CN110165369B - 射频车牌阅读器天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频车牌阅读器天线系统。该射频车牌阅读器天线系统包括：对应于同一个被检测车道的至少一个天线组；所述天线组至少包括相对设置的第一天线阵列和第二天线阵列，所述第一天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的来车方向，所述第二天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的去车方向。本发明实施例提供的技术方案，通过设置方向图相反的第一天线阵列和第二天线阵列，可利用第一天线阵列读取车辆的前车牌信息，利用第二天线这列读取车辆的后车牌信息，即可利用第一天线阵列和第二天线阵列分别读取车道上的同一车辆的车牌信息，从而提高车牌信息的读取的有效性。

Description

射频车牌阅读器天线系统

技术领域

本发明实施例涉及射频识别电子车牌阅读器天线技术领域，尤其涉及一种射频车牌阅读器天线系统。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，又称无线射频识别技术，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标听读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。按照工作频率的不同，RFID可分为低频(LowFrequency，LF)RFID、高频(High Frequency，HF)RFID、超高频(Ultra-high frequency，UHF)RFID以及微波RFID等。将RFID技术运用在车辆等交通工具上，为车辆安装上“电子标签”，可使车辆能及时“被感知”，车辆运行的相关数据能够实时采集、整理和分析，有效解决车辆自动识别、动态监测及流量预测等难题，有助于实现城市交通动态组织智能化。

目前，“电子标签”的类型通常包括基于车窗标的超高频电子标签和电子车牌。其中，基于车窗标的超高频电子标签，将车牌的信息和车辆年检信息等信息都可以写入车窗标，如图1。但是，部分车辆的挡风玻璃内置金属丝，使得车窗标的工作距离大大降低，甚至不能使用，即便在金属膜层做微波开窗，也会大大影响性能。车辆所挂的车牌一般为金属材质，抗金属标签通常使用定位螺丝固定在原有车牌的定位孔上。现有的阅读器天线通常设置阅读器的发射接收方向对着车辆的来车方向，与竖直立杆具有一定的角度，例如25度，见图1。如此，在车辆的行车过程中，若后车的前车牌被前车遮挡，阅读器天线就无法探测到该车辆的前车牌标签；同时，由于阅读器天线自身的角度限制，阅读器天线也无法探测到该车的后车牌。由此导致阅读器天线无法有效获取该车辆的相关信息。

发明内容

本发明实施例提供一种射频车牌阅读器天线系统，以提高对射频车牌的车牌信息的读取的可靠性。

本发明实施例提出一种射频车牌阅读器天线系统，该射频车牌阅读器天线系统包括：对应于同一个被检测车道的至少一个天线组；

所述天线组至少包括相对设置的第一天线阵列和第二天线阵列，所述第一天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的来车方向，所述第二天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的去车方向。

进一步地，所述天线组还包括第三天线阵列；所述第三天线阵列设置于所述第一天线阵列与所述第二天线阵列之间，所述第三天线阵列的方向图朝向地面。

进一步地，所述第一天线阵列与水平面的夹角为A1，所述第二天线阵列与水平面的夹角为A2，所述第三天线阵列与水平面的夹角为A3；

其中，A1≥30°，A2≥30°，A3≤5°。

进一步地，该射频车牌阅读器天线系统还包括工作选择控制器，所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列分别与所述工作选择控制器电连接；

所述工作选择控制器用于控制所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列按照预设时间间隔依序循环工作。

进一步地，对应于同一个所述被检测车道，所述射频车牌阅读器天线系统包括在一路口两侧相对设置的两个所述天线组；

所述工作选择控制器还用于控制所述两个所述天线组中的方向图相对的两个天线阵列的工作时间错开；所述天线阵列为所述第一天线阵列、所述第二天线阵列或所述第三天线阵列。

进一步地，该射频车牌阅读器天线系统还包括电源线、射频信号线以及数字控制线；

所述电源线用于向所述工作选择控制器提供电源信号；

所述工作选择控制器用于根据所述数字控制线传输的数字信号，分别向所述第一天线阵列、所述第二天线阵列或所述第三天线阵列提供射频信号；

所述射频信号线用于传输所述射频信号。

进一步地，所述电源线、所述射频信号线以及所述数字控制线为同一根信号线。

进一步地，该射频车牌阅读器天线系统还包括保护外壳；

同一所述天线组中的所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列均设置在同一所述保护外壳中。

进一步地，该射频车牌阅读器天线系统还包括保护外壳；

同一所述天线组中的所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列分别设置在不同的所述保护外壳中。

进一步地，该射频车牌阅读器天线系统还包括支撑立杆；

所述支撑立杆的底端固定于地面，所述天线组固定于所述支撑立杆的顶端。

本发明实施例提供的射频车牌阅读器天线系统，包括对应于同一个被检测车道的至少一个天线组；通过设置所述天线组至少包括相对设置的第一天线阵列和第二天线阵列，所述第一天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的来车方向，所述第二天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的去车方向。即设置方向图相反的第一天线阵列和第二天线阵列，可利用第一天线阵列读取车辆的前车牌信息，利用第二天线这列读取车辆的后车牌信息，即可利用第一天线阵列和第二天线阵列分别读取车道上的同一车辆的车牌信息，从而提高车牌信息的读取的有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的电子标签读取系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种射频车牌阅读器天线系统的结构示意图；

图3是图2中射频车牌阅读器天线系统中的一种天线组的结构示意图；

图4是图2中射频车牌阅读器天线系统中的另一种天线组的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是现有技术提供的电子标签读取系统的结构示意图。参照图1，该电子标签读取系统包括：天线单元09、龙门架03、读写单元04以及处理单元05；待检测车辆01包括位于车窗的车窗标011以及电子车牌012，待检测车辆01沿车辆行驶方向06运动。其中，天线单元09离地面的高度为第一高度H1，车窗标011离地面的高度为第二高度H2，电子车牌012离地面的高度小于第二高度H2，当待检测车辆01行驶到与天线单元09之间的距离为第一距离L1的位置时，待检测车辆01进入天线单元09的探测范围内，车窗标011所携带的车辆信息可被读取。但是对于特殊材质的车窗玻璃材料，由于车窗设置对车窗标011信息的读取产生干扰，因此，可利用电子车牌携带车辆相关信息。此时，由于电子车牌012距地面较近，对于小尺寸车辆，示例性的，对于一辆小轿车，当其前后都是大尺寸车辆，且距离比较近时，天线单元09按照常规布设，即天线单元09的阅读器的发射接收方向图对着待检测车辆01的来车方向，与垂直竖杆(即龙门架03)具有一定的角度，比如25度，此时，小轿车的电子车牌被前车遮挡，小轿车的电子车牌所携带的车辆相关信息不能被有效读取。

针对上述问题，本发明实施例提供一种射频车脾气阅读器天线系统，通过设置方向图相反的第一天线阵列和第二天线阵列，可利用第一天线阵列读取车辆的前车牌信息，利用第二天线这列读取车辆的后车牌信息，即可利用第一天线阵列和第二天线阵列分别读取车道上的同一车辆的车牌信息，从而提高车牌信息的读取的有效性。下面结合附图2-8对本发明实施例提供的射频车牌阅读器天线系统进行示例性说明。

示例性的，图2是本发明实施例提供的一种射频车牌阅读器天线系统的结构示意图，图3是图2中射频车牌阅读器天线系统中的一种天线组的结构示意图。参照图2和图3，该射频车牌阅读器天线系统包括：对应于同一个被检测车道02的至少一个天线组100；天线组100至少包括相对设置的第一天线阵列110和第二天线阵列120，第一天线阵列110的方向图朝向被检测车道的来车方向，第二天线阵列120的方向图朝向被检测车道的去车方向。

其中，射频车牌至利用射频识别技术可“被感知”的车牌，射频车牌可为有源射频车牌或无源射频车牌，本发明实施例对此不作限定。

示例性的，以无源射频车牌(也可称为电子车牌、车牌标签、电子标签或标签)为例，无源射频车牌并不主动发射信号给天线阵列(也可称为阅读器，可知第一天线阵列或第二天线阵列)，标签的芯片只做电路部分的阻抗变化，而天线的阻抗不变化，进而导致芯片和天线之间的阻抗在两种阻抗匹配状态下，其中一种状态接收能量多，反射能量少；另一种状态接收能量少，反射能量多。在此基础上，阅读器分局接收到标签的能量多少来反应标签的反馈信息。

其中，天线阵列也可称为天线阵，通常为将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线,按照一定的要求进行馈电和空间排列而构成的天线阵列。天线阵列的排布结构可为本领域技术人员可知的任意方式，本发明实施例对此不赘述，也不作限定。

其中，方向图指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形。方向图表征了天线可探测的有效距离和探测张角。

示例性的，将位于待检测车辆01的头部的射频车牌称为前车牌，将位于待检测车辆01的尾部的射频车牌称为后车牌。第一天线阵列110的方向图朝向被检测车道的来车方向，使得第一天线阵列110可用于探测待检测车辆01的前车牌信息；第二天线阵列120的方向图朝向被检测车道的去车方向，使得第二天线阵列120可用于探测待检测车辆01的后车牌信息。

由此，即可利用第一天线阵列110和第二天线阵列120分别读取车道上的同一待检测车辆01的前车牌信息和后车牌信息，避免漏读，从而提高待检测车辆01的车牌信息的读取有效性和可靠性。

需要说明的是，图2中仅示例性的示出了应用于双向单车道的射频车牌阅读器天线系统，且仅示例性的示出了对应于同一车道02，设置两个天线组100，但并非对本发明实施例提供的射频车牌阅读器天线系统的限定。在其他实施方式中，可根据实际路况，以及根据射频车牌阅读器天线系统的实际需求，设置对应与同一车道的天线组的数量，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，图3中仅示例性的示出了一个天线组100包括两个天线阵列，分别为第一天线阵列110和第二天线阵列120，但并非对本发明实施例提供的射频车牌阅读器天线系统的限定。在其他实施方式中，还可根据射频车牌阅读器天线系统的实际需求，设置一个天线组中的天线阵列的数量，本发明实施例对此不作限定。

可选的，图4是图2中射频车牌阅读器天线系统中的另一种天线组的结构示意图。参照图4，天线组100还包括第三天线阵列130；第三天线阵列130设置于第一天线阵列110与第二天线阵列120之间，第三天线阵列130的方向图朝向地面。

如此设置，可利用第三天线阵列130检测位于其正下方的待检测车辆01的车牌信息。其中，每个天线阵列中的天线的极化方向为圆极化，或者天线的极化方向与车牌标签的极化方向相同。

示例性的，车牌标签的极化方向为水平极化方向，则天线阵列中的天线发出的电磁波信号的极化方向也为水平极化方向，由此，可使检测信号强度较强，从而有利于提高天线阵列对车牌信息的读取的准确性。

示例性的，以图4中示出的方位为例，假设待检测车辆01由右侧向左侧行驶，右侧方向图天线阵列(即第二天线阵列120)主要读取前车牌，底部方向图天线阵列(即第三天线阵列130)主要读取待检测车辆01位于正下方时的车牌信息，左侧方向图天线阵列(即第一天线阵列110)主要读取后车牌，如此可保证车辆在前后都有紧密大车的时候，车牌信息也能被读取到。

可选的，继续参照图4，第一天线阵列110与水平面的夹角为A1，第二天线阵列120与水平面的夹角为A2，第三天线阵列130与水平面的夹角为A3；其中，A1≥30°，A2≥30°，A3≤5°。

如此设置，一方面有利于提高天线组100的安装灵活性，降低安装难度；另一方面，通过调整天线阵列与水平面的夹角，可使天线阵列与射频车牌之间的信息有效交互，从而有利于提高对车牌信息的读取有效性和可靠性。

示例性的，A1＝60°，A2＝60°，A3＝0°，或者，A1、A2以及A3可根据射频车牌阅读器天线系统的实际需求，选择上述角度范围内的其他角度值，本发明实施例对此不作限定。

可选的，图5是本发明实施例提供的另一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图。参照图5，该射频车牌阅读器天线系统还包括工作选择控制器140，第一天线阵列110、第二天线阵列120和第三天线阵列130分别与工作选择控制器140电连接；工作选择控制器140用于控制第一天线阵列110、第二天线阵列120和第三天线阵列130按照预设时间间隔依序循环工作。

其中，第一天线阵列110、第二天线阵列120和第三天线阵列130的工作时间不交叠，从而使得三个天线阵列之间的信号不相互干扰，有利于提高检测准确性。

示例性的，对于同一天线组110包括第一天线阵列110、第二天线阵列120和第三天线阵列130的结构，三者可均处于工作状态，或者仅利用其中的两者处于工作状态，具体可根据车道实际行车情况设置，由工作选择控制器140控制，本发明实施例对此不作限定。

示例性的，工作选择控制器140可选择靠近天线阵列的位置设置，或者工作选择控制器140可与天线集成为一体，如此设置，有利于降低天线阵列所用到的射频线的长度，有利于节约成本。

可选的，图6是本发明实施例提供的又一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图。参照图2或图6，对应于同一个被检测车道，射频车牌阅读器天线系统包括在一路口两侧相对设置的两个天线组100；工作选择控制器140还用于控制两个天线组110中的方向图相对的两个天线阵列的工作时间错开；天线阵列为第一天线阵列110、第二天线阵列120或第三天线阵列130。

其中，对于无源射频车牌而言，天线阵列是收发同频的，相对设置的两个天线阵列若同时工作，则对面的天线阵列发射的电磁波很容易被该相对的天线阵列接收到，进而阻塞阅读器的接收通道，降低接收灵敏度，导致漏读等问题。本发明实施例中，通过工作选择控制器140控制方向图相对设置的天线阵列不同时工作，可避免天线阵列之间的同频干扰，从而有利于提高检测准确性，提高检测灵敏度。

示例性的，图6中仅示例性的示出了应用于双向两车道的十字交通路口的射频车牌阅读器天线阵列的安装示意图，但并不构成对本发明实施例提供的射频车牌阅读器天线阵列的限定。在其他实施方式中，可根据车道设置方式，设置射频车牌阅读器天线阵列的安装方式，本发明实施例对此不作限定。

可选的，该射频车牌阅读器天线系统还包括电源线、射频信号线以及数字控制线；电源线用于向工作选择控制器140提供电源信号；工作选择控制器140用于根据数字控制线传输的数字信号，分别向第一天线阵列110、第二天线阵列120或第三天线阵列130提供射频信号；射频信号线用于传输射频信号。

如此，实现射频车牌阅读器天线系统的正常工作过程。

可选的，电源线、射频信号线以及数字控制线为同一根信号线，通过电路结构实现对该信号线上的电源信号、射频信号和数字信号的整合和分离。从而有利于降低射频车牌阅读器天线系统的布线难度，降低成本，且减小系统的整体体积。

可选的，图7是本发明实施例提供的又一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图，图8是本发明实施例提供的又一种射频车牌阅读器天线系统结构示意图。参照图7和图8，该射频车牌阅读器天线系统还包括保护外壳150；同一天线组中的第一天线阵列110、第二天线阵列120和第三天线阵列130均设置在同一保护外壳150中。

如此设置，有利于减小天线组的体积，便于固定和布线。

可选的，该射频车牌阅读器天线系统还包括保护外壳；同一天线组中的第一天线阵列、第二天线阵列和第三天线阵列分别设置在不同的保护外壳中。

如此设置，可分别调整第一天线阵列、第二天线阵列和第三天线阵列的安装角度，从而有利于提高同一天线组内各天线阵列的安装灵活性，有利于降低安装难度。

可选的，继续参照图7和图8，该射频车牌阅读器天线系统还包括支撑立杆160；支撑立杆16的底端固定于地面，天线组固定于支撑立杆160的顶端。

示例性的，该支撑立杆160顶端设置横杆161，天线阵列固定在161上。保护外壳150还包括天线射频线接口151和电源和数字信号线接口152；天线射频线接口151是连接阅读器天线阵列的射频线接口；图7中天线射频线接口151和电源和数字信号线接口152是分开的，即单独设计了接口；也可以采用用电、数字信号和射频信号同时通过射频线缆传输的方式，如此可使连接线的数量减少，有利于降低成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种射频车牌阅读器天线系统，其特征在于，包括：对应于同一个被检测车道的至少一个天线组；

所述天线组至少包括相对设置的第一天线阵列和第二天线阵列，所述第一天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的来车方向，所述第二天线阵列的方向图朝向所述被检测车道的去车方向；

所述天线组还包括第三天线阵列；所述第三天线阵列设置于所述第一天线阵列与所述第二天线阵列之间，所述第三天线阵列的方向图朝向地面；

所述的射频车牌阅读器天线系统，还包括工作选择控制器，所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列分别与所述工作选择控制器电连接；

所述工作选择控制器用于控制所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列按照预设时间间隔依序循环工作；

对应于同一个所述被检测车道，所述射频车牌阅读器天线系统包括在一路口两侧相对设置的两个所述天线组；

所述工作选择控制器还用于控制所述两个所述天线组中的方向图相对的两个天线阵列的工作时间错开；所述天线阵列为所述第一天线阵列、所述第二天线阵列或所述第三天线阵列。

2.根据权利要求1所述的射频车牌阅读器天线系统，其特征在于，所述第一天线阵列与水平面的夹角为A1，所述第二天线阵列与水平面的夹角为A2，所述第三天线阵列与水平面的夹角为A3；

其中，A1≥30°，A2≥30°，A3≤5°。

3.根据权利要求1所述的射频车牌阅读器天线系统，其特征在于，还包括电源线、射频信号线以及数字控制线；

所述电源线用于向所述工作选择控制器提供电源信号；

所述工作选择控制器用于根据所述数字控制线传输的数字信号，分别向所述第一天线阵列、所述第二天线阵列或所述第三天线阵列提供射频信号；

所述射频信号线用于传输所述射频信号。

4.根据权利要求3所述的射频车牌阅读器天线系统，其特征在于，所述电源线、所述射频信号线以及所述数字控制线为同一根信号线。

5.根据权利要求1所述的射频车牌阅读器天线系统，其特征在于，还包括保护外壳；

同一所述天线组中的所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列均设置在同一所述保护外壳中。

6.根据权利要求1所述的射频车牌阅读器天线系统，其特征在于，还包括保护外壳；

同一所述天线组中的所述第一天线阵列、所述第二天线阵列和所述第三天线阵列分别设置在不同的所述保护外壳中。

7.根据权利要求1所述的射频车牌阅读器天线系统，其特征在于，还包括支撑立杆；

所述支撑立杆的底端固定于地面，所述天线组固定于所述支撑立杆的顶端。

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