CN107908991B - 一种超高频rfid电子标签的读取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超高频RFID电子标签的读取方法及装置，包括：根据输出功率大于最大输出功率，获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率；在当前工作频率下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，每次增加输出功率前，读取与当前工作频率一致的目标标签。本发明通过动态调整工作频率与输出功率，遍历读取处于不同工作频率、位于不同距离的所有超高频RFID电子标签，大大提升了超高频RFID读写装置的应用范围。

Description

一种超高频RFID电子标签的读取方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种超高频RFID电子标签的读取方法及装置。

背景技术

射频识别技术是一种无线通信自动识别技术。它是利用无线射频方式，无需识别系统与特定目标建立机械或光学接触即可实现双向数据通信，以达到目标识别、交换数据的目的。可用来跟踪和管理几乎所有的物理对象，在工业自动化、商业自动化、农业、物流、防伪及军事等众多领域都有广泛的应用前景。

根据射频工作频段的不同，RFID系统可以划分为低频、高频、超高频、微波等几类。目前RFID系统主要应用低频和高频两种，但超高频频段的RFID系统具有操作距离远、通讯速度快、成本低、尺寸小等优点，更适合未来物流、供应链领域的应用，也为实现“物联网”提供了可能。因此超高频RFID系统的发展是当前RFID系统发展的重点。

现有的超高频RFID读写装置大多工作在固定频段、固定功率下，无法适应不同距离、不同工作频率的超高频RFID标签，限制了超高频RFID读写装置应用。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的超高频RFID电子标签的读取方法及装置。

第一方面，本发明提供一种超高频RFID电子标签的读取方法，包括：

根据输出功率大于最大输出功率，获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率；

在当前工作频率下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，每次增加输出功率前，读取与当前工作频率一致的目标标签。

优选地，所述获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率的步骤，还包括：当增加后的工作频率大于最大工作频率时，将所述当前输出功率重置并维持在所述最小输出功率，将所述当前工作频率重置并维持在所述最小工作频率。

优选地，所述读取与当前工作频率一致的目标标签的步骤，具体包括：

搜索与当前工作频率一致的目标标签，若存在所述目标标签，则读取所述目标标签的标签信息，之后继续搜索与所述当前工作频率一致的目标标签。

优选地，所述搜索与当前工作频率一致的目标标签的步骤，还包括：

若在预设时间内无法找到所述目标标签，则停止搜索。

优选地，所述读取所述目标标签的标签信息的步骤，还包括：

记录读取所述目标标签时的工作参数，所述工作参数包括当前工作频率与当前输出功率。

优选地，所述步骤S1还包括：所述读取所述目标标签的标签信息的步骤，还包括：

通过有线或无线方式，将所述目标标签的标签信息上传到上位机。

优选地，所述将所述目标标签的标签信息上传到上位机的步骤，还包括：

采集当前的地理位置信息及温湿度信息，将所述地理位置信息及温湿度信息与所述标签信息一起上传到上位机。

第二方面，本发明提供了一种基于上述方法的超高频RFID电子标签的读取装置，包括：

频率递增模块，用于根据输出功率大于最大输出功率，获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率；

功率递增模块，用于在当前工作频率下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，每次增加输出功率前，读取与当前工作频率一致的目标标签。

优选地，所述频率递增模块还包括：

重置单元，用于当增加后的工作频率大于最大工作频率时，将所述当前输出功率重置并维持在所述最小输出功率，将所述当前工作频率重置并维持在所述最小工作频率。

优选地，所述功率递增模块还包括：

标签读取单元，用于搜索与当前工作频率一致的目标标签，若存在所述目标标签，则读取所述目标标签的标签信息，之后继续搜索与所述当前工作频率一致的目标标签；

本申请提供的一种超高频RFID电子标签的读取方法及装置，通过动态调整工作频率与输出功率，遍历读取处于不同工作频率、位于不同距离的所有超高频RFID电子标签，大大提升了超高频RFID读写装置的应用范围。

附图说明

图1为本发明一个实施例的超高频RFID电子标签的读取方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的超高频RFID电子标签的读取装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，为本发明一个实施例的超高频RFID电子标签的读取方法的流程图，包括：根据输出功率大于最大输出功率，获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率；在当前工作频率下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，每次增加输出功率前，读取与当前工作频率一致的目标标签。

具体地，RFID又称电子标签，主要由耦合元件及芯片组成，每个电子标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，可用于附着在物体上标识目标对象。超高频RFID电子标签的读取装置可以通过发射射频信号读取相应的超高频RFID电子标签内存储的信息，需要说明的是，只有在超高频RFID电子标签的读取装置与超高频RFID电子标签工作频率一致的情况下，RFID电子标签才能接收到读取装置发出的射频信号并反馈该电子标签记录的标签信息，而输出功率越大，则说明超高频RFID电子标签的读取装置可以读取更远距离的电子标签。其中，超高频RFID电子标签具有操作距离远、通讯速度快、成本低、尺寸小等优点。

读取装置先设置出最小工作频率、最小输出功率、最大工作频率、最大输出功率以及相应的功率增量与频率增量等默认工作参数。保持当前工作频率不变，根据设置好的功率增量，逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，逐渐扩大对目标标签的读取范围，每次增加输出功率前向四周发出射频信号，读取与当前工作频率一致的目标标签，以便读取工作频率相同的远距离标签。需要说明的是，每次增加输出功率后，都需要检查增加后的输出功率是否大于设定的最大输出功率，即是否超出了设置的工作范围，若增加后的当前输出功率大于最大输出功率，则已超出可探测到的最大读取范围，可知已经读取完位于该范围内的所有处于当前工作频率的电子标签。

根据上述输出功率已经大于最大输出功率，则可根据当前工作频率与设置好的频率增量，逐步增加当前工作频率，便于读取不同工作频率的电子标签。需要说明的是，每次增加当前工作频率后，都需要检查增加后的当前工作频率是否大于设定的最大工作频率，即是否超出了设置的工作范围。若增加后的当前工作频率小于等于最大工作频率，则保持增加后的当前工作频率不变，依照上述方法根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，每次递增都前读取位于当前工作频率与当前输出功率下的目标标签，直至当前输出功率大于最大输出功率后停止。若增加后的当前工作频率大于最大工作频率，则已超出设定的工作范围，可知已经搜索完工作范围内处于任一工作频率的位于任一距离的目标标签，完成了所有目标标签的读取。

举例来说，事先将超高频RFID电子标签读取装置的最小工作频率设为860Mhz、频率增量设为20Mhz、最大工作频率设为960Mhz、最小输出功率设为30dBm、功率增量设为3dBm、最大输出功率设为45dBm。设当前工作频率为860Mhz、当前输出功率为30dBm，则保持当前工作频率在860Mhz不变，将当前输出功率按功率增量依次增为33dBm、36dBm、39dBm、42dBm、45dBm、48dBm，每次增加当前输出功率前，都读取当前工作频率与当前输出功率下工作频率一致的目标标签，直至当前输出频率增至48dBm大于设定的最大输出功率45dBm时，可知已经识别完成所有处于860Mhz工作频率下分别位于各距离的目标标签。

将当前工作频率按频率增量跳频递增为880Mhz，900Mhz、920Mhz、940Mhz和960Mhz，每次增加当前工作频率，都参照上述读取860Mhz工作频率下所有目标标签的方法步骤，根据功率增量3dBm逐步从30dBm增加输出功率直至大于45dBm，识别所有处于当前工作频率下的所有目标标签，依次读取工作频率分别为880Mhz，900Mhz、920Mhz、940Mhz和960Mhz时分别位于各距离的目标标签，直至当前工作频率增至980Mhz，可知已经读取完成任一工作频率段下位于任一距离的目标标签。

需要说明的是，在进行目标标签的读取前，先根据事先设定好的默认工作参数，将当前输出功率重置为最小输出功率，将当前工作频率重置为最小工作频率，使得每次对工作范围内所有目标标签的识别都是从最小工作频率、最小输出功率遍历到最大工作频率、最大输出功率的，不会遗漏工作范围内任一目标标签的读取。

需要说明的是，在输出功率不变的情况下，在同一距离范围内先逐步递增工作频率，搜索完位于该距离的处于不同工作频率的目标标签，然后再逐步递增输出功率，依次搜索位于不同距离的处于不同工作频率的目标标签，同样可以读取工作范围内位于任一距离下处于任一工作频率的全部目标标签。

本发明实施例通过动态调整工作频率与输出功率，遍历读取处于不同工作频率、位于不同距离的所有超高频RFID电子标签，大大提升了超高频RFID电子标签读取装置的应用范围。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率的步骤，还包括：当增加后的工作频率大于最大工作频率时，将所述当前输出功率重置并维持在所述最小输出功率，将所述当前工作频率重置并维持在所述最小工作频率。

具体地，当增加后的工作频率大于最大工作频率时，即所有的目标标签都读取完成后，可知工作范围内已经没有待读取的标签了，因此将当前的输出功率重置并维持在最小输出功率的状态，将当前工作频率重置并维持在最小工作频率的状态，可以在一定程度上降低超高频RFID电子标签读取装置的功耗。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述读取与当前工作频率一致的目标标签的步骤，具体包括：搜索与当前工作频率一致的目标标签，若存在所述目标标签，则读取所述目标标签的标签信息，之后继续搜索与所述当前工作频率一致的目标标签；若在预设时间内无法找到所述目标标签，则停止搜索。

具体地，根据任一工作频率与任一输出功率，搜索是否存在与当前工作频率一致的目标标签时，若存在与当前工作频率一致的目标标签，读取该目标标签中的标签信息，并继续搜索在当前工作频率与当前输出功率下是否还存在其他的目标标签，若存在，则继续读取搜索到的目标标签的标签信息，直到当前输出功率下所有与当前工作频率一致的目标标签全部读取完毕。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述搜索与当前工作频率一致的目标标签的步骤，还包括：若在预设时间内无法找到所述目标标签，则停止搜索。

具体地，若当前的工作范围内已经没有可读取的目标标签预先设置一个时间范围，若在预设的时间范围内无法搜索到相应的目标标签，即可停止搜索，此时可认为在该工作频率与输出功率下的全部标签已经读取完毕，当前的工作范围内已经没有未读取的目标标签。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述读取所述目标标签的标签信息的步骤，还包括：记录读取所述目标标签时的工作参数，所述工作参数包括当前工作频率与当前输出功率。

具体地，若搜索到待读取的目标标签，则将搜索到该目标标签时的工作参数写入记忆参数，需要说明的是，工作参数包括当前工作频率与当前输出功率，在开机后可选择读取记忆参数，根据记忆参数中记载工作频率与输出功率依次读取相应的目标标签，可在一定程度上提升工作效率。在记忆参数中记载的所有工作参数读取完毕后，仍将当前工作频率重置为最小工作频率，将当前输出功率重置为最小输出功率，遍历读取工作范围内的所有目标标签，避免遗漏。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述读取所述目标标签的标签信息的步骤，还包括：通过有线或无线方式，将所述目标标签的标签信息上传到上位机。

具体地，通过有线或无线的方式，将读取到的目标标签的标签信息上传到上位机，以供位于上位机的管理系统分析、加工、存储。以养殖为例，当被检测的RFID电子标签位于养殖猪体内时，若采用的是集中式养殖方法，则此时超高频RFID电子标签读取装置位于有线环境，可通过有线的方式如RS232接口将目标标签的标签信息上传到上位机处，实现上位机与读取装置间的通讯及控制；若采用的是散养式养殖方法，则此时超高频RFID电子标签读取装置位于无线环境中，可通过无线的方式如设置Wifi参数连接网络，实现与上位机的通讯。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述将所述目标标签的标签信息上传到上位机的步骤，还包括：采集当前的地理位置信息及温湿度信息，将所述地理位置信息及温湿度信息与所述标签信息一起上传到上位机。

具体地，读取并上传目标标签的标签信息时，采集超高频RFID电子标签读取装置当前的地理位置信息及温湿度信息，并将当前的信息地理位置信息及温湿度信息与标签信息一同上传到上位机，便于真实的跟踪标签并监管物体的准确性，尤其适用于对位置和保存环境有严格要求的领域，如食品药品冷链运输、畜牧养殖管理等。

以食品冷链运输举例来说，在食物的运输过程中对食物的温湿度信息有一定的要求，在检测到食品上的RFID电子标签的同时，将检测到的标签信息与装置当前的地理位置信息及温湿度信息一同上传给上位机，上位机可以通过分析地理位置信息辅助定位目标标签的位置，并通过目标标签与超高频RFID电子标签读取装置间的距离，基于采集到的读取装置的温湿度信息辅助确定食品当前的温湿度信息，且在标签距离超高频RFID电子标签读取装置较近时可将该读取装置的温湿度信息直接当作食品本身的温湿度信息，上位机可据此分析食品冷链运输时的温湿度信息是否符合规格，用以监管食品的运输环境。

下面通过具体的流程步骤，对本发明提出的一种超高频RFID电子标签的读取方法进行进一步的解释说明：

S11、设置最小工作频率、最小输出功率、最大工作频率、最大输出功率以及相应的功率增量与频率增量；

S12、选择记忆参数，依次读取记忆参数中记录的每组工作参数，若能根据工作参数中记录的工作频率与输出功率找到相应的目标标签，则读取目标标签记载的内容，并将目标标签的内容通过有线或无线的方式上传到上位机，若不能找到相应的目标标签，则读取记忆参数中记录的下一组工作参数，直至记忆参数中的工作参数全部读取完毕后，将当前工作频率重置为最小工作频率，当前输出功率重置为最小输出功率；

S13、在当前工作频率不变的情况下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，每次增加输出功率前，根据当前工作频率与当前输出功率搜索是否存在工作频率一致的目标标签，若存在相应的目标标签，则读取目标标签的内容，将当前的地理位置信息、温湿度信息与目标标签的内容通过有线或无线的方式上传到上位机，并将当前的工作参数写入记忆参数，然后再继续搜索是否还存在工作频率一致的目标标签，若在预设时间内仍无法找到工作频率一致的目标标签，则停止搜索；

S14、根据频率增量和当前工作效率，逐步递增当前工作频率，在当前工作频率每次增加后不大于最大工作频率时，执行步骤S13，直到递增后的当前工作频率大于最大工作频率，工作范围内的所有标签都读取完毕；

S15、保持当前工作频率为最小工作频率，当前输出功率为最小输出功率不变。

本发明实施例通过动态调整工作频率与输出功率，遍历读取处于不同工作频率、位于不同距离的所有超高频RFID电子标签，大大提升了超高频RFID电子标签读写装置的应用范围，识别完工作范围内的所有目标标签后，将RFID电子标签读写装置维持在最小工作频率与最小输出功率，降低了装置的功耗。

参见图2，为本发明一个实施例的超高频RFID电子标签的读取装置的结构示意图，包括：频率递增模块，用于根据输出功率大于最大输出功率，获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率；

功率递增模块，用于在当前工作频率下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，每次增加输出功率前，读取与当前工作频率一致的目标标签。

具体地，本发明实施例中，功率递增模块在当前工作频率不变的情况下，根据设定的功率增量，逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于最大输出功率，且每次增加当前输出功率前，读取当前工作频率与当前输出功率下的目标标签的标签信息；频率递增模块则是根据设定的频率增量与当前工作频率，每当输出功率增至大于最大输出功率后，逐步增加当前工作频率，且每次增加当前工作频率后，通过功率递增模块读取当前工作频率下不同输出功率时的目标标签的标签信息。需要说明的是，读取超高频RFID电子标签的具体的方法步骤上述方法实施例中已做具体阐述，因此此处不再多做赘述。

本发明实施例通过动态调整工作频率与输出功率，遍历读取处于不同工作频率、位于不同距离的所有超高频RFID电子标签，大大提升了超高频RFID电子标签读写装置的应用范围。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述频率递增模块还包括：重置单元，用于当增加后的工作频率大于最大工作频率时，将所述当前输出功率重置并维持在所述最小输出功率，将所述当前工作频率重置并维持在所述最小工作频率。

具体地，当增加后的工作频率大于最大工作频率后，可知工作范围内已经没有待读取的标签了，此时通过重置单元将输出功率重置并维持在最小输出功率的状态，将工作频率重置并维持在最小工作频率的状态，使装置持续以最低耗能模式运行，可以在一定程度上降低超高频RFID电子标签读取装置的功耗。

基于上述实施例，作为一种可选的实施例，所述功率递增模块还包括：标签读取单元，用于搜索与当前工作频率一致的目标标签，若存在所述目标标签，则读取所述目标标签的标签信息，之后继续搜索与所述当前工作频率一致的目标标签。

具体地，本发明实施例中，标签读取单元用于搜索在当前输出功率下，与当前工作频率一致的所有目标标签，并读取搜索到的目标标签中的标签信息，若在预设时间范围内没有搜索到与当前工作频率一致的目标标签信息，即在该工作频率与输出功率下的全部标签已经读取完毕，需要说明的是，读取目标标签的具体的方法步骤上述方法实施例中已做具体阐述，因此此处不再多做赘述。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超高频RFID电子标签的读取方法，其特征在于，包括：

设置最小工作频率、最小输出功率、最大工作频率、最大输出功率以及相应的功率增量与频率增量；

选择预先写入的记忆参数，依次读取所述记忆参数中记录的每组工作参数，若能根据所述工作参数中记录的工作频率与输出功率找到相应的目标标签，则读取所述目标标签记载的内容；

若不能找到所述相应的目标标签，则读取所述记忆参数中记录的下一组工作参数，直至记忆参数中的工作参数全部读取完毕后，将当前工作频率重置为最小工作频率，当前输出功率重置为最小输出功率；

根据输出功率大于最大输出功率，获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率，并判断所述当前工作频率是否大于最大工作频率；

若所述当前工作频率不大于所述最大工作频率，则在所述当前工作频率下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率直至大于所述最大输出功率，每次增加输出功率前，读取与当前工作频率一致的目标标签；

其中，所述读取所述目标标签的标签信息的步骤，还包括：

记录读取所述目标标签时的工作参数，所述工作参数包括当前工作频率与当前输出功率，并将搜索到所述目标标签时的工作参数写入记忆参数。

2.根据权利要求1所述的超高频RFID电子标签的读取方法，其特征在于，所述获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率的步骤，还包括：

当增加后的工作频率大于最大工作频率时，将所述当前输出功率重置并维持在所述最小输出功率，将所述当前工作频率重置并维持在所述最小工作频率。

3.根据权利要求1所述的超高频RFID电子标签的读取方法，其特征在于，所述读取与当前工作频率一致的目标标签的步骤，具体包括：

搜索与当前工作频率一致的目标标签，若存在所述目标标签，则读取所述目标标签的标签信息，之后继续搜索与所述当前工作频率一致的目标标签。

4.根据权利要求3所述的超高频RFID电子标签的读取方法，其特征在于，所述搜索与当前工作频率一致的目标标签的步骤，还包括：

若在预设时间内无法找到所述目标标签，则停止搜索。

5.根据权利要求3所述的超高频RFID电子标签的读取方法，其特征在于，所述读取所述目标标签的标签信息的步骤，还包括：

通过有线或无线方式，将所述目标标签的标签信息上传到上位机。

6.根据权利要求5所述的超高频RFID电子标签的读取方法，其特征在于，所述将所述目标标签的标签信息上传到上位机的步骤，还包括：

采集当前的地理位置信息及温湿度信息，将所述地理位置信息及温湿度信息与所述标签信息一起上传到上位机。

7.一种基于权利要求1所述方法的超高频RFID电子标签的读取装置，其特征在于，包括：

预读取模块，用于设置最小工作频率、最小输出功率、最大工作频率、最大输出功率以及相应的功率增量与频率增量；选择预先写入的记忆参数，依次读取所述记忆参数中记录的每组工作参数，若能根据所述工作参数中记录的工作频率与输出功率找到相应的目标标签，则读取所述目标标签记载的内容；若不能找到所述相应的目标标签，则读取所述记忆参数中记录的下一组工作参数，直至记忆参数中的工作参数全部读取完毕后，将当前工作频率重置为最小工作频率，当前输出功率重置为最小输出功率；

频率递增模块，用于根据输出功率大于最大输出功率，获知根据频率增量增加工作频率，获得当前工作频率，并判断所述当前工作频率是否大于最大工作频率；

功率递增模块，用于在所述当前工作频率不大于所述最大工作频率时，在当前工作频率下，根据功率增量逐步从最小输出功率增加输出功率至最大输出功率，每次增加输出功率后，搜索与当前工作频率一致的目标标签；

其中，所述功率递增模块还用于：记录读取所述目标标签时的工作参数，所述工作参数包括当前工作频率与当前输出功率，并将搜索到所述目标标签时的工作参数写入记忆参数。

8.根据权利要求7所述的超高频RFID电子标签的读取装置，其特征在于，所述频率递增模块还包括：

重置单元，用于当增加后的工作频率大于最大工作频率时，将所述当前输出功率重置并维持在所述最小输出功率，将所述当前工作频率重置并维持在所述最小工作频率。

9.根据权利要求7所述的超高频RFID电子标签的读取装置，其特征在于，所述功率递增模块还包括：

标签读取单元，用于搜索与当前工作频率一致的目标标签，若存在所述目标标签，则读取所述目标标签的标签信息，之后继续搜索与所述当前工作频率一致的目标标签。

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