CN107623170A - 一种射频识别读写器天线和基于该天线的射频识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频识别读写器天线和基于该天线的射频识别系统，该天线包括：介质层、金属接地层、和辐射导体；所述辐射导体包括：辐射部，所述辐射部包括串联连接的多个辐射单元，所述多个辐射单元在所述介质层上沿着第一方向排列；匹配部，所述匹配部包括第一匹配单元和第二匹配单元，第一匹配单元和第二匹配单元分别与辐射部的两端连接；其中，每个辐射单元的长度为该读写器天线的工作波长，每个辐射单元在其1/4波长和3/4波长处具有弯折部。根据本发明构造的RFID读写器天线具有读写范围可控、工作区域电场分布均匀、匹配性良好的特点。

Description

一种射频识别读写器天线和基于该天线的射频识别系统

技术领域

本发明涉及射频识别天线领域，特别涉及一种射频识别读写器天线和基于该射频识别读写器天线的射频识别系统。

背景技术

射频识别(RFID)是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。RFID最早起源于二战时期的敌我识别技术，随着技术理论的不断发展，在身份识别，交通运输、物资追踪等领域有着广泛的应用，RFID技术可以在恶劣环境中自动进行检测，无需人工操作。

RFID智能生产管理系统运行的效率与各硬件设施的性能、搭建场景的设计、后台软件功能的完善均有着密切联系。对于硬件系统来说，固定式读写器、读写器天线、射频线缆、标签天线是不可或缺的部分，同时也直接影响到前端数据的获取。而搭建场景的设计则进一步保障了数据读取的准确率与正确率，成型的生产线附近电磁环境往往是非常恶劣的，因此RFID系统作为一个外接系统在设备的安置位置、线缆的走向等方面均需要进行多次测量和规划才能达到最优的效果。后台软件将起到处理数据并与生产线已有的系统进行对接的作用，如果功能设置不够完善则可能引起两个系统的冲突，难以实时获取正确的信息从而增加管理的难度。

作为RFID通信系统中的收发设备，天线是系统中不可或缺的组成部分，天线性能的好坏直接影响到整个系统的质量。在一些特定场景下，比如：车间生产线上指定区域内物品的检测与追踪。在该类场景中，带有标签的物体在指定区域内才可以被读取到，而离开指定区域不会被读取到。RFID系统此时就需要一个区域可控的近场读写器天线，该天线仅工作于非常近的区域，当远离天线时，其远场电场迅速衰减；在近场工作区域电场分布均匀，并且根据需求可以面积可调；天线在工作频段做到良好的匹配。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种射频识别读写器天线和基于该射频识别读写器天线的射频识别系统。

本发明的一个实施例提供了一种射频识别读写器天线，包括：

介质层，所述介质层的一侧表面贴附金属接地层，另一侧表面贴附辐射导体；

所述辐射导体包括：

辐射部，所述辐射部包括串联连接的多个辐射单元，所述多个辐射单元在所述介质层的另一侧表面上沿着第一方向排列；

匹配部，所述匹配部包括第一匹配单元和第二匹配单元，第一匹配单元和第二匹配单元分别与辐射部的两端连接；

其中，每个辐射单元的长度为该读写器天线的工作波长，每个辐射单元在其1/4波长和3/4波长处具有弯折部。

优选地，所述辐射部包括第一辐射部和第二辐射部，所述第一辐射部和第二辐射部均包括数量相同的辐射单元，所述第一辐射部的输出端与所述第二辐射部的输入端连接；

所述第一辐射部和第二辐射部以第一方向延伸的轴线为中心镜像对称分布，所述第一辐射部的输入端与所述第二辐射部的输出端镜像对称，所述第一辐射部的输出端与所述第二辐射部的输入端镜像对称。

优选地，第一匹配单元与所述第一辐射部的输入端连接，

所述第二匹配单元与所述第二辐射部的输出端连接。

优选地，第一匹配单元和所述第二匹配单元沿所述第一方向延伸，所述第一匹配单元和所述第二匹配单元的长度为1/4波长。

优选地，进一步包括移相单元，所述移相单元连接在所述第一辐射部的输出端与所述第二辐射部的输入端之间，所述移相单元的长度为1/4波长。

优选地，所述移相单元中的电流方向分别与所述第一辐射部的输出端、所述第二辐射部的输入端中的电流方向相反。

优选地，每个辐射单元包括：沿第一方向依次排列的第一辐射部分、第二辐射部分、和第三辐射部分，

第一辐射部分包括：沿第一方向延伸的第一段和沿垂直于第一方向的第二方向延伸的第二段，所述第一辐射部分的长度为1/4波长；

第二辐射部分包括：沿第一方向延伸的第三段和第五段，以及沿第二方向延伸的第四段，所述第三段和第五段分别与所述第四段的一端连接，并且在所述第一方向上分别位于所述第四段的两侧，所述第二辐射部分的长度为1/2波长；

第三辐射部分包括：沿第二方向延伸的第六段和沿第一方向延伸的第七段，第三辐射部分的长度为1/4波长；

其中，第二段与第三段连接，第五段与第六段连接，并且第二段与第一段连接的一端朝向第五段延伸，第六段与第七段连接的一端朝向第三段延伸。

优选地，所述第二辐射部分中电流方向与所述第一辐射部分、第三辐射部分中的电流方向均相反。

本发明的另一实施例还提供了一种射频识别系统，包括：

读写器；

至少一个标签天线，每个标签天线贴附在一个目标物体上，所述目标物体沿着移动路径移动或者固定在该移动路径上的任意位置，所述读写器位于所述移动路径的一端；

多个如上所述的读写器天线，所述多个读写器天线沿着所述移动路径间隔设置，以相继读取所述标签天线的信息，并将该信息传输至所述读写器。

优选地，相邻的两个读写器天线的覆盖范围之间无间隙，

每个所述标签天线的极化方向与所述读写器天线一致。

优选地，进一步包括控制器，读写器将所述信息传输至控制器，所述控制器根据该信息控制该读写器和/或所述目标物体的运行。

在本实施例的读写器天线中，天线的基本结构分为三层平面结构，上层为辐射导体30，中间层为介质层10，底层为金属接地层20。由于是微带线结构，其大部分能量被束缚在介质层10中反复振荡，最终耗散在介质层10中，而微带线结构本身是一个半封闭结构，会有很少的一部分能量被辐射出去，该辐射的能量非常小，因此天线的远场效率低，因此具有低增益的特性。

进一步地，为了实现天线读写范围可控的要求，使天线表面电流呈驻波分布，沿线出现相反电流，在本实施例的读写器天线中，每个辐射单元40为中心对称结构，并且在其1/4λ_g和3/4λ_g处具有弯折部，辐射单元40的形状对应于读写器天线的波形形状，这样，通过在读写器天线的波节波腹点进行相应的弯折，可以使天线表面电流呈驻波分布，从而可以实现电场在工作区域均匀、非工作区衰减的驻波形式，从而使其能量均匀分布。

在基于以上所述的读写器天线的RFID系统中，由于根据以上实施例构造的RFID读写器天线具有读写范围可控、工作区域电场分布均匀、匹配性良好的特点，本实施例的RFID系统能够通过仅能准确读取读写器天线的目标区域内的标签天线的信息而避免发生误读、漏读的情况，通过配合硬件和/或软件控制系统的使用，能够大量减少RFID系统中人员操作的工作量。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1a为本发明的射频识别读写器天线的侧视图。

图1b为本发明的射频识别读写器天线的俯视图。

图2为图1b中的移相单元的结构示意图。

图3为图1b中的一个辐射单元的结构示意图。

图4为图1a和图1b的射频识别读写器天线的正上方300mm处的电场强度图。

图5为图1a和图1b的射频识别读写器天线的回波损耗图。

图6为图1a和图1b的射频识别读写器天线的增益图。

图7为本发明的一种射频识别系统的一个实施例的结构示意图。

图8为本发明的一种射频识别系统的另一实施例的结构示意图。

图9a至图9c为本发明的一种射频识别系统的一个示例的正常套塑流程、断纤处理流程和测试断纤处理流程的流程图。

图10a至10c为本发明的一种射频识别系统的一个示例的正常成缆流程、断套管处理流程和测试断缆芯处理流程的流程图。

图11为本发明的一种射频识别系统的一个示例的复绕流程的流程图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

为了解决现有技术中读写器天线需要满足读写范围可控、工作区域电场分布均匀、匹配性良好等要求的技术问题，如图1a和图1b所示，本发明提供了一种射频识别读写器天线，包括：介质层10，介质层10的一侧表面贴附金属接地层20，另一侧表面贴附辐射导体30。

其中，辐射导体30包括：

辐射部31，辐射部31包括串联连接的多个辐射单元40，多个辐射单元40在介质层10的另一侧表面上沿着第一方向排列；

匹配部32，匹配部32包括第一匹配单元32a和第二匹配单元32b，第一匹配单元32a和第二匹配单元32b分别与辐射部31的两端连接，用于调节读写器天线的波节波腹位置以及阻抗匹配；

其中，每个辐射单元40的长度为该读写器天线的工作波长λ_g，每个辐射单元40在其1/4λ_g和3/4λ_g处具有弯折部。

在本实施例的读写器天线中，天线的基本结构分为三层平面结构，上层为辐射导体30，中间层为介质层10，底层为金属接地层20。由于是微带线结构，其大部分能量被束缚在介质层10中反复振荡，最终耗散在介质层10中，而微带线结构本身是一个半封闭结构，会有很少的一部分能量被辐射出去，该辐射的能量非常小，因此天线的远场效率低，因此具有低增益的特性。

进一步地，为了实现天线读写范围可控的要求，使天线表面电流呈驻波分布，沿线出现相反电流，在本实施例的读写器天线中，每个辐射单元40为中心对称结构，并且在其1/4λ_g和3/4λ_g处具有弯折部，辐射单元40的形状对应于读写器天线的波形形状，这样，通过在读写器天线的波节波腹点进行相应的弯折，可以使天线表面电流呈驻波分布，从而可以实现电场在工作区域均匀、非工作区衰减的驻波形式，从而使其能量均匀分布。

匹配部32的作用在于调节波节波腹位置以及阻抗匹配，通过调节微带线的线宽与匹配部32的长度而调节输入阻抗。其中，读写器天线的输入端口为匹配部32中的任意一个的自由端，例如第一匹配单元32a为输入端，第二匹配单元32b端开路，反之亦然。

为了降低原料成本和加工难度，本实施例的读写器天线可采用市面最为常见的厚度1mm、相对介电常数为4.4的FR4(四功能环氧玻璃纤维板)板材作为天线的介质层20，辐射导体30和金属接地层20均为铜，优选地，辐射导体30和金属接地层20的厚度均为0.035mm。

在本实施例中，为了简便和清楚地描述，在介质层20内定义第一方向(x轴方向或宽度方向)和垂直于第一方向的第二方向(x轴方向或宽度方向)。

具体地，如图1b所示，辐射部31包括第一辐射部31a和第二辐射部31b，第一辐射部31a和第二辐射部31b均包括数量相同的辐射单元40，第一辐射部31a的输出端312与第二辐射部31b的输入端313连接；

第一辐射部31a和第二辐射部31b以第一方向延伸的轴线(x轴)为中心镜像对称分布，第一辐射部31a的输入端311与第二辐射部31b的输出端314关于x轴镜像对称，第一辐射部31a的输出端312与第二辐射部31b的输入端313关于x轴镜像对称。

镜像对称设置的辐射部31能够在读写器天线面积不变的情况下大大缩短读写器天线的长度(沿x轴方向)，使得读写器天线的结构更加紧凑，并且通过镜像设置的方式使得匹配部32的第一匹配单元32a和第二匹配单元32b位于辐射部31的同一侧，能够便于设置输入端的位置以及方便读写器天线与外部输入的连接。

其中，第一匹配单元32a与第一辐射部31a的输入端311连接，第二匹配单元32b与第二辐射部31b的输出端314连接。

匹配部32的作用在于调节波节波腹位置以及阻抗匹配，通过调节微带线的线宽与匹配部32的长度而调节输入阻抗。优选地，第一匹配单元32a和第二匹配单元32b沿第一方向延伸，第一匹配单元32a和第二匹配单元32b的长度为1/4λ_g。

如图1b和图2所示，由于辐射部31镜像对称设置，本实施例的读写器天线进一步包括移相单元33，其连接在第一辐射部31a的输出端312与第二辐射部31b的输入端313之间，移相单元33的长度为1/4λ_g。由于辐射部31镜像对称设置，其作用为引入1/4λ_g的相移，从而使第二辐射部31b的辐射电场分布与第一辐射部31a相同，即第二辐射部31b的电流分布与第一辐射部31a关于x轴镜像对称。

如图2所示，移相单元33中的电流方向分别与第一辐射部31a的输出端312、第二辐射部31b的输入端313中的电流方向相反。移相单元33与第一辐射部31a的输出端312、第二辐射部31b的输入端313均形成弯折部，即移相单元33的两个端部的延伸方向分别与第一辐射部31a的输出端312、第二辐射部31b的输入端313不同，从而改变其中的电流方向。

具体地，如图3所示，每个辐射单元40包括：沿第一方向(x轴)依次排列的第一辐射部分41、第二辐射部分42、和第三辐射部分43。

其中，第一辐射部分41包括：沿x轴方向延伸的第一段411和沿y轴方向延伸的第二段412，第一辐射部分41的长度为1/4λ_g；

第二辐射部分42包括：沿x轴方向延伸的第三段421和第五段423，以及沿y轴方向延伸的第四段422，第三段421和第五段423分别与第四段422的一端连接，并且在x轴方向上分别位于第四段422的两侧，第二辐射部分42的长度为1/2λ_g；

第三辐射部分43包括：沿y轴方向延伸的第六段431和沿x轴方向延伸的第七段432，第三辐射部分43的长度为1/4λ_g；

其中，第二段412与第三段421连接，第五段423与第六段431连接，并且第二段412与第一段411连接的一端朝向第五段423延伸，第六段431与第七段432连接的一端朝向第三段421延伸。

由图3中可见，每个辐射单元40为第二辐射部分42为中心的中心对称结构，形成具有正负极性的矩形波的形式，以使结构尽可能的紧凑。其中，长度为1/4λ_g的第一辐射部分41与长度为1/2λ_g的第二辐射部分42的连接部：第二段412与第三段421的延伸方向相互垂直，从而在辐射单元40的1/4λ_g的长度处产生弯折部，其位置对应于波腹点或波节点。同样地，长度为1/2λ_g的第二辐射部分42与长度为1/4λ_g的第三辐射部分43的连接部：第五段423与第六段431的延伸方向相互垂直，从而在辐射单元40的3/4λ_g的长度处产生弯折部，其位置对应于波腹点或波节点。

进一步地，第一辐射部分41、第二辐射部分42、和第三辐射部分43沿第一方向(x轴)依次排列，并且辐射单元40的输入端第一段411和输出端第七段432均沿x轴方向延伸，使得辐射单元40中的电流分布沿y轴方向叠加，因此激发的电场也是沿y轴方向。

其中，如图3中的箭头方向所示，第二辐射部分42中的电流方向与第一辐射部分41、第三辐射部分43中的电流方向均相反。

根据以上实施例构造的RFID读写器天线具有读写范围可控、工作区域电场分布均匀、匹配性良好的特点。作为示例，图4示出了本实施例的读写器天线的300mm距离处的场强分布，可以看出场强均匀集中于天线的正前方，在该区域之外电场值迅速衰减，可以实现所要求的读写面积内场强均匀可控。图5示出了本实施例的读写器天线的回波损耗|S11|，可以看出该天线在中国UHF(高频无线电波)频段(920MHz～925MHz)内的回波损耗小于-15dB，匹配性能良好。图6示出了本实施例的读写器天线在整个RFID的UHF频段(860MHz～960MHz)的增益情况，较低的增益能够防止距离较远处的标签发生误导。

如图7和图8所示，在本发明的另一个实施例中提供了一种射频识别系统，包括：

读写器1；

至少一个标签天线3，每个标签天线3贴附在一个目标物体4上，目标物体4沿着移动路径L移动或者固定在该移动路径L上的任意位置，读写器1位于移动路径L的一端；

多个如上所述的读写器天线2，其中，多个读写器天线2沿着移动路径L间隔设置，以相继读取标签天线3的信息，并将该信息传输至读写器1。

在一种具体应用中，移动路径L可例如为一个生产系统中的生产线，则目标物体4可为沿着生产线L传输的工件或者生产线L中的各个设备，每个标签天线3对应于其所贴附的目标物体4，其信息代表目标物体4的信息，该信息内容可包括目标物体4的名称、内容、数量、位置、状态等，读写器天线2通过读取标签天线3的信息可获取其所指示的目标物体4的信息，并将该信息传输至读写器1。

在一个具体实施示例中，本实施例的RFID系统中采用Impinj R420作为固定式读写器，Impinj-H47电子标签作为非抗金属标签，南京陆加壹公司的ljyzn-13522作为抗金属标签，和以上实施例所述的读写器天线。固定式读写器1置于生产线源头的操控端，通过扩展器与射频线缆连接远处生产线上放置的各个读写器天线2(理论最大值为一个读写器对应十六个天线，但是考虑到各方面的损耗一般最多连接十至十二个)。近场读写器天线2的位置则通过多次测量和对比后选定，利用生产线设备上的各种结构设计支架并固定，确保仅能准确读取到目标区域的标签避免误读。当生产线L正常运行时，读写器天线2会持续性读取到粘贴在生产线设备上的标签天线3的信息。如若生产线L发生异常(设备停止或脱落等)，则将导致失去对与发生异常的目标物体4对应的标签天线3的读取目标。

由于本实施例中使用的根据以上实施例构造的RFID读写器天线具有读写范围可控、工作区域电场分布均匀、匹配性良好的特点，本实施例的RFID系统能够通过仅能准确读取读写器天线的目标区域内的标签天线的信息而避免发生误读、漏读的情况，通过配合硬件和/或软件控制系统的使用，能够大量减少RFID系统中人员操作的工作量。

优选地，为了实现无漏读的情况，相邻的两个读写器天线2的覆盖范围之间无间隙，每个标签天线3的极化方向与读写器天线2一致。

具体地，相邻的两个读写器天线2的覆盖范围之间无间隙是指两个读写器天线2的覆盖范围相接(相切)或者具有少量的重叠部分，从而使得读写器天线2的读取范围能够完全覆盖整个移动路径L，避免贴附标签天线3的目标物体4移动至读写器天线2的读取范围之外。

如上所述的，本实施例的RFID系统可进一步包括控制器5，读写器1将信息传输至控制器5，控制器5根据该信息控制该读写器1和/或目标物体4的运行。其中，如图8所示，控制器5可包括集控系统51和主系统(MES)52。读写器1的信息传输至集控系统51，集控系统51通过MES 52控制读写器1和/或目标物体4的运行。则当生产线发生异常时，读写器天线2失去读取目标，则读写器1将对应的标签天线3的信息传输至集控系统51，集控系统51根据该信息发出相应的警报并且通过MES 52控制读写器1和/或目标物体4的运行而解决该异常情况。

进一步地，本实施例的RFID系统可包括控制以上硬件系统运行的软件系统，其涉及RFID电子标签系统(包括：读写器1、读写器天线2、和标签天线3)、MES 52和集控系统51三者之间的数据对接与交流。通过利用RFID电子标签系统读取准确率高、高速、无漏读的特点，在不同的工序流程中起到不同的作用。

以下将本实施例的RFID在一个线缆生产线上使用的工序为例对本实施例的RFID系统的具体应用进行说明。

其中，线缆生产线的工序包括：套塑工序，成缆工序，以及可能的复绕工序。

如图9a的流程图所示，套塑工序的正常流程为：

(1)MES 52生成工作指令对应机台号；

(2)穿光纤后第二终端(一体式或分离屏幕)MES 52控制生产线工作；

(3)上套塑收线盘并启动生产线，集控系统51告知电子标签系统哪个盘子在工作(目标物体4)，电子标签系统读取RFID号(标签天线3)，通过机台号请求MES 52告知电子标签系统盘号(目标物体4)，电子标签系统将盘号(目标物体4)与RFID号(标签天线3)绑定；

(4)正常完工和交接班完工，集控系统51通知MES 52完工，在正常完工或者交接班完工的情况下，集控系统51记录的数据包括盘号和计米长度；

(5)测试实际长度，并记录测试长度；

(6)MES 52完工。

以上为套塑工序的正常流程，但是如果在生产过程中出现断纤的情况，在不采用RFID系统的情况下，断纤处理流程为：

(1)断套管后，操作人员打印盘号并贴至盘具上，例如00001；

(2)断纤处理，操作人员生产后续长度，并打印盘号(加分切号)，例如00001-A。

由此可见，当不采用RFID系统的情况下，一旦生产线中出现异常情况，必然消耗大量的人力物力，并且要求工作人员的现场操作。

在采用了RFID系统的情况下，如图9b的流程图所示，断纤处理流程为：

(1)出现断纤时，生产线继续正常生产；

(2)上套塑收线盘并启动生产线，集控系统51告知电子标签系统哪个盘子在工作(目标物体4)，电子标签系统读取RFID号(标签天线3)，并生成临时盘号(目标物体4)，电子标签系统将临时盘号与RFID绑定；

(3)生产完成，生产线完工；

(4)MES 52进行断纤处理，生成新盘号并发送至电子标签系统，电子标签系统以该新盘号覆盖原临时盘号；

(5)异常完工，其中集控系统51记录的数据包括盘号和计米长度。

由此可见，通过采用RFID系统，操作人员可在不中断生产线的生产和不需要现场处理的情况下，对生产过程中的异常情况进行记录和处理，并且根据异常情况更新数据的采集和记录情况。

在以上异常完工的生产过程中，可在不中断生产的情况下进行测试断纤处理，如图9c的流程图可见，测试断纤处理流程包括：

(1)检测员检测发现断纤，判断是否进行分盘处理；

(2)如果否，则MES 52不做断纤分盘处理，并将其按照隐患单跟踪处理(记录盘号)；

如果是，则操作人员进行分盘处理，MES 52触发分盘信号，并告知电子标签系统有分盘需求，MES 52将原盘号原长度、新盘号新长度给电子标签系统，操作人员通过手持读写器2读取原盘具的RFID和新的RFID，电子标签系统将盘号和RFID关联；

(3)检测断纤异常完成。

如图10a的流程图所示，成缆工序的正常流程为：

(1)排产到机台，发套管；

(2)操作人员在第二套仓储管理系统开工；

(3)套管盘上成缆放线架，操作人员开机，集控系统51为电子标签系统提供开机信号；

(4)电子标签系统根据开机信号及MES提供盘号，查询上架套管信息并校验，电子标签系统向集控系统51反馈校验信息

(5)如果校验出错，电子标签系统向集控系统51反馈出错标志信息，集控系统51提示出错并停机处理，操作人员更换正确套管盘；如果校验正确，则继续进行；

(6)正常完工和交接班完工，集控系统51通知MES 52完工，在正常完工或者交接班完工的情况下，集控系统51记录的数据包括盘号和计米长度。

以上为成缆工序的正常流程，但是如果在生产过程中出现断套管的情况，在不采用RFID系统的情况下，断套管的处理流程为：

(1)断套管后，操作人员打印盘号，贴到成缆收线盘具上，如00001；

(2)断套管处理，操作人员生产后续长度，打印盘号(加分切号)，如00001-A。

由此可见，当不采用RFID系统的情况下，一旦生产线中出现异常情况，必然消耗大量的人力物力，并且要求工作人员的现场操作。

在采用了RFID系统的情况下，如图10b的流程图所示，断套管处理流程为：

(1)当出现断套管时，生产线继续正常生产；

(2)上成缆盘，启动生产线，电子标签系统读取RFID号并生成临时盘号，电子标签系统将临时盘号与RFID绑定；

(3)生产完成；

(4)MES 52进行断缆芯处理，生成新盘号并发送至电子标签系统，电子标签系统以该新盘号覆盖原临时盘号；

(5)异常完工，其中集控系统51记录的数据包括盘号和计米长度。

由此可见，通过采用RFID系统，操作人员可在不中断生产线的生产和不需要现场处理的情况下，对生产过程中的异常情况进行记录和处理，并且根据异常情况更新数据的采集和记录情况。

在以上异常完工的生产过程中，可在不中断生产的情况下进行测试断缆芯处理，如图10c的流程图可见，测试断缆芯处理流程包括：

(4)检测员检测发现断缆芯，判断是否进行分盘处理；

(5)如果否，则MES 52不做断纤分盘处理，并将其按照隐患单跟踪处理(记录盘号)；

如果是，则操作人员进行分盘处理，MES 52触发分盘信号，并告知电子标签系统有分盘需求，MES 52将原盘号原长度、新盘号新长度给电子标签系统，操作人员通过手持读写器2读取原盘具的RFID和新的RFID，电子标签系统将盘号和RFID关联；

(6)检测断纤异常完成。

图11中示出了复绕工序的流程图，如图11所示，复绕工序包括：

(1)出现台阶或排线不良等情况需要复绕；

(2)操作人员控制MES 52进行复绕，MES 52触发复绕信号，MES 52将原盘号、原长度发送至电子标签系统，操作人员通过手持读写器2读取原盘具的RFID和新的RFID，电子标签系统将盘号和新的RFID关联；

(3)复绕完工。

通过以上的一个具体示例在采用和不采用RFID系统的操作流程对比可见，通过使用本实施例的RFID系统，实现了一种无漏读、高准确率的高智能RFID生产线管理系统，员工只需要在后台管理端进行观察和操作就能实时了解生产线上的各种情况并直接下达各种生产指令，节省了人力物力也提高了原生产系统的整体效率，并且能够大大降低由于人工操作导致的误操作的可能性。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种射频识别读写器天线，其特征在于，包括：

介质层(10)，所述介质层(10)的一侧表面贴附金属接地层(20)，另一侧表面贴附辐射导体(30)；

所述辐射导体(30)包括：

辐射部(31)，所述辐射部(31)包括串联连接的多个辐射单元(40)，所述多个辐射单元(40)在所述介质层(10)的另一侧表面上沿着第一方向排列；

匹配部(32)，所述匹配部(32)包括第一匹配单元(32a)和第二匹配单元(32b)，第一匹配单元(32a)和第二匹配单元(32b)分别与辐射部(31)的两端连接；

其中，每个辐射单元(40)的长度为该读写器天线的工作波长(λ_g)，每个辐射单元(40)在其1/4波长(λ_g)和3/4波长(λ_g)处具有弯折部。

2.如权利要求1所述的射频识别读写器天线，其特征在于，所述辐射部(31)包括第一辐射部(31a)和第二辐射部(31b)，所述第一辐射部(31a)和第二辐射部(31b)均包括数量相同的辐射单元(40)，所述第一辐射部(31a)的输出端(312)与所述第二辐射部(31b)的输入端(313)连接；

所述第一辐射部(31a)和第二辐射部(31b)以第一方向延伸的轴线为中心镜像对称分布，所述第一辐射部(31a)的输入端(311)与所述第二辐射部(31b)的输出端(314)镜像对称，所述第一辐射部(31a)的输出端(312)与所述第二辐射部(31b)的输入端(313)镜像对称。

3.如权利要求2所述的射频识别读写器天线，其特征在于，第一匹配单元(32a)与所述第一辐射部(31a)的输入端(311)连接，

所述第二匹配单元(32b)与所述第二辐射部(31b)的输出端(314)连接。

4.如权利要求2或3所述的射频识别读写器天线，其特征在于，第一匹配单元(32a)和所述第二匹配单元(32b)沿所述第一方向延伸，所述第一匹配单元(32a)和所述第二匹配单元(32b)的长度为1/4波长(λ_g)。

5.如权利要求2所述的射频识别读写器天线，其特征在于，进一步包括移相单元(33)，所述移相单元(33)连接在所述第一辐射部(31a)的输出端(312)与所述第二辐射部(31b)的输入端(313)之间，所述移相单元(33)的长度为1/4波长(λ_g)。

6.如权利要求5所述的射频识别读写器天线，其特征在于，所述移相单元(33)中的电流方向分别与所述第一辐射部(31a)的输出端(312)、所述第二辐射部(31b)的输入端(313)中的电流方向相反。

7.如权利要求1或2所述的射频识别读写器天线，其特征在于，每个辐射单元(40)包括：沿第一方向依次排列的第一辐射部分(41)、第二辐射部分(42)、和第三辐射部分(43)，

第一辐射部分(41)包括：沿第一方向延伸的第一段(411)和沿垂直于第一方向的第二方向延伸的第二段(412)，所述第一辐射部分(41)的长度为1/4波长；

第二辐射部分(42)包括：沿第一方向延伸的第三段(421)和第五段(423)，以及沿第二方向延伸的第四段(422)，所述第三段(421)和第五段(423)分别与所述第四段(422)的一端连接，并且在所述第一方向上分别位于所述第四段(422)的两侧，所述第二辐射部分(42)的长度为1/2波长；

第三辐射部分(43)包括：沿第二方向延伸的第六段(431)和沿第一方向延伸的第七段(432)，第三辐射部分(43)的长度为1/4波长；

其中，第二段(412)与第三段(421)连接，第五段(423)与第六段(431)连接，并且第二段(412)与第一段(411)连接的一端朝向第五段(423)延伸，第六段(431)与第七段(432)连接的一端朝向第三段(421)延伸。

8.如权利要求7所述的射频识别读写器天线，其特征在于，所述第二辐射部分(42)中电流方向与所述第一辐射部分(41)、第三辐射部分(43)中的电流方向均相反。

9.一种射频识别系统，其特征在于，包括：

读写器(1)；

至少一个标签天线(3)，每个标签天线(3)贴附在一个目标物体(4)上，所述目标物体(4)沿着移动路径移动或者固定在该移动路径上的任意位置，所述读写器(1)位于所述移动路径的一端；

多个如权利要求1至8中任一权利要求所述的读写器天线(2)，所述多个读写器天线(2)沿着所述移动路径间隔设置，以相继读取所述标签天线(3)的信息，并将该信息传输至所述读写器(1)。

10.如权利要求9所述的射频识别系统，其特征在于，相邻的两个读写器天线(2)的覆盖范围之间无间隙，

每个所述标签天线(3)的极化方向与所述读写器天线(2)一致。

11.如权利要求9或10所述的射频识别系统，其特征在于，进一步包括控制器，读写器(1)将所述信息传输至控制器，所述控制器根据该信息控制该读写器(1)和/或所述目标物体(4)的运行。