CN111178103A - 一种用于消除超高频rfid读写器的载波的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于消除超高频RFID读写器的载波的方法及系统，通过获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并根据待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗和实时温度确定对消控制信号数据，并输出至待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。本发明载波消除方法具有高实时性，在每次读写器发送数据给标签的过程中进行，待标签返回数据时载波消除已经完成，不会对读写器接收标签信息造成影响；耗时在微秒级，可以在每次读写交互之前随时调整，大大减小了天线驻波等因素的变化对载波消除的影响，对于手持式读写器等实际使用时天线口驻波经常发生变化的读写器特别重要。

Description

一种用于消除超高频RFID读写器的载波的方法及系统
技术领域
本发明涉及读写器技术领域，并且更具体地，涉及一种用于消除超高频RFID读写器的载波的方法及系统。
背景技术
超高频(UHF)RFID读写器射频电路主要由定向耦合器、发射通路、接收通路和载波消除电路组成。由于超高频RFID使用无源电子标签，标签本身无电源，交互中标签能量来自读写器发射的载波。读写器的发射通道在发射载波的同时，接收通道也在接收标签发送的数据。此时载波也会进入接收通道干扰接收。故需要载波消除电路产生一个与泄露载波等幅反向的信号进行对消降低干扰。
传统载波消除是在读标签之前进行，由主控制器通过遍历法或者二分法等方法产生对消控制信号1和对消控制信号2，并控制载波消除电路进行载波消除。每次载波消除需耗时数百毫秒甚至1秒以上，实时性较差，如果工作过程中，天线的驻波发生变化，则会影响载波消除效果进而影响读写器接收标签信息。
发明内容
本发明提出一种用于消除超高频RFID读写器的载波的方法及系统，以解决如何是实时消除超高频RFID读写器的载波的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于消除超高频RFID读写器的载波的方法，所述方法包括：
分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储；其中，所述载波对消控制信号数据，包括：第一对消控制信号和第二对消控制信号；
将待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗，与已存储的数据进行匹配，获取所述待测超高频FRID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据；
根据获取的所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据，以及实时温度，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
优选地，其中所述分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，包括：
在不同的温度和发射功率下，通过调整调谐器，使所述超高频RFID读写器的天线口负载阻抗遍历Smith圆图上的预设个数的阻抗点，并在每个阻抗点进行载波消除，以获取获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据。
优选地，其中所述方法还包括：
通过温度传感器获取待测超高频RFID读写器的温度。
优选地，其中所述方法还包括：
主控处理器根据检波鉴相模块的测量数据确定超高频RFID读写器的天线口负载阻抗。
优选地，其中所述方法还包括：
根据待测超高频RFID读写器的实时温度，确定实时温度的温度范围；
匹配获取所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下，实时温度的温度范围的上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据；
利用线性插值法，根据所述上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于消除超高频RFID读写器的载波的系统，所述系统包括：
载波对消控制信号数据获取模块，用于分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储；其中，所述载波对消控制信号数据，包括：第一对消控制信号和第二对消控制信号；
数据匹配模块，用于将待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗，与已存储的数据进行匹配，获取所述待测超高频FRID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据；
载波消除模块，用于根据获取的所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据，以及实时温度，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
优选地，其中所述载波对消控制信号数据获取模块，用于：
在不同的温度和发射功率下，通过调整调谐器，使所述超高频RFID读写器的天线口负载阻抗遍历Smith圆图上的预设个数的阻抗点，并在每个阻抗点进行载波消除，以获取获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储。
优选地，其中所述系统还包括：
温度测量模块，用于通过温度传感器获取待测超高频RFID读写器的温度。
优选地，其中所述系统还包括：
天线口负载阻抗测量模块，用于主控处理器根据检波鉴相模块的测量数据确定超高频RFID读写器的天线口负载阻抗。
优选地，其中所述载波消除模块，用于：
根据待测超高频RFID读写器的实时温度，确定实时温度的温度范围；
匹配获取所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下，实时温度的温度范围的上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据；
利用线性插值法，根据所述上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
本发明提供了一种用于消除超高频RFID读写器的载波的方法及系统，通过获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并根据待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗和实时温度确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。本发明的高实时性的载波消除方法，在每次读写器发送数据给标签的过程中进行，待标签返回数据时载波消除已经完成，不会对读写器接收标签信息造成影响；耗时在微秒级，可以在每次读写交互之前随时调整，大大减小了天线驻波等因素的变化对载波消除的影响，对于手持式读写器等实际使用时天线口驻波经常发生变化的读写器特别重要。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的用于消除超高频RFID读写器的载波的方法100流程图；
图2为根据本发明实施方式的用于消除超高频RFID读写器的载波的实例图；以及
图3为根据本发明实施方式的用于消除超高频RFID读写器的载波的系统300的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的用于消除超高频RFID读写器的载波的方法100流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的用于消除超高频RFID读写器的载波的方法，具有较高的实时性，在每次读写器发送数据给标签的过程中进行，待标签返回数据时载波消除已经完成，不会对读写器接收标签信息造成影响；耗时在微秒级，可以在每次读写交互之前随时调整，大大减小了天线驻波等因素的变化对载波消除的影响，对于手持式读写器等实际使用时天线口驻波经常发生变化的读写器特别重要。本发明实施方式提供的用于消除超高频RFID读写器的载波的方法100从步骤101处开始，在步骤101分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储；其中，所述载波对消控制信号数据，包括：第一对消控制信号和第二对消控制信号。
优选地，其中所述分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，包括：
在不同的温度和发射功率下，通过调整调谐器，使所述超高频RFID读写器的天线口负载阻抗遍历Smith圆图上的预设个数的阻抗点，并在每个阻抗点进行载波消除，以获取获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据。
优选地，其中所述方法还包括：通过温度传感器获取待测超高频RFID读写器的温度。
优选地，其中所述方法还包括：主控处理器根据检波鉴相模块的测量数据确定超高频RFID读写器的天线口负载阻抗。
图2为根据本发明实施方式的用于消除超高频RFID读写器的载波的实例图。如图2所示，所述超高频RFID读写器的射频电路包括：定向耦合器2、发射通路3、接收通路4和载波消除电路6。在本发明的实施方式中，获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，包括：
S1，超高频RFID读写器在出厂之前,在常温范围内选取一个温度作为测试温度，并设置读写器的发射功率为P1，通过调整调谐器11，使读写器的天线口负载阻抗遍历Smith圆图上的N个点，在每个点进行载波消除得到每个阻抗点对应的载波对消控制信号对数据，包括：IN(对消控制信号1)和QN(对消控制信号2)，并将该温度和功率下的IN和QN，并存储在存储器7中。其中，通过温度传感器12获取待测超高频RFID读写器的温度。天线口负载阻抗的值根据检波鉴相模块11的测量值由主控处理器5计算得出。
S2，在低温范围内选取一个温度作为测试温度，重复步骤(1)，将得到的低温下的IN和QN，并存储在存储器7中。
S3，在高温范围内选取一个温度作为测试温度，重复步骤(1)，将得到的高温下IN和QN，并存储在存储器7中。
S4，改变读写器的发射功率，重复S1-S3，以获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据。
其中，可以在常温范围内、低温范围内和高温范围内分别选取多个温度值进行测试，以增加精确度。
在步骤102，将待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗，与已存储的数据进行匹配，获取所述待测超高频FRID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据。
在本发明的实施方式中，当读写器出厂之后，利用图2中的温度传感器7获取待测超高频RFID读写器的实时温度；主控处理器5根据检波鉴相模块11的测量数据确定待测超高频RFID读写器的实时天线口负载阻抗。
在步骤103，根据获取的所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据，以及实时温度，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
优选地，其中所述方法还包括：
根据待测超高频RFID读写器的实时温度，确定实时温度的温度范围；
匹配获取所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下，实时温度的温度范围的上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据；
利用线性插值法，根据所述上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
在本发明的实施方式中，根据已存储的温度数据确定与实时温度最接近的温度上限和温度下限。主控处理器5从存储器7中查表找出待测超高频RFID读写器的功率、温度上限和实时天线口负载阻抗对应的载波对消控制信号IN1和QN1，以及待测超高频RFID读写器的功率、温度下限和实时天线口负载阻抗对应的载波对消控制信号IN2和QN2。然后，主控处理器5根据获取的IN1和QN1，IN2和QN2，利用线性插值法确定当前的实时温度下对应的载波对消控制信号IN实和QN实，并输出至载波消除电路6，完成载波消除。
由于在每次的读写器发送数据给标签的过程中进行，待标签返回数据时载波消除已经完成，因此不会对读写器接收标签信息造成影响。
图3为根据本发明实施方式的用于消除超高频RFID读写器的载波的系统300的结构示意图。如图3所示，本发明实施方式提供的用于消除超高频RFID读写器的载波的系统300，包括：载波对消控制信号数据获取模块301、数据匹配模块302和载波消除模块303。
优选地，所述载波对消控制信号数据获取模块301，用于分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储；其中，所述载波对消控制信号数据，包括：第一对消控制信号和第二对消控制信号。
优选地，其中所述载波对消控制信号数据获取模块301，用于：
在不同的温度和发射功率下，通过调整调谐器，使所述超高频RFID读写器的天线口负载阻抗遍历Smith圆图上的预设个数的阻抗点，并在每个阻抗点进行载波消除，以获取获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储。
优选地，所述数据匹配模块302，用于将待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗，与已存储的数据进行匹配，获取所述待测超高频FRID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据。
优选地，其中所述系统还包括：温度测量模块，用于通过温度传感器获取待测超高频RFID读写器的温度。
优选地，其中所述系统还包括：天线口负载阻抗测量模块，用于主控处理器根据检波鉴相模块的测量数据确定超高频RFID读写器的天线口负载阻抗。
优选地，所述载波消除模块303，用于根据获取的所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据，以及实时温度，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
优选地，其中所述载波消除模块，用于：
根据待测超高频RFID读写器的实时温度，确定实时温度的温度范围；
匹配获取所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下，实时温度的温度范围的上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据；
利用线性插值法，根据所述上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
本发明的实施例的用于消除超高频RFID读写器的载波的系统300与本发明的另一个实施例的用于消除超高频RFID读写器的载波的方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于消除超高频RFID读写器的载波的方法，其特征在于，所述方法包括：
分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储；其中，所述载波对消控制信号数据，包括：第一对消控制信号和第二对消控制信号；
将待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗，与已存储的数据进行匹配，获取所述待测超高频FRID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据；
根据获取的所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据，以及实时温度，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，包括：
在不同的温度和发射功率下，通过调整调谐器，使所述超高频RFID读写器的天线口负载阻抗遍历Smith圆图上的预设个数的阻抗点，并在每个阻抗点进行载波消除，以获取获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过温度传感器获取待测超高频RFID读写器的温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
主控处理器根据检波鉴相模块的测量数据确定超高频RFID读写器的天线口负载阻抗。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据待测超高频RFID读写器的实时温度，确定实时温度的温度范围；
匹配获取所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下，实时温度的温度范围的上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据；
利用线性插值法，根据所述上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
6.一种用于消除超高频RFID读写器的载波的系统，其特征在于，所述系统包括：
载波对消控制信号数据获取模块，用于分别获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储；其中，所述载波对消控制信号数据，包括：第一对消控制信号和第二对消控制信号；
数据匹配模块，用于将待测超高频FRID读写器的实时发射功率、实时天线口负载阻抗，与已存储的数据进行匹配，获取所述待测超高频FRID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据；
载波消除模块，用于根据获取的所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下对应的不同温度时的载波对消控制信号数据，以及实时温度，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述载波对消控制信号数据获取模块，用于：
在不同的温度和发射功率下，通过调整调谐器，使所述超高频RFID读写器的天线口负载阻抗遍历Smith圆图上的预设个数的阻抗点，并在每个阻抗点进行载波消除，以获取获取超高频RFID读写器在不同的发射功率、天线口负载阻抗和温度下对应的载波对消控制信号数据，并存储。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
温度测量模块，用于通过温度传感器获取待测超高频RFID读写器的温度。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
天线口负载阻抗测量模块，用于主控处理器根据检波鉴相模块的测量数据确定超高频RFID读写器的天线口负载阻抗。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述载波消除模块，用于：
根据待测超高频RFID读写器的实时温度，确定实时温度的温度范围；
匹配获取所述待测超高频RFID读写器在实时发射功率和实时天线口负载阻抗下，实时温度的温度范围的上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据；
利用线性插值法，根据所述上限温度值对应的载波对消控制信号数据和下限温度值对应的载波对消控制信号数据，确定所述待测超高频RFID读写器对应的对消控制信号数据，并输出至所述待测超高频RFID读写器的载波消除电路，完成载波消除。
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