CN109697380A - 一种对uhf rfid标签自适应读写操作的射频系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，包括UHF RFID读写器设备、UHF RFID标签、设备管理信息系统平台；所述UHF RFID读写器通过连接的UHF RFID天线与所述UHF RFID标签读、写操作；所述UHF RFID读写器设备通过标准工业以太网络或工业WIFI网络与所述设备管理信息平台建立通信；所述设备管理信息系统平台，包含信息采集单元、规则引擎单元、自适应读写自动控制单元；本发明提供了一种UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作过程中，通过自适应调节方式，解决由于现场金属环境干扰、UHF RFID标签放置位置的材质不同导致，UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作失败的问题，确保UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作的正常完成。

Description

一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统。
背景技术
射频识别（RFID）技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术；RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理；超高频无源RFID标签（UHF Passive RFID Tag）是指工作频率在850MHz～950MHz之间的超高频频段内无外接电源供电的RFID标签。
这种超高频无源RFID标签由于其工作频率高，可读写距离长，无需外部电源，制造成本低；由于UHF RFID技术的优异特效，其应用领域包括物流管理、电子商务、军事管理、后期管理等众多领域。
在射频识别（RFID）领域，由于UHF频段无源RFID电子标签读写距离远、价格低、寿命长等特点，该频段RFID技术受到世界各国的广泛重视。
然而，由于标签设计水平的局限和干扰源的广泛存在，目前制约850MHz～950MHz频段的UHF RFID标签应用的问题较多，主要体现在读出距离不够和相对较高的误码率，而误码率往往会随着标签与读写器天线的距离增加呈指数上升，故仍可归结为实际有效的读取距离减小。
另外需要注意应用环境，针对不同应用环境选择合适的标签基底材料，以保证标签在实际应用中的有效读取距离；RFID标签的工作频率越高，越容易受到环境介质的影响；例如，工作在13.56MHz的RFID标签，只有金属体对标签天线电感量的影响最明显；但是，当标签的工作频率为UHF频段如915MHz，此频段的标签天线，不仅金属体对他的影响十分严重，而且在短波段不受影响的玻璃、纸箱、木箱、塑料箱等，人们认为的“绝缘”介质也会对UHF标签天线产生较大的影响。
但是，有相当部分的UHF频段的RFID应用场合都不可避免地要与金属体打交道，电子标签必须在金属体表面放置应用的情况越来越多，迫切需要这一问题的解决方案。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供了一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作过程中，由于现场金属环境干扰、UHF RFID标签放置位置的材质不同导致，UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作存在失败的概率，通过使用UHF RFID标签自适应读写调节的UHF RFID读写系统，确保UHF RFID设备对UHFRFID标签执行读写操作的正常完成。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，包括UHF RFID读写器设备、UHF RFID标签、设备管理信息系统平台。
所述UHF RFID读写器通过连接的UHF RFID天线与所述UHF RFID标签读、写操作。
所述UHF RFID读写器设备通过标准工业以太网络或工业WIFI网络与所述设备管理信息平台建立通信。
所述UHF RFID读写器设备，包含处理器模块、通讯模块、读写器模块、UHF RFID天线模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块。
所述通讯模块，与处理器模块连接，通过工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述UHF RFID设备对UHF RFID标签读、写操作的状态数据信息传输给UHF RFID设备管理系统。
所述指示灯模块，与处理器模块连接，处理器模块检测到通讯模块与UHF RFID设备管理系统间通信连接的正常状态、异常状态、读写器模块异常工作状态、读写器模块与UHF RFID标签间的读写操作执行成功和执行异常状态、读写器模块与天线模块间连接异常状态，通过控制指示灯模块对所述异常状态反馈提示。
所述数字输入IO模块，与处理器模块连接，包含但不限于漫反射光电传感器、对射式光电传感器、地磁传感器，处理器模块通过接收数字输入IO模块检测到的触发信号，控制读写器模块工作，即提高读写的工作寿命，又解决在读写器识别范围内没有粘贴RFID标签货物的识别的异常场景的判断。
所述设备管理信息系统平台，包含信息采集单元、规则引擎单元、自适应读写自动控制单元。
所述信息采集单元，工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作的状态数据信息解析、存储。
所述规则引擎单元，包含自适应调节类型设置，自适应调节时间设置。
所述自适应读写自动控制单元，通过机器学习算法对所述信息采集单元解析后的UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作反馈信息进行解算，利用所述规则引擎单元选择的设置规则，实现对UHF RFID设备对UHF RFID标签正常读写操作。
所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，所述自适应调节类型设置分为：UHF RFID读写器输出功率自动调节、UHF RFID读写器工作频率自动调节。
所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，所述自适应调节时间设置，用于对UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作的最大有效时间，当自适应读写调节到达自适应调节时间值后，UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作依旧失败，则认为此次的读写操作失败。
上述10至21任一项所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，所述超高频天线的工作频率范围为850MHz～950MHz。
优选地，所述的一种自适应调节的UHF RFID射频系统，其特征在于，还包括报警处理单元，所述报警处理单元，对所述自适应读/写自动控制单元调节失败后的报警处理，处理方式包含但不限于：异常信息邮件推送、异常信息短信信息推送、控制所述数字输出IO模块中的指示灯点亮异常提示。
所述指示灯模块，与处理器模块连接，处理器模块检测到通讯模块与UHF RFID设备管理系统间通信连接的正常状态、异常状态、读写器模块异常工作状态、读写器模块与UHF RFID标签间的读写操作执行成功和执行异常状态、读写器模块与天线模块间连接异常状态，通过控制指示灯模块对所述异常状态反馈提示。
所述数字输入IO模块，与处理器模块连接，包含但不限于漫反射光电传感器、对射式光电传感器、地磁传感器，处理器模块通过接收数字输入IO模块检测到的触发信号，控制读写器模块工作，即提高读写的工作寿命，又解决在读写器识别范围内没有粘贴RFID标签货物的识别的异常场景的判断。
所述设备管理信息系统平台，包含信息采集单元、规则引擎单元、自适应读写自动控制单元。
所述信息采集单元，工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作的状态数据信息解析、存储。
所述规则引擎单元，包含自适应调节类型设置，自适应调节时间设置。
所述自适应读写自动控制单元，通过机器学习算法对所述信息采集单元解析后的UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作反馈信息进行解算，利用所述规则引擎单元选择的设置规则，实现对UHF RFID设备对UHF RFID标签正常读写操作。
所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作调节的UHF RFID读写系统，其特征在于，所述自适应调节类型设置分为：UHF RFID读写器输出功率自动调节、UHF RFID读写器工作频率自动调节。
所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作调节的UHF RFID读写系统，其特征在于，所述自适应调节时间设置，用于对UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作的最大有效时间，当自适应读写调节到达自适应调节时间值后，UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作依旧失败，则认为此次的读写操作失败。
上述10至21任一项所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作调节的UHF RFID读写系统，其特征在于，所述超高频天线的工作频率范围为850MHz～950MHz。
优选地，所述的一种自适应调节的UHF RFID读写系统，其特征在于，还包括报警处理单元，所述报警处理单元，对所述自适应读写自动控制单元调节失败后的报警处理，处理方式包含但不限于：异常信息邮件推送、异常信息短信信息推送、控制所述数字输出IO模块中的指示灯点亮异常提示。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的一种UHF RFID标签自适应读写操作调节的UHF RFID读写系统的整体示意图。
图2为本发明实施方式提供的一种UHF RFID设备管理系统的示意图。
图3为本发明实施方式提供的一种UHF RFID设备的示意图。
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清楚、完整地描述，所描述的实施例是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明提供的一种UHF RFID读写器和一个UHF RFID设备管理系统间的整体示意图，如图1所示，UHF RFID设备管理系统为了采集、分析UHF RFID读写器对UHF RFID标签执行读\写操作的状态反馈，使用工业级以太网的有线网络或工业级WIFI的无线网络，采用标准TCP/IP协议，与UHF RFID读写器设备建立通信，实现 UHF RFID设备管理系统和UHFRFID读写器对UHF RFID标签执行读\写操作状态信息的采集，确保实现UHF RFID读写器对UHF RFID标签执行读\写的动作执行。
图2是本发明提供的一种UHF RFID读写器和一个UHF RFID设备管理系中的设备管理系统的整体示意图，如图2所述，根据本发明提供的一个实施例，UHF RFID设备管理系统包括：信息采集单元、规则引擎单元、自适应读写自动控制单元、报警处理单元。
图3是本发明提供的一种UHF RFID读写器的组成框图，如图3所述，根据本发明提供的一个实施例，UHF RFID读写器包括：包括处理器模块、指示灯模块、通讯模块、读写器模块、天线模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块；所述指示灯模块、通讯模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块、数模转换模块、读写器模块分别与处理器模块连接；所述读写器模块与天线模块连接。
本实例中，由于现场金属环境干扰、UHF RFID标签放置位置的材质不同导致，UHFRFID设备对UHF RFID标签执行读写操作失败的概率很高；当粘贴有图2所述的UHF RFID标签的货物触发图3所述的数字输入IO模块后，UHF RFID读写器将数字输入IO模块的触发信号通过图3所述的通讯模块发送给图2所述设备管理系统，触发信息被图2所述的信息采集单元接收、解析后的信息，与图2所述的规则引擎单元设置的规则做判断，解析后的信息触发规则后，则通过图2所述自适应读写自动控制单元对UHF RFID读写器模块通过调节功率、频段参数的调节确保对UHF RFID标签执行读写操作的正确完成，当由于UHF RFID标签损坏、丢失的异常情况出现时，通过图2所述的报警处理单元完成对异常状态自适应读写的通过推送报警邮件、发送报警短信息、控制UHF RFID读写器数字输出IO模块外接指示灯的闪烁报警提示操作。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，包括UHF RFID读写器设备、UHF RFID标签、设备管理信息系统平台；所述UHF RFID读写器通过连接的UHF RFID天线与所述UHF RFID标签执行读写操作；所述UHF RFID读写器设备通过标准工业以太网络或工业WIFI网络与所述设备管理信息平台建立通信；
所述UHF RFID读写器设备，包含处理器模块、通讯模块、指示灯模块、读写器模块、UHFRFID天线模块、数字输出IO模块、数字输入IO模块；
所述通讯模块，与处理器模块连接，通过工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述UHF RFID设备对UHF RFID标签读、写操作的状态数据信息传输给UHF RFID设备管理系统；
所述指示灯模块，与处理器模块连接，处理器模块检测到通讯模块与UHF RFID设备管理系统间通信连接的正常状态、异常状态、读写器模块异常工作状态、读写器模块与UHFRFID标签间的读写操作执行成功和执行异常状态、读写器模块与天线模块间连接异常状态，通过控制指示灯模块对所述异常状态反馈提示；
所述数字输入IO模块，与处理器模块连接，包含但不限于漫反射光电传感器、对射式光电传感器、地磁传感器，处理器模块通过接收数字输入IO模块检测到的触发信号，控制读写器模块工作，即提高读写的工作寿命，又解决在读写器识别范围内没有粘贴RFID标签货物的识别的异常场景的判断；
所述设备管理信息系统平台，包含信息采集单元、规则引擎单元、自适应读写自动控制单元；
所述信息采集单元，工业以太网有线网络或工业WIFI无线网络，采用标准TCP/IP协议，实时将所述UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作的状态数据信息解析、存储；
所述规则引擎单元，包含自适应调节类型设置，自适应调节时间设置；
所述自适应读写自动控制单元，通过机器学习算法对所述信息采集单元解析后的UHFRFID设备对UHF RFID标签进行读写操作反馈信息进行解算，利用所述规则引擎单元选择的设置规则，实现对UHF RFID设备对UHF RFID标签正常读写操作。
2.根据权利要求1所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，所述自适应调节类型设置分为：UHF RFID读写器输出功率自动调节、UHF RFID读写器工作频率自动调节。
3.根据权利要求1所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，所述自适应调节时间设置，用于对UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作的最大有效时间，当自适应读写调节到达自适应调节时间值后，UHF RFID设备对UHF RFID标签执行读写操作依旧失败，则认为此次的读写操作失败。
4.根据权利要求1至2任一项所述的一种对UHF RFID标签自适应读写操作的射频系统，其特征在于，所述超高频天线的工作频率范围为850MHz～950MHz。
5.根据权利要求1所述的一种自适应调节的UHF RFID读写操作的射频系统，其特征在于，还包括报警处理单元，所述报警处理单元，对所述自适应读写自动控制单元调节失败后的报警处理，处理方式包含但不限于：异常信息邮件推送、异常信息短信信息推送、控制所述数字输出IO模块中的指示灯点亮异常提示。
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