CN106709388B - 一种读写器功率校准装置及校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种读写器功率校准装置及校准方法，本发明的读写器功率校准装置包括RFID读写器，天线或负载，还包括上位机，上位机和天线或负载与所述RFID读写器相连接。本发明的读写器功率校准方法在上述读写器功率校准装置上进行校准，主要包括发送指令等七个测试步骤。本发明的读写器功率校准装置及校准方法，具有装置结构简单、使用方便，的优点，无需使用频谱分析仪或功率计专业设备，同时能够保证校准的准确性。

Description

一种读写器功率校准装置及校准方法
技术领域
本发明涉及读写器领域，具体地涉及一种对RFID读写器功率校准装置及校准方法。
背景技术
RFID读写器(Radio Frequency Identification的缩写)又称为“RFID阅读器”，即无线射频识别，通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签，操作快捷方便。RFID读写器有固定式的和手持式的，手持RFID读写器包含有低频，高频，超高频，有源等。
RFID读写器现在应用很广泛，发展迅速，正在逐步走向成熟。其应用领域涵盖政府、物流行业、制作业、交通运输、通信等多个行业，甚至还包括了供应链、人员票据管理、资产管理和车辆管理等重要的人工管理行业。而且很多时候对读写器的性能要求很严格。现在读写器的校准方面有两个不完善的地方，一是一般只有出厂进行校准，而用户在使用一段时间后如果功率变化无法修正；二是校准流程需要频谱分析仪或者功率计作为标准仪器进行校准，这些仪器都是比较昂贵，不易携带。
发明内容
本发明正是针对现在RFID读写器功率校准方面存在的问题和不足，提出的一种简易的实现功率校准的装置及校准方法。
本发明提供了一种读写器功率校准装置，包括RFID读写器，天线或负载，还包括：
上位机，上位机和天线或负载与RFID读写器相连接。
RFID读写器包括控制电路模块、调试解调模块、射频前端模块、反向功率检测模块和前向功率检测模块，控制电路模块和调试解调模块、射频前端模块依次顺序相互连接，控制电路模块与上位机相连接，射频前段模块与天线或负载相连接；射频前端模块分别与反向功率检测模块和前向功率检测模块相连接。
RFID读写器还包括电源管理模块，RFID读写器中各个模块由电源管理模块供电。
另外，控制电路模块、调试解调模块、射频前端模块、前向功率检测模块、反向功率检测模块等各个模块之间是电路板上通过走线直接连接，射频信号是通过电路板微带线传递的。
使用该RFID读写器进行校准的方法，主要包括以下测试步骤：
步骤一，上位机通过软件控制RFID读写器并向其发送指令；
步骤二，RFID读写器接收到指令后发射射频信号，射频信号依次经过控制电路模块、调制解调模块、射频前端模块处理后被天线或者负载端接收；
步骤三，前向功率检测模块检测射频信号的发射功率，如果检测到的发射功率与预设功率的偏差值在下述范围内：1dBm＝<偏差值<＝10dBm，则功率需要校准；若偏差值<＝1dBm，则功率无需校准；
步骤四，如果偏差值大于10dBm，则需要检查上位机、读写器、天线或负载的状态，以确定是否有设备异常或者连接异常的问题；
步骤五，如果设备无异常，且功率需要校准，根据前向功率检测模块和后向功率检测模块检测到的前向功率值和后向功率值，计算前向功率和反向功率的差值；通过判断前向功率和反向功率的差值大小，来进一步判断设备是否正常。
步骤六，如果设备无异常，根据上位机预设功率值和检测到发射功率值，进行曲线拟合，完成功率校准过程；
步骤七，功率校准过程完成后，对得到的校准效果进行检测，重复步骤一至六直到步骤三中发射功率与预设功率的偏差值<＝1dBm。
其中，步骤三与步骤二同时进行。
进一步，步骤三中，预设功率的设定范围为0～30dBm。
其中，步骤五中，如果前向功率和反向功率的差值>15dBm则设备正常；否则需要检测设备状态，以确定是否有设备异常或者连接异常的问题。
其中，步骤六中，以1dB为步进，将实际测试结果与设置值进行计算将测试值的曲线拟合，得到线性趋势线拟合方程Y＝A1X+A0，进行校准，其中Y为实测值，X为设置值，A1为系数，A0为常数。
上述步骤中，判断的指令由软件发出，前向设置由软件直接提前配置阈值(如：设置阈值为6dB)，判断即比较是否一致这个动作由软件完成。
本发明的读写器功率校准装置及校准方法，结构简单、操作使用方便，不需要使用频谱分析仪或功率计专业设备，简化功率校准复杂程度，同时能够保证校准的准确性，能够检测到设备的运行状态，兼具有可靠性高，成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种读写器功率校准装置的结构示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的一种读写器内部结构示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例的一种读写器功率校准方法的流程图；
图4是本发明的一个较佳实施例的预设功率值和实测功率值的线性拟合曲线。
具体实施方式
下面将结合附图说明和具体的实施方式来对本发明的一种读写器的功率校准装置和校准方法做进一步的解释说明，但是该解释说明并不构成对本发明的技术方案的不当限定。
如图1所示，本发明的一个较佳实施例的一种读写器功率校准装置包括RFID读写器，天线或负载，还包括上位机，上位机和天线或负载与所述RFID读写器相连接。
上位机是指:人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化(液压，水位，温度等)。
在本实施例中，上位机采用一般PC机，天线或负载采用标准50Ω负载。
如图2所示，该RFID读写器包括控制电路模块、调试解调模块、射频前端模块，控制电路模块和调试解调模块、射频前端模块依次顺序相互连接，控制电路模块与上位机相连接，射频前段模块与天线或负载相连接。射频前端模块分别与反向功率检测模块和前向功率检测模块相连接。RFID读写器还包括电源管理模块，其它各个模块由电源管理模块供电。
另外，控制电路模块、调试解调模块、射频前端模块、前向功率检测模块、反向功率检测模块等各个模块之间是电路板上通过走线直接连接，射频信号是通过电路板微带线传递的。
如图3所示，使用该RFID读写器进行校准的方法，主要包括以下测试步骤：
步骤一，上位机通过软件控制RFID读写器并向其发送指令；
步骤二，RFID读写器接收到指令后发射射频信号，射频信号依次经过控制电路模块、调制解调电模块、射频前端模块处理后被天线或者负载端接收；
步骤三，前向功率模块检测射频信号的发射功率，如果检测到的发射功率与预设功率的偏差值在以下范围时：
1dBm＝<偏差值<＝10dBm，则判断功率需要校准；若偏差值<＝1dBm，则判断功率无需校准；
步骤四，如果偏差值大于10dBm，则需要检查上位机、读写器、天线或负载的状态，以确定是否有设备异常或者连接异常的问题；
步骤五，如果设备无异常，且功率需要校准，根据前向功率检测模块和后向功率检测模块检测到的前向功率值和后向功率值，计算前向功率和反向功率的差值；通过判断前向功率和反向功率的差值大小，来进一步判断设备是否正常。
步骤六，如果设备正常，根据上位机预设功率值和检测到发射功率值，进行曲线拟合，完成功率校准过程；
步骤七，功率校准过程完成后，对得到的校准效果进行检测，重复步骤一至六直到步骤三中发射功率与预设功率的偏差值<＝1dBm。
其中，步骤三与步骤二同时进行。
进一步，步骤三中，预设功率的设定范围为0～30dBm。
其中，步骤五中，如果前向功率和反向功率的差值>15dBm则设备正常；否则需要检测设备状态，以确定是否有设备异常或者连接异常的问题。
其中，步骤六中，以1dB为步进，将实际测试结果与设置值进行计算将测试值的曲线拟合，得到线性趋势线拟合方程Y＝A1X+A0，进行校准，其中Y为实测值，X为设置值，A1为系数，A0为常数。
例如以1dB为步进，得到了如下表一中所示的设置值与实测值的三组数据：
设置值 实测值
25 25.85
24 24.03
23 22.6
表一
以设置值为X轴，实测值为Y轴，得到了三个点值，进行线性拟合后，获得如图4中所示的拟合曲线，并由此确定A1和A0值如下：
Y＝A1X+A0：为y＝1.6250-14.840
需要注意的是，所公开实施例的上述说明使得本领域专业技术人员能够显而易见地对于本实施例进行多种类似变化和修改，这种类似变化是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。因此本发明不会受到该实施例的限制。

Claims (5)

1.一种读写器功率校准方法，其特征在于，在读写器功率校准装置上进行校准，其中，所述读写器功率校准装置包括：RFID读写器和天线或负载，还包括：
上位机，所述上位机和所述天线或负载与所述RFID读写器相连接；
所述RFID读写器包括控制电路模块、调试解调模块、射频前端模块、反向功率检测模块和前向功率检测模块，所述控制电路模块和所述调试解调模块、所述射频前端模块依次顺序相互连接，所述控制电路模块与所述上位机相连接，所述射频前端模块与所述天线或负载相连接；所述射频前端模块分别与所述反向功率检测模块和所述前向功率检测模块相连接；
主要包括以下测试步骤：
步骤一，所述上位机通过软件控制所述RFID读写器并向其发送指令；
步骤二，所述RFID读写器接收到所述指令后发射射频信号，所述射频信号依次经过所述控制电路模块、所述调试解调模块、所述射频前端模块处理后被所述天线或者负载端接收；
步骤三，所述前向功率检测模块检测所述射频信号的发射功率，如果检测到的发射功率与预设功率的偏差值在下述范围内：1dBm＝<偏差值<＝10dBm，则功率需要校准；若偏差值<＝1dBm，则功率无需校准；
步骤四，如果上述偏差值大于10dBm，则需要检查所述上位机、所述读写器、所述天线或负载的状态，以确定是否有设备异常或者连接异常的问题；
步骤五，如果设备无异常，且功率需要校准，根据所述前向功率检测模块和后向功率检测模块检测到的前向功率值和后向功率值，计算所述前向功率和反向功率的差值；通过判断所述前向功率和反向功率的差值大小，来进一步判断设备是否正常；
步骤六，如果设备无异常，根据所述上位机预设功率值和检测到发射功率值，进行曲线拟合，完成功率校准；
步骤七，功率校准过程完成后，对得到的校准效果进行检测，重复步骤一至六直到步骤三中发射功率与预设功率的偏差值<＝1dBm。
2.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述步骤三与所述步骤二同时进行。
3.如权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述步骤三中，预设功率的设定范围为0～30dBm。
4.如权利要求3所述的校准方法，其特征在于，所述步骤五中，如果所述前向功率和反向功率的差值>15dBm则设备正常；否则需要检测设备状态，以确定是否有设备异常或者连接异常的问题。
5.如权利要求4所述的校准方法，其特征在于，所述步骤六中，以1dB为步进，将实际测试结果与设置值进行计算将测试值的曲线拟合，得到线性趋势线拟合方程Y＝A1 X+A0，进行校准，其中Y为实测值，X为设置值，A1为系数，A0为常数。
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