道，对于RFID读写器来说，车道即是辐射通道，有多个天线对车道进行辐射，但是现有多天线RFID读写器在工作时，只能一个天线在工作，而在这个天线工作时无法辐射到的车道有车快速经过时，则可能漏识别。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种多天线同时工作的RFID读写器及其识别射频数据信号的方法，解决现有多天线RFID的读写器的天线只能单个工作和容易漏识别电子标签的问题。
一种多天线同时工作的RFID读写器，包括防碰撞单元、两个以上的射频单元和两个以上的天线，所述防碰撞单元包括碰撞处理单元、两组以上的数据校验模块和数据发送模块，所述的每组的数据校验模块和数据发送模块都由一个数据校验模块和数据发送模块组成，所述的碰撞处理单元包括配置模块、计时模块、分组轮询模块和两个以上的传统防碰撞命令发送模块；
每个所述的射频单元与单个天线连接；
所述的每组数据校验模块和数据发送模块分别与碰撞处理单元、单个射频单元连接；
所述的计时模块、配置模块、传统防碰撞命令发送模块、数据校验模块分别与分组轮询模块连接，每个数据发送模块都与一传统防碰撞命令发送模块连接。
进一步地，所述射频单元包括编码模块、发射模块、接收模块和解码模块，所述的编码模块与发射模块连接，所述的接收模块和解码模块连接，所述的编码模块和解码模块分别与所述的防碰撞单元连接，所述的接收模块和发射模块分别与所述的天线连接。
以及为了实现本发明的目的，提供一种多天线同时工作的RFID读写器识别射频数据信号的方法，先将RFID射频模块按组内同时发射信号时互不干扰的方式分组，再将分组信息存入配置模块，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：
读取配置模块中的RFID射频模块分组配置信息；
将分组内的各组按组顺序并循环的方式，每组轮到时组内同时发射防碰撞命令信号并将接收到的数据进行防碰撞处理。
进一步地，所述的分组信息为分组中的每组组内相邻的RFID射频模块间隔的通道数为RFID射频模块最大辐射通道数减一，并且每组内的天线同时发射的信号可覆盖全部通道。
进一步地，将分组内的各组按组顺序并循环的方式，每组轮到时组内同时发射防碰撞命令信号并将接收到的数据进行防碰撞处理的具体步骤为：
组内同时发射防碰撞命令信号后，如果在预设时间内，已经收到该组内所有通道的数据，则将数据进行防碰撞处理，然后马上进入下一组的组内同时发射防碰撞命令信号；否则在预设时间结束时才进入下一组的组内同时发射防碰撞命令信号。
进一步地，每组轮到时组内同时发射防碰撞命令信号并将接收到的数据进行防碰撞处理的具体步骤为：
组内同时发射带与其他组不同的识别代号的防碰撞命令信号，并将接收到数据进行防碰撞处理。
本发明具有如下优点：多组多天线同时工作时，即在多组多个天线信号轮流辐射下，减少了轮询时间，大大提高了多个附着在这样的运动物体的电子标签以很快的速度同时经过时的识别率，同时当天线辐射范围交集越来越小时，则分组数越来越小，每组内同时工作的射频模块越来越多时，识别率越来越精确，且能够识别速度越来越高的运动物体上的电子标签。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为现有RFID读写器的结构示意图；
图2为本发明RFID读写器的结构示意图；
图3为本发明中碰撞处理单元的结构示意图；
图4为本发明一实施例的辐射通道示意图；
图5为本发明另一实施例的辐射通道示意图；。
具体实施方式
请参阅图2与图3，以下将结合附图进行详细说明。
一种多天线同时工作的RFID读写器，包括防碰撞单元1、两个以上的防碰撞单元2和两个以上的天线3，所述的防碰撞单元2分别与防碰撞单元1连接，每个天线3与单个防碰撞单元2连接。
防碰撞单元2包括编码模块20、发射模块21、接收模块22和解码模块23，所述的编码模块20与发射模块21连接，所述的接收模块22和解码模块23连接，所述的编码模块20和解码模块23分别与所述的防碰撞单元1连接，所述的接收模块22和发射模块21分别与所述的天线3连接。
防碰撞单元1包括碰撞处理单元10、两个以上的数据校验模块11和两个以上的数据发送模块12，所述的数据校验模块11和数据发送模块12分别与碰撞处理单元10连接，每个数据发送模块12都与一编码模块20连接，每个数据校验模块11都与一解码模块23连接。
碰撞处理单元10包括配置模块101、计时模块102、分组轮询模块103和两个以上的传统防碰撞命令发送模块104，所述的计时模块102、配置模块101、传统防碰撞命令发送模块104、数据校验模块11分别与分组轮询模块103连接，每个数据发送模块12都与一传统防碰撞命令发送模块104连接。
如图4所示，此实施例中，RFID读写器要对8个等距的通道中的通过的标签进行处理，记为1-8号通道；每个通道各安装一个天线，即RFID读写器含有8个射频单元和8个天线；天线安装的角度和功率设置使得每个天线的信号最多覆盖2个通道，然后将所有的RFID辐射通道按组内在同时发射信号时互不干扰的方式分组，且每组内的天线同时发射的信号可覆盖全部8个通道。因为最多覆盖数为2个通道，则相邻的射频单元在同时发射时会互相干扰，所以分组时组内的射频单元要不互相干扰，至少应该间隔1个通道。选择上述的最优方案，即组内相邻的射频单元间隔1通道，则可将射频单元分成以下两组：A组：1、3、5、7；B组：2、4、6、8；A，B组组内同时发射时都互不干扰。
如图5所示，此实施例中，RFID读写器要对8个等距的通道中的通过的标签进行处理，记为1-8号通道；每个通道各安装一个天线，即RFID读写器含有8个射频单元和8个天线；天线安装的角度和功率设置使得每个天线的信号最多覆盖3个通道，然后将所有的RFID辐射通道按组内在同时发射信号时互不干扰的方式分组，且每组内的天线同时发射的信号可覆盖全部8个通道。因为最多覆盖数为3个通道，则相邻或间隔1通道的射频单元在同时发射时会互相干扰，所以分组时组内的射频单元要不互相干扰，至少应该间隔2个通道。选择上述的最优方案，即组内相邻的射频单元间隔2通道，则可将射频单元分成以下三组：A组：1、4、7；B组：2、5、8；C组：3、6。
以上对如何进行最优分组进行说明，接下来将对RFID读写器如何工作进行详细说明。以图5的实施例为例，将最优分组信息存入配置模块101。RFID读写器的分组轮询模块103读取配置模块101中的分组配置信息，按A、B、C三组顺序循环的方式，分组轮询模块103先通过与A组射频单元的数据发送模块12和传统防碰撞命令发送模块104，将带有相应识别代号的防碰撞命令通过传统防碰撞命令发送模块104，再通过数据发送模块12发送到A组内的射频单元2，A组内的射频单元2的编码模块20将防碰撞命令编码成适合发射模块21的数据格式，A组内的发射模块21收到数据后转换成射频信号通过相应的天线发射出去，则A组的射频单元2就发送带有相应识别代号的防碰撞命令信号。
每个分组所带的识别代号都不相同，使得同一个标签接收到不同组的天线发射的识别信号后，不影响同一个标签响应各同组的天线的防碰撞处理流程。如A组的识别代号为第一识别代号， B组带的为第二识别代号，C组带的为第三识别代号。A组发送完后，分组轮询模块103通过同样的方式再指示B组进行发送，然后指示C组发送，C组发送完之后从A组再开始循环。
当每一组发送带有相应识别代号的标签防碰撞识别命令完后，各个射频单元2的接收模块22从与之连接的天线3接收射频信号，转换成数据信号传送到相应的解码模块23；解码模块23将接收到的数据进行解码后，传送到防碰撞单元1的相应的数据校验模块11；数据校验模块11从射频单元2的解码模块23接收数据后进行校验，将数据校验结果传送到碰撞处理单元10进行防碰撞处理。同时分组轮询模块103根据配置模块101设定的该组轮询时间，从计时模块102获取计时信息，如果在配置模块101设定的该组轮询时间内，已经收到该组内所有通道的数据校验结果，将这些数据校验结果发送到相应的传统防碰撞命令发送模块104缓存，等待下一次该组传统防碰撞命令发送模块104的信号处理时根据各通道的数据校验结果，进行各通道的防碰撞处理，然后马上进入下一组的传统防碰撞命令发送模块104的信号处理；否则在设定的根据配置模块101设定的该组轮询时间结束时才进入另一组传统防碰撞命令发送模块104的信号处理。所有组都完成后从第一组重新开始，即按分组顺序循环。
本发明多组多天线同时工作时，即在多组多个天线信号轮流辐射下，减少了轮询时间，大大提高了多个附着在这样的运动物体的电子标签以很快的速度分别同时经过多天线的辐射范围的识别率，同时随着各个通道天线安置的距离越来越大，辐射范围交集越来越小时，即分组数越来越小，每组内同时工作的射频模块越来越多时，识别率越来越精确，且能够识别速度越来越高的运动物体上的电子标签。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种多天线同时工作的RFID读写器，其特征在于：包括防碰撞单元、两个以上的射频单元和两个以上的天线，所述防碰撞单元包括碰撞处理单元、两组以上的数据校验模块和数据发送模块，所述的每组的数据校验模块和数据发送模块都由一个数据校验模块和数据发送模块组成，所述的碰撞处理单元包括配置模块、计时模块、分组轮询模块和两个以上的传统防碰撞命令发送模块；
每个所述的射频单元与单个天线连接；
所述的每组数据校验模块和数据发送模块分别与碰撞处理单元、单个射频单元连接；
所述的计时模块、配置模块、传统防碰撞命令发送模块、数据校验模块分别与分组轮询模块连接，每个数据发送模块都与一传统防碰撞命令发送模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种多天线同时工作的RFID读写器，其特征在于：所述射频单元包括编码模块、发射模块、接收模块和解码模块，所述的编码模块与发射模块连接，所述的接收模块和解码模块连接，所述的编码模块与所述的数据发送模块连接，所述的解码模块与所述的数据校验模块连接，所述的接收模块和发射模块分别与所述的天线连接。
3.一种多天线同时工作的RFID读写器识别射频数据信号的方法，先将RFID射频模块按组内同时发射信号时互不干扰的方式分组，再将分组信息存入配置模块，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：
读取配置模块中的RFID射频模块分组配置信息；
将分组内的各组按组顺序并循环的方式，每组轮到时组内同时发射防碰撞命令信号并将接收到的数据进行防碰撞处理。
4.根据权利要求3所述的一种多天线同时工作的RFID读写器识别射频数据信号的方法，其特征在于：所述的分组信息为分组中的每组组内相邻的RFID射频模块间隔的通道数为RFID射频模块最大辐射通道数减一，并且每组内的天线同时发射的信号可覆盖全部通道。
5.根据权利要求3所述的一种多天线同时工作的RFID读写器识别射频数据信号的方法，其特征在于：将分组内的各组按组顺序并循环的方式，每组轮到时组内同时发射防碰撞命令信号并将接收到的数据进行防碰撞处理的具体步骤为：
组内同时发射防碰撞命令信号后，如果在预设时间内，已经收到该组内所有通道的数据，则将数据进行防碰撞处理，然后马上进入下一组的组内同时发射防碰撞命令信号；否则在预设时间结束时才进入下一组的组内同时发射防碰撞命令信号。
6.根据权利要求3或5所述的一种多天线同时工作的RFID读写器识别射频数据信号的方法，其特征在于：每组轮到时组内同时发射防碰撞命令信号并将接收到的数据进行防碰撞处理的具体步骤为：
组内同时发射带与其他组不同的识别代号的防碰撞命令信号，并将接收到数据进行防碰撞处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An RFID reader with multiple antennas working at the same time and its method of identifying radio frequency data signal Effective date of registration: 20210302 Granted publication date: 20160127 Pledgee: Bank of China Limited Xiamen Huli sub branch Pledgor: XIAMEN XINDECO IOT TECHNOLOGY Ltd. Registration number: Y2021980001390 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231221 Granted publication date: 20160127 Pledgee: Bank of China Limited Xiamen Huli sub branch Pledgor: XIAMEN XINDECO IOT TECHNOLOGY Ltd. Registration number: Y2021980001390 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A RFID reader with multiple antennas working simultaneously and its method for identifying RF data signals Effective date of registration: 20231225 Granted publication date: 20160127 Pledgee: Bank of China Limited Xiamen Huli sub branch Pledgor: XIAMEN XINDECO IOT TECHNOLOGY Ltd. Registration number: Y2023980074011 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |