CN110414282A - 基于超高频标签设备的分析系统及其频率特性分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于超高频标签设备的分析系统及其频率特性分析方法，该系统包括：设置模块，用于设置读写器的工作频点和读取时间，设置模块连接于读写器，读写器于每一工作频点读取标签并生成读取数据；获取模块，用于获取工作频点的读取数据，获取模块连接于读写器；以及判定模块，用于基于判定规则和读取数据、判定生成所有工作频点的品质等级、选择品质等级优良的工作频点对设置模块发送，设置模块将读写器的多个工作频点的频率设置为选择的品质等级优良的工作频点的频率，判定模块连接于获取模块和设置模块。本发明解决了在以传统的方法读取多个RFID标签时容易受到环境的影响导致部分标签不能被读取的问题。

Description

基于超高频标签设备的分析系统及其频率特性分析方法

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，具体涉及一种基于超高频标签设备的分析系统及其频率特性分析方法。

背景技术

一个安装UHF RFID管理系统的房间，在天线晴朗时，房间里面的RFID标签都能很正常的读取到，但是一遇到阴雨天气总是会漏掉1～2个标签，这个可能是因为环境(主要是潮气影响)变化造成标签或天线频率变化，加上有的标签频率在临界值，从而使得读取标签不稳定。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种基于超高频标签设备的分析系统及其频率特性分析方法，以解决在以传统的方法读取多个RFID标签时容易受到环境的影响导致有部分标签不能被读取的问题。

为实现上述目的，提供一种基于超高频标签设备的频率特性分析方法，包括以下步骤：

设置读写器的多个工作频点和每一所述工作频点的读取时间，所述多个工作频点间隔分布于超高频段内；

基于设置的所述读取时间，所述读写器于每一所述工作频点读取标签并生成读取数据，所述读取数据包括每一所述工作频点的标签读取数量和标签应答次数；

获取所有所述工作频点的所述读取数据；

预设一判定规则，基于所述判定规则和所有的所述工作频点的所述读取数据，判定生成所有所述工作频点的品质等级；

选择品质等级优良的所述工作频点，并将所述读写器的多个所述工作频点的频率设置为选择的所述工作频点的频率。

进一步的，在所述判定生成所有所述工作频点的品质等级的步骤之前，对获取的所有的所述工作频点的所述读取数据进行预处理，所述预处理步骤包括：

将所有所述工作频点按频率高低的顺序排序；

计算得到所述标签读取数量的第一平均值和所述标签应答次数的第二平均值。

进一步的，所述判定规则包括：

计算得到每一所述工作频点的所述标签读取数量与所述第一平均值的第一差值、计算得到每一所述工作频点的所述标签应答次数与所述第二平均值的第二差值；

当一所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为正数时，判定生成所述工作频点的品质等级为佳频点；

当一所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为正数，且所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数分别高于相邻的所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数时，判定生成所述工作频点的品质等级为最佳频点；

当一所述工作频点的所述第一差值或所述第二差值为正数时，判定生成所述工作频点的品质等级为中频点；

当一所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为负数时，判定生成所述工作频点品质等级为差频点；

当所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为负数，且所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数分别低于相邻的所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数时，判定生成所述工作频点的品质等级为极差频点。

进一步的，还包括在判定生成所有所述工作频点的品质等级的步骤后，将所述读写器的所述工作频点的频率设置为判定生成的所述佳频点的频率和所述最佳频点的频率。

进一步的，所述读取数据还包括信号量。

进一步的，所述读取时间大于多个所述应答器的响应时间之和。

本发明提供一种基于超高频标签设备的分析系统，包括：

设置模块，用于设置读写器的多个工作频点和每一所述工作频点的读取时间，所述多个工作频点间隔分布于超高频段内，所述设置模块连接于读写器，基于设置的所述读取时间所述读写器于每一所述工作频点读取标签并生成读取数据，所述读取数据包括每一所述工作频点的标签读取数量和标签应答次数；

获取模块，用于获取所有所述工作频点的所述读取数据，所述获取模块连接于所述读写器；以及

判定模块，用于基于预设的判定规则和所有的所述工作频点的所述读取数据、判定生成所有所述工作频点的品质等级、选择品质等级优良的所述工作频点对设置模块发送，设置模块将所述读写器的多个所述工作频点的频率设置为选择的品质等级优良的所述工作频点的频率，所述判定模块连接于所述获取模块和所述设置模块。

进一步的，还包括预处理模块，所述预处理模块包括：

排序单元，用于将所有所述工作频点按频率高低的顺序排序，所述排序单元连接于获取模块；以及

第一计算单元，用于计算得到所述标签读取数量的第一平均值和所述标签应答次数的第二平均值，所述第一计算单元连接于所述排序单元和所述判定模块。

进一步的，所述判定模块包括：

第二计算单元，用于计算得到每一所述工作频点的所述标签读取数量与所述第一平均值的第一差值、计算得到每一所述工作频点的所述标签应答次数与所述第二平均值的第二差值，所述第二计算单元连接于所述第一计算单元；以及

预设有所述判定规则的判定单元，用于生成所有所述工作频点的品质等级，所述判定单元连接于所述第二计算单元和所述设置模块。

本发明的有益效果在于，本发明的基于超高频标签设备的分析系统和频率特性分析方法通过对当前读取到的数据进行分析处理判定读写器的工作频点的优劣，从而自动根据环境变化设定读写器相应的优质的工作频率，以避免漏读部分的应答器，提高了读写效率和精确度。

附图说明

图1为本发明实施例的标签读取数量(标签数量)与工作频点的分布图。

图2为本发明实施例的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图。

图3为本发明实施例的单频点的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图。

图4为本发明实施例的单频点的信号量与工作频点的分布图。

图5为本发明实施例的单标签的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图。

图6为本发明实施例的单标签的信号量与工作频点的分布图。

图7为本发明实施例的多个标签的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图。

图8为本发明实施例的多个标签的信号量与工作频点的分布图。

图9为本发明实施例基于超高频标签设备的分析系统的模块示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

图1为本发明实施例的标签读取数量(标签数量)与工作频点的分布图、图2为本发明实施例的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图、图3为本发明实施例的单频点的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图、图4为本发明实施例的单频点的信号量与工作频点的分布图、图5为本发明实施例的单标签的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图。图6为本发明实施例的单标签的信号量与工作频点的分布图、图7为本发明实施例的多个标签的标签应答次数(读取总次数)与工作频点的分布图、图8为本发明实施例的多个标签的信号量与工作频点的分布图、图9为本发明实施例基于超高频标签设备的分析系统的模块示意图。

本发明提供一种基于超高频标签设备的分析系统。其中，超高频标签设备包括读写器和标签(应答器)。在本实施例中，标签的数量为多个。标签为超高频射频标签。多个标签可以设置于读写器的发射射频场区域内，可以安装于不同的位置或安装于同一个固定位置。

具体的，本发明的基于超高频标签设备的分析系统包括设置模块1、获取模块2和判定模块3。

设置模块1连接于读写器。设置模块用于设置读写器的多个工作频点和每一个工作频点的读取时间。多个工作频点间隔分布于超高频段内。基于设置模块设定的读取时间，读写器于每一个工作频点读取标签并生成读取数据。读取数据包括每一个工作频点的标签读取数量、标签应答次数和标签信号量。

获取模块2连接于读写器。获取模块2获取所有工作频点的读取数据。

判定模块3连接于获取模块2和设置模块1。基于预设的判定规则和所有的工作频点的读取数据，判定模块3判定生成所有工作频点的品质等级、选择品质等级优良的所述工作频点对设置模块发送。设置模块接收判定模块发送的信息并将所述读写器的多个所述工作频点的频率设置为选择的品质等级优良的所述工作频点的频率。

作为一种较佳的实施方式，本发明的基于超高频标签设备的分析系统还包括预处理模块4。

具体的，预处理模块4包括排序单元41和第一计算单元42。排序单元41连接于获取模块2。第一计算单元42连接于排序单元41。

排序单元41接收获取模块的读取数据，并将读取数据按照所有工作频点按频率高低的顺序排序。第一计算单元42计算得到所有的工作频点的标签读取数量的第一平均值和标签应答次数的第二平均值。

作为一种较佳的实施方式，判定模块3包括第二计算单元31和判定单元32。第二计算单元31连接于第一计算单元42。判定单元32连接于第二计算单元31。

具体的，第二计算单元31，用于计算得到每一所述工作频点的所述标签读取数量与所述第一平均值的第一差值、计算得到每一所述工作频点的所述标签应答次数与所述第二平均值的第二差值。

判定单元32预设有判定规则。基于判定规则，判定单元32判定生成所有工作频点的品质等级。

具体的，判定规则包括：

当一工作频点的第一差值和第二差值均为正数时，则判定生成所述工作频点的品质等级为佳频点；

当一工作频点的第一差值和第二差值均为正数，且所述工作频点的标签读取数量和标签应答次数分别高于相邻的工作频点的标签读取数量和标签应答次数时，则判定生成所述工作频点的品质等级为最佳频点；

当一工作频点的第一差值或第二差值为正数时，判定生成所述工作频点的品质等级为中频点；

当一工作频点的第一差值和第二差值均为负数时，判定生成所述工作频点品质等级为差频点；

当工作频点的第一差值和第二差值均为负数，且所述工作频点的标签读取数量和标签应答次数分别低于相邻的工作频点的标签读取数量和标签应答次数时，判定生成所述工作频点的品质等级为极差频点。

在一些实施例中，判定模块还包括推送单元。推送单元选择品质等级优良的所述工作频点并发送给设置模块。推送单元连接于判定单元。

作为一种较佳的实施方式，品质等级优良的所述工作频点包括最佳频点和佳频点。

推送单元选取最佳频点和佳频点，生成携带所述最佳频点和佳频点的频率信息的推荐信号并对设置模块发送所述推荐信号。设置模块基于推荐信号，设定读写器的工作频点的频率为最佳频点和佳频点的频率。

本发明提供一种基于超高频标签设备的频率特性分析方法。超高频标签设备包括读写器和标签。在本实施例中，基于超高频标签设备的分析系统包括设置模块、获取模块和判定模块。读写器连接于设置模块和获取模块。判定模块连接于获取模块和设置模块。

具体的，本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法包括以下步骤：

S1：设置模块设置读写器的多个工作频点和每一工作频点的读取时间，多个工作频点间隔分布于超高频段内。

设置模块的初始工作频点的频率由外部自定义输入或随机生成。根据生成的初始工作频点，设置模块设置读写器的多个工作频点和每一工作频点的读取时间。

在本实施例中，工作频点的数量为50个。50个工作频点随机分布于超高频段(频率域902MHz～928MHz)内。

在本实施例中，读取时间△t(△t可以是100毫秒，或是1秒钟)。读取时间△t应远大于多个标签的响应时间之和，以便读写器能有充分的时间读写每一个标签。

S2：基于设置模块设置的读取时间，读写器于每一工作频点读取标签并生成读取数据，读取数据包括每一工作频点的标签读取数量和标签应答次数。

在本实施例中，读写数据包括每一工作频点的标签读取数量(即标签数量)和标签应答次数(读取次数)，以及读取标签的信号量。信号量(RSSI，Received Signal StrengthIndication)是接收的信号强度指示，无线发送层的可选部分，用来判定链接质量，以及是否增大广播发送强度。

读写器先根据第一个工作频点(即读取频点)，读取一个读取时间△t时间的数据，然后再根据设置的读写器的下一个工作频点，再读取下一个工作频点的读取时间△t时间的数据，直到读完读写器的所有工作频点的数据。

S3：获取模块获取所有的工作频点的读取数据。

S4：判定模块中预设一判定规则，基于判定规则和所有的工作频点的读取数据，判定生成所有工作频点的品质等级。

作为一种较佳的实施方式，基于超高频标签设备的分析系统还包括预处理模块。预处理模块包括：排序单元和第一计算单元。排序单元连接于获取模块。第一计算单元连接于排序单元和判定模块。

作为一种较佳的实施方式，判定模块包括第二计算单元和判定单元。第二计算单元连接于第一计算单元和判定单元。判定单元连接于设置模块。

具体的，步骤S4包括：

S41、预处理模块对获取的所有的工作频点的读取数据进行预处理，预处理步骤包括：

S411、排序单元获取获取模块的所有工作频点的读取数据，并将所有工作频点依据频率高低的顺序排序。

A、排序

按频率顺序对所有工作频点进行排序，即按照902MHz到928MHz的顺序排序。

B、数据归并

将重号的标签进行合并，合并一次则将该应答器的读取的次数增加1次。

C、求平均值

将重号的标签进行合并，合并一次则将该应答器的RSSI值求一次平均值。

D、归类

将标签读取顺序按照频率进行归类。

S412、第一计算单元基于排序后的读取数据，计算得到所有的工作频点的第一平均值和第二平均值。

S42、基于判定规则、所有的工作频点的读取数据，第一平均值以及第二平均值，处理器将多个工作频点判定为不同品质的工作频点

具体的，判定规则包括：

第二计算单元计算得到每一个工作频点的标签读取数量与第一平均值之间的第一差值、计算得到每一工作频点的标签应答次数与第二平均值之间的第二差值。

判定单元基于预设的判定规则生成每一个工作频点的品质等级。

判定规则包括：

当一工作频点的第一差值和第二差值均为正数时，则判定该工作频点为佳频点。

当一工作频点的第一差值和第二差值均为正数，且该工作频点的标签读取数量和标签应答次数分别高于相邻的工作频点的标签读取数量和标签应答次数时，则判定该工作频点为最佳频点。

当一工作频点的第一差值或第二差值为正数时，则判定该工作频点为中频点。

当一工作频点的第一差值和第二差值均为负数时，则判定该工作频点为差频点。

当一工作频点的第一差值和第二差值均为负数，且该工作频点的标签读取数量和标签应答次数分别低于相邻的工作频点的标签读取数量和标签应答次数时，判定工作频点为极差频点。

具体的，在本实施例中，参照图1和图2所示，J为第一平均值线，J’第二平均值，佳频点(a和a’)、最佳频点(b和b’)、差频点(c和c’)和极差频点(d和d’)。

S5：在判定单元将所有的工作频点生成为不同品质的工作频点后，将所述读写器的多个所述工作频点的频率设置为选择的所述工作频点的频率。

具体的，在本实施例中，判定模块还包括推送单元(附图中未示出)。推送单元连接于判定单元和设置模块。推送单元选择品质等级优良的工作频点(即最佳频点和佳频点)，生成携带选择的最佳频点和佳频点的频率信息的推荐信号并对设置模块发送所述推荐信号。设置模块基于推荐信号，设定读写器的工作频点的频率为最佳频点和佳频点的频率。

本发明的基于超高频标签设备的分析系统对当前读取到的标签的读取数据自动学习环境变化，并自动设定读写器相应的工作频率。

本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法通过对当前读取到的数据进行分析处理判定读写器的工作频点的优劣，从而自动根据环境变化设定读写器相应的优质的工作频率，以避免漏读部分的标签，提高了读写效率和精确度。

此外，本发明提供的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，还可以进行单个工作频点分析，如图3和图4所示。根据应答器和读取次数进行分析，得到标签读取次数对频率响应的分布图。通过分析该分布图可以方便的找出在这个频点上应答器的读取次数分析，可以对应答器的标签的性能或天线性能进行分析。根据应答器和信号量进行分布，得到信号量对频率的响应分布。通过该分析分布图可以方便的找出在这个频点上不同的应答器的信号分析，可以对不同的应答器的标签的性能或天线性能进行分析。

本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，还可以进行单个应答器的分析，如图5和图6所示。根据频率和读取次数进行分析，得到单标签读取次数在频率上的分布。通过分析该分布图可以方便的找出这个标签在不同频率上的次数，可以对单个标签性能进行分析。根据频率和信号量进行分析，得到单标签读取信号量在频率上的分布。通过分析该分布图可以方便的找出这个标签在不同频率上的信号情况，可以对单个标签性能进行分析。

本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，还可以进行多个应答器的分析，如图7和图8所示。根据频率和读取次数进行分析，分析多个应答器读取次数和频率分布的对比。通过分析该分布图，可以方便的对比不同的应答器在不同的频率上的读取次数，可以对比分析不同的应答器的性能，可以2个或2个以上的应答器一起进行对比分析。根据频率和信号量进行分析，分析多个应答器的信号量和频率分布的对比。通过分析该分布图，可以方便的对比不同的应答器在不同的频率上的读取信号情况，可以对比分析不同的应答器的性能，可以2个或2个以上的应答器一起进行对比分析。

本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法可以通过固定的标签来对不同的天线进行分析，分析标签数或标签读取次数在频域上的分布，可以分析天线频率特性。固定的标签是指将一定数量(比如1个或10个)的性能良好的标签，固定在一个测试位置和高度。

本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法可以通过固定天线来对不同标签进行分析，分析不同标签在频域上的分布，可以分析标签频率特性。固定天线是指将一个性能良好的天线，固定在一个测试位置和高度。

本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法可以通过固定天线、固定标签来进行标签安装位置分析，分析标签在频域上的分布，可以分析标签在本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法可以不同位置上频率特性。

本发明的基于超高频标签设备的频率特性分析方法可以通过固定天线、固定标签、固定标签安装位置进行不同环境分析，分析标签在频域上的分布，可以分析标签或天线在不同环境下频率特性。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (9)

1.一种基于超高频标签设备的频率特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置读写器的多个工作频点和每一所述工作频点的读取时间，所述多个工作频点间隔分布于超高频段内；

基于设置的所述读取时间，所述读写器于每一所述工作频点读取标签并生成读取数据，所述读取数据包括每一所述工作频点的标签读取数量和标签应答次数；

获取所有所述工作频点的所述读取数据；

预设一判定规则，基于所述判定规则和所有的所述工作频点的所述读取数据，判定生成所有所述工作频点的品质等级；

选择品质等级优良的所述工作频点，并将所述读写器的多个所述工作频点的频率设置为选择的所述工作频点的频率。

2.根据权利要求1所述的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，其特征在于，在所述判定生成所有所述工作频点的品质等级的步骤之前，对获取的所有的所述工作频点的所述读取数据进行预处理，所述预处理步骤包括：

将所有所述工作频点按频率高低的顺序排序；

计算得到所述标签读取数量的第一平均值和所述标签应答次数的第二平均值。

3.根据权利要求2所述的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，其特征在于，所述判定规则包括：

计算得到每一所述工作频点的所述标签读取数量与所述第一平均值的第一差值、计算得到每一所述工作频点的所述标签应答次数与所述第二平均值的第二差值；

当一所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为正数时，判定生成所述工作频点的品质等级为佳频点；

当一所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为正数，且所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数分别高于相邻的所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数时，判定生成所述工作频点的品质等级为最佳频点；

当一所述工作频点的所述第一差值或所述第二差值为正数时，判定生成所述工作频点的品质等级为中频点；

当一所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为负数时，判定生成所述工作频点品质等级为差频点；

当所述工作频点的所述第一差值和所述第二差值均为负数，且所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数分别低于相邻的所述工作频点的所述标签读取数量和所述标签应答次数时，判定生成所述工作频点的品质等级为极差频点。

4.根据权利要求3所述的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，其特征在于，还包括在判定生成所有所述工作频点的品质等级的步骤后，将所述读写器的所述工作频点的频率设置为判定生成的所述佳频点的频率和所述最佳频点的频率。

5.根据权利要求1所述的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，其特征在于，所述读取数据还包括信号量。

6.根据权利要求1所述的基于超高频标签设备的频率特性分析方法，其特征在于，所述读取时间大于多个所述应答器的响应时间之和。

7.一种基于超高频标签设备的分析系统，其特征在于，包括：

设置模块，用于设置读写器的多个工作频点和每一所述工作频点的读取时间，所述多个工作频点间隔分布于超高频段内，所述设置模块连接于读写器，基于设置的所述读取时间，所述读写器于每一所述工作频点读取标签并生成读取数据，所述读取数据包括每一所述工作频点的标签读取数量和标签应答次数；

获取模块，用于获取所有所述工作频点的所述读取数据，所述获取模块连接于所述读写器；以及

判定模块，用于基于预设的判定规则和所有的所述工作频点的所述读取数据、判定生成所有所述工作频点的品质等级、选择品质等级优良的所述工作频点对设置模块发送，设置模块将所述读写器的多个所述工作频点的频率设置为选择的品质等级优良的所述工作频点的频率，所述判定模块连接于所述获取模块和所述设置模块。

8.根据权利要求7所述的基于超高频标签设备的分析系统，其特征在于，还包括预处理模块，所述预处理模块包括：

排序单元，用于将所有所述工作频点按频率高低的顺序排序，所述排序单元连接于获取模块；以及

第一计算单元，用于计算得到所述标签读取数量的第一平均值和所述标签应答次数的第二平均值，所述第一计算单元连接于所述排序单元和所述判定模块。

9.根据权利要求8所述的基于超高频标签设备的分析系统，其特征在于，所述判定模块包括：

第二计算单元，用于计算得到每一所述工作频点的所述标签读取数量与所述第一平均值的第一差值、计算得到每一所述工作频点的所述标签应答次数与所述第二平均值的第二差值，所述第二计算单元连接于所述第一计算单元；以及

预设有所述判定规则的判定单元，用于生成所有所述工作频点的品质等级，所述判定单元连接于所述第二计算单元和所述设置模块。