CN108595996A - 一种基于无线信息干扰技术的防串读超高频rfid系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，包括读写器、天线和标签，其特征在于，还包括由至少一个信号发生器组成的防串读通道，所述信号发生器定向向所述防串读通道外侧发射特定频率和功率的干扰信号，所述干扰信号干扰防串读通道内的天线与防串读通道外的标签之间进行通信。同时，本发明还提供一种利用上述超高频RFID系统实现防串读的方法。本发明利用无线信号电磁干扰来实现屏蔽，既保证贴有超高频RFID标签的物体可以自由无障碍通过通道，在目标读取区域被读写器准确读取，又能保证在非目标读取区域超高频RFID标签不被读取到。

Description

一种基于无线信息干扰技术的防串读超高频RFID系统及方法
技术领域
本发明涉及一种超高频RFID装置，更具体的涉及一种基于无线信号干扰技术的超高频RFID系统。
背景技术
随着超高频RFID标签的广泛应用，有更多的应用场景需要使用超高频RFID技术，如仓库的进出库管理，如新零售的通道结账管理。但是由于电磁波具有反射，绕射等物理特性，导致我们无法准确判断电磁波在空间的分布，致使我们无法准确判断超高频标签被超高频读写器读取的有效范围。而在实际应用场景中，由于带有超高频RFID标签物体需要通道来进出移动，所以我们无法完全用金属或者吸波材料等做完全屏蔽从天线发出来的电磁波。这样就导致从读写器及天线发射出来的电磁波会沿着未屏蔽的路径，到达我们不希望到达的地方，完成超高频RFID读写器与标签的通讯，完成标签读取，最终导致超高频读写器读取到了我们不想让读到的标签，造成标签串读，错读。如图1所示，通常在通道应用场景下，超高频读写器会连接读写器天线。天线A和天线B之间的区域C是天线辐射的主辐射区，当标签D通过区域C时，读写器与标签D完成通讯，实现标签读取。而为了防止不读取标签I和标签H,通常会用金属材料或者吸波材料做屏蔽墙F和G，形成通道。但是由于标签D需要运动，所以无法将通道两端也用实体物质如金属材料或者吸波材料进行屏蔽，所以天线A和天线B的电磁波可能到达标签E，导致本不想被读取到的标签E被读取到，形成标签串读。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，解决目前通道门以及类似应用的存在的容易引起标签串读的问题。
同时，本发明还提供一种利用上述超高频RFID系统实现防串读的方法。
技术方案：本发明所述一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，包括读写器、天线和标签，其特征在于，还包括由至少一个信号发生器组成的防串读通道，所述信号发生器定向向所述防串读通道外侧发射特定频率和功率的干扰信号，所述干扰信号干扰防串读通道内的天线与防串读通道外的标签之间进行通信。
本技术方案的进一步限定为，所述防串读通道还包括两个平行设置的信号屏蔽板，所述两个信号屏蔽板之间为所述防串读通道，所述信号发生器设置于所述通道出口和入口处。
进一步地，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝ft；d-d1>wd>e-e1或d-d1>Nd>e-e1；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，ft为所述标签返回的频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；d1为所述防串读通道内的标签的调制衰减；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；e1为所述防串读通道外的标签的调制衰减；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
进一步地，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝fr；d>wd>e或d>Nd>e；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，fr为所述读写器的工作频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
本发明提供的另一技术方案为：一种利用上述超高频RFID系统实现防串读的方法，利用信号发生器定向发射特定频率和功率的干扰信号，形成防串读通道，所述干扰信号干扰防串读通道内的天线与防串读通道外的标签之间进行通信。
本技术方案的进一步限定为，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝ft；d-d1>wd>e-e1或d-d1>Nd>e-e1；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，ft为所述标签返回的频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；d1为所述防串读通道内的标签的调制衰减；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；e1为所述防串读通道外的标签的调制衰减；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
进一步地，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝fr；d>wd>e或d>Nd>e；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，fr为所述读写器的工作频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
有益效果：本发明提供的一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统及方法，利用无线信号电磁干扰来实现屏蔽，既保证贴有超高频RFID标签的物体可以自由无障碍通过通道，在目标读取区域被读写器准确读取，又能保证在非目标读取区域超高频RFID标签不被读取到。
附图说明
图1为本发明背景技术中所述屏蔽信号的超高频RFID系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，主要是利用无线发射器，发射一种特定功率和特定频率的信号，干扰超高频读写器和超高频RFID标签之间的通讯，可以干扰上行信号，也可以干扰下行信道，实现超高频RFID读写器无法读取非读取目标区域的标签；又利用天线的定向性，让干扰信号不法或者尽量少的辐射到目标读取区域，让超高频读写器可以读取到目标读取区域的标签，实现读写器可以更加准确的读取想要读取的区域。
实施例1的结构示意图如图2所示，包括读写器、天线A、天线B、信号屏蔽板F、信号屏蔽板G和信号发生器J。信号屏蔽板F和信号屏蔽板G用金属或者吸波材料，平行设置。信号屏蔽板F和信号屏蔽板G之间形成目标读取区域，即防串读通道C，防串读通道外的区域为非目标读取区域M。标签I和标签H，因为被信号屏蔽板F和信号屏蔽板G隔离信号，因此，不会被串读。而标签E，因为位于防串读通道C的平行一侧，因为，还是会产生串读。本实施例在防串读通道C与非目标读取区域M之间设置信号发生器J，定向向所述防串读通道外侧发射特定频率和功率的干扰信号，所述干扰信号干扰防串读通道内的天线A、天线B与防串读通道外的标签E之间进行通信。
实现信号发生器J的布设的具体方法为：
1、通过超高频RFID读写器的配置信息或者测量天线A，天线B发射的电磁信号，确认读写器的工作频率fr和输出功率。
2、按照读写器的参数以及超高频RFID通讯协议ISO18000-63，得知标签返回的频率为ft。设置干扰信号发生器J的参数，使J发射特定的频率fd和功率wd，以及发射频点1MHz附件引起的无线信号噪声既底噪为Nd。
其中，信号发生器J利用天线的方向性，让干扰信号辐射到非读写器读取目标区域H。此处，可以根据非读写器读取目标区域的大小，数量，形状，选用一个或者多个干扰器，选用不用辐射波瓣角的天线。
3、标签E接收到的来自天线A和天线B的信号能量是e，标签E的调制衰减是e1，标签D接收到的来自天线A和天线B的信号能量是d，标签D的调制衰减是d1，天线J到标签E的天线增益是je，天线J到标签D的天线增益是jd。上述各值，可以通过功率计和信号源测量得到。
4、所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝ft；d-d1>wd>e-e1或d-d1>Nd>e-e1；je>jd。
本实施例提供的基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统工作是，防串读的方法为：利用信号发生器定向发射特定频率和功率的干扰信号，形成防串读通道，所述干扰信号干扰防串读通道内的天线与防串读通道外的标签之间进行通信，实现在不需要实物遮挡(如金属，吸波材料等具有反射或者吸收电磁波材料)，而能达到屏蔽效果，实现防止标签串读的方法(既读写器读取到不想读到的标签)。
实施例2：一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，其结构、结构示意图和工作方法与实施例1基本相同，不同点为：所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝fr；d>wd>e或d>Nd>e；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，fr为所述读写器的工作频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，包括读写器、天线和标签，其特征在于，还包括由至少一个信号发生器组成的防串读通道，所述信号发生器定向向所述防串读通道外侧发射特定频率和功率的干扰信号，所述干扰信号干扰防串读通道内的天线与防串读通道外的标签之间进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，其特征在于，所述防串读通道还包括两个平行设置的信号屏蔽板，所述两个信号屏蔽板之间为所述防串读通道，所述信号发生器设置于所述通道出口和入口处。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，其特征在于，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝ft；d-d1>wd>e-e1或d-d1>Nd>e-e1；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，ft为所述标签返回的频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；d1为所述防串读通道内的标签的调制衰减；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；e1为所述防串读通道外的标签的调制衰减；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于无线信号干扰技术的防串读超高频RFID系统，其特征在于，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝fr；d>wd>e或d>Nd>e；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，fr为所述读写器的工作频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的超高频RFID系统实现的防串读方法，其特征在于，利用信号发生器定向发射特定频率和功率的干扰信号，形成防串读通道，所述干扰信号干扰防串读通道内的天线与防串读通道外的标签之间进行通信。
6.根据权利要求5所述的一种超高频RFID系统防串读的方法，其特征在于，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝ft；d-d1>wd>e-e1或d-d1>Nd>e-e1；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，ft为所述标签返回的频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；d1为所述防串读通道内的标签的调制衰减；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；e1为所述防串读通道外的标签的调制衰减；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
7.根据权利要求5所述的一种超高频RFID系统防串读的方法，其特征在于，所述信号发生器发射特定频率和功率满足条件为：fd＝fr；d>wd>e或d>Nd>e；je>jd；其中，fd为所述信号发生器发射的特定频率，fr为所述读写器的工作频率；d为所述防串读通道内的标签接收到的来自所述天线的信号能量；wd为所述信号发生器发射的特定功率；e为所述防串读通道外标签接收到的来自所述天线的信号能量；Nd为所述信号发生器的底噪；je为天线到所述防串读通道外的标签的天线增益；jd为天线到所述防串读通道内的标签的天线增益。
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