CN111611819A - 一种用于uhf群扫盘点系统的天线自检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，属于超高频群扫盘点系统领域，用于群扫盘点前UHF群扫盘点系统的自检，解决了UHF群扫盘点系统的天线自检方法存在检测项目不全面，以及成本较高，无法与系统设备配套使用的问题；包括依次连接的UHF读写设备、馈线和天线，UHF读写设备包括控制终端和读写器，天线表面设置有自检标签，首先，由控制终端设定读写器的选择指令和轮询机制，读写器对所述自检标签进行轮询，传回EPC号码和射频的RSSI值，再进行无效数据的过滤筛选，分析有效数据得到通道的轮询读取效率和讯号强度值，与理论值进行对比分析，判断是否属于正常范围内，从而得到天线正常或异常的自检结果，实现了UHF群扫盘点系统的天线自检。
Description
技术领域
本发明属于超高频群扫盘点系统领域，涉及一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法。
背景技术
特高频(UHF)是指波长范围为1m～1dm，频率为300～3000MHz的无线电波，常用于移动通信和广播电视领域。射频识别(RFID)为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，进行目标识别的一种技术，目前在盘点、统计等应用上越来越广泛。随着应用场景的越发复杂化，UHF RFID的硬件读写系统在定期维护上的压力与困难越来越大，其中常用的UHF群扫盘点系统为通过馈线连接UHF读写设备和UHF天线，目前存在的问题是，若设备长时间于户外或较恶劣的环境下使用，馈线与UHF天线本身会存在老化衰减，甚至由于其它人为因素或环境因素导致损坏。因此，设备定期自检便成了必要的事项。
目前，UHF群扫盘点系统的天线自检方法有以下2种：1)利用UHF读写设备自带回波损耗检测UHF天线，判断馈线是否发生断裂；2)利用实验仪器分析检测UHF天线发出的辐射强度。但上述两种天线自检方法都存在明显缺点，前者只能检测馈线破损及断裂情形，对于UHF天线的增益衰减无法进行准确感测；后者由于设备昂贵，无法与UHF群扫盘点系统的设备配套使用。
因此，本发明针对上述问题，提出了一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，解决了UHF群扫盘点系统的天线自检方法存在检测项目不全面，以及成本较高，无法与系统设备配套使用的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，包括UHF群扫盘点系统，所述UHF群扫盘点系统包括依次连接的UHF读写设备、馈线和天线，所述UHF读写设备包括控制终端和读写器，所述天线表面设置有自检标签，所述控制终端发送指令给读写器对所述自检标签进行轮询，实现天线自检，天线自检方法具体包括以下步骤：
步骤1：UHF读写设备的控制终端对读写器进行选择指令设定，使读写器在轮询时只会激活自检标签；
步骤2：控制终端对读写器进行轮询机制设定，开启A\B自动翻转功能；
步骤3：读写器发射无线电波激活自检标签进行轮询，自检标签接收读写器发出的响应指令后传回EPC号码和射频的RSSI值到读写器；
步骤4：读写器将所有数据传回控制终端，由控制终端进行过滤筛选，删除非自检标签应答的EPC号码和RSSI值；
步骤5：根据轮询时间段内自检标签回传数据的总数，分析得到通道的轮询读取效率；
步骤6：对回传的所有RSSI值进行正态分布分析，计算中心值，该数值便为自检标签所得的讯号强度值；
步骤7：将步骤5的轮询读取效率和步骤6的讯号强度值分别与各自的理论值进行对比分析，判断是否属于正常范围内，从而得到天线正常或异常的自检结果。
进一步地，所述自检标签的数量为一个或多个，设置在天线的两侧或背面。
进一步地，所述自检标签为无源耳标或有源耳标或UHF检测仪。
更进一步地，所述自检标签采用符合1800-6C标准的1800-6C UHF无源耳标。
进一步地，所述步骤5中轮询读取效率的计算公式为：读取效率＝读取标数/读取时间。
进一步地，所述UHF读写设备还包括显示器，用于显示读取到的RSSI值数据。
进一步地，还包括所述UHF读写设备的回波自检方法，所述控制终端发送指令控制所述读写器进行回波自检，具体包括以下步骤：
步骤a1：设定控制终端的自检频域为900MHz-950MHz，并由内部程序控制其自动开始执行自检；
步骤a2：控制终端发送指令设置读写器的轮询频率为900MHz，并进行时长为100ms的轮询；
步骤a3：控制终端读取读写器内的指定暂存器，获得自检频率回波数据；
步骤a4：判断自检频率回波数据是否落在900MHz-950MHz范围内，若是，则将轮询频率加5MHz并返回步骤a2执行下一步自检，若否，则将采集的自检频率数据与理论值进行比较，得到UHF读写设备正常或异常的自检结果。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，利用自检标签对UHF群扫盘点系统的天线进行自检，根据轮询读取效率和讯号强度值判断天线部分是否出现异常，实现UHF群扫盘点系统的天线自检功能，该自检功能成本低廉，无需使用额外的仪器或设备，也无需工作人员必须具备复杂的射频知识，同时还方便现场实时操作。
2.本发明中自检标签的数量为一个或多个，设置在天线的两侧或背面，可以防止天线的近场区域内磁感线分布不均匀导致自检标签的读取效率不稳定，还防止自检标签影响天线正常轮询时的电磁辐射场。
3.本发明中UHF读写设备回波自检时，自检频段并非传统使用的单一频点，通过比较各个频段的自检数据，可提升自检的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，其中：
图1是本发明UHF群扫盘点系统的连接示意图；
图2是本发明实施例1中UHF读写设备回波自检方法的流程图；
图3是本发明实施例1中天线自检方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和附图中示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
术语解释：
轮询，是一种CPU决策如何提供周边设备服务的方式，由CPU定时发出询问，依序询问每一个周边设备是否需要其服务，有即给予服务，服务结束后再问下一个周边，接着不断周而复始；
特高频(UHF)，是指波长范围为1m～1dm，频率为300～3000MHz的无线电波。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
本发明的较佳实施例，提供了一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，包括UHF群扫盘点系统，UHF群扫盘点系统是指基于1800-6C协议利用UHF技术对一定范围内含有、安装或佩戴的UHF无源标签进行群体读取，从而实现对该范围内特定物品数量盘点及管理的系统；所述UHF群扫盘点系统包括依次连接的UHF读写设备、馈线和天线，其中UHF读写设备具备回波自检与显示读取到的数据的功能，馈线与天线在900-950MHz频段可正常工作；
所述UHF读写设备包括控制终端和读写器(Interrogator)，通过所述控制终端发送指令控制内部读写器在一定频域范围内进行回波自检，回波自检方法具体包括以下步骤：
步骤a1：设定控制终端的自检频域为900MHz-950MHz，并由内部程序控制其自动开始执行自检，本实施例中设定自检起始频点为900MHz，终止频点为950MHz；
步骤a2：控制终端发送指令设置读写器的轮询频率为900MHz，并进行时长为100ms的轮询；
步骤a3：控制终端读取读写器内的指定暂存器，获得自检频率回波数据；
步骤a4：记录并判断自检频率回波数据，即轮询频点是否落在900MHz-950MHz范围内，若是，则将轮询频率加5MHz并返回步骤a2执行下一步自检，若否，则收集数据并将采集的自检频率数据与理论值进行比较，得到自检频率回波数据的最小值，根据最小值计算出天线工作的中心频率，确定天线是否在正常频段工作，从而得到UHF读写设备正常或异常的自检结果；其中，理论值根据实际情况的天线性质决定，本实施例中，自检频率回波数据的最小值为915MHz；自检频段并非传统使用的单一频点，通过比较各个频段的自检数据，可提升自检的准确率；
所述天线表面设置有自检标签，其中天线为905MHz规格的天线，自检标签必须符合1800-6C标准，UHF读写设备的控制终端发送指令给读写器对所述自检标签进行轮询，实现天线自检，天线自检的方法具体包括以下步骤：
步骤b1：UHF读写设备内的控制终端对读写器进行选择(select)指令设定，使读写器在轮询时只会激活自检标签，本实施例中自检标签的EPC开头为AA，普通使用的UHF标签开头为BB，进行选择指令设定后，可只让AA开头的自检标签响应读写器的激活；
步骤b2：控制终端对读写器进行轮询机制设定，开启A\B自动翻转功能，本实施例中设定轮询的读取时间为5s；
步骤b3：读写器发射无线电波激活自检标签，轮询一段时间后，自检标签接收读写器发出的响应指令后传回EPC号码和RSSI值到读写器；
步骤b4：由于轮询会无差别扫描到天线范围内的所有自检标签，因此需要对回传的数据进行过滤，读写器将所有数据传回控制终端，由控制终端进行过滤筛选，删除非自检标签应答的EPC号码与RSSI值的无效数据；
步骤b5：根据轮询时间段内自检标签回传数据的总数，分析得到通道的轮询读取效率，读取效率＝读取标数/读取时间＝自检标签的读取数量/5s；
步骤b6：对回传的所有RSSI值进行正态分布分析，计算中心值，该数值便为自检标签所得的讯号强度值；
步骤b7：将轮询读取效率和讯号强度值分别与各自的理论值进行对比分析，判断是否属于正常范围内，从而得到天线正常或异常的自检结果，理论值会事先存储于控制终端里，根据实际情况实测得出，本实施例中，读取效率的正常数据范围为6-10次/秒，RSSI值的正常数据范围为大于-30dBm。
进一步地，所述自检标签的数量为一个或多个，由于自检耳标靠近天线的近场区域，该区域内磁感线分布不均匀，容易导致自检耳标的读取效率不稳定，同时确保自检耳标不会影响天线正常轮询时的电磁辐射场，将自检耳标设置在天线的两侧或背面，可以防止天线的近场区域内磁感线分布不均匀导致自检耳标的读取效率不稳定，还防止自检耳标影响天线正常轮询时的电磁辐射场。
进一步地，所述自检标签为无源耳标或有源耳标，或者其它UHF回馈设备，例如UHF检测仪，有源耳标为含有电池的耳标，续航能力较无源耳标低，因此本实施例中采用符合1800-6C标准的1800-6C UHF无源耳标。
进一步地，所述UHF读写设备还包括显示器，用于显示读取到的RSSI值数据。
将本实施例应用到猪只数量群扫盘点，在开始赶猪前，分别进行群扫通道内的UHF读写设备回波自检和天线自检，分别将自检数据与理论值比较，判断天线是否正常工作，若正常工作，可直接对通道内佩戴UHF Tag的猪只进行群扫，若否，则采取一系列措施，比如清理天线表面，检查馈线连接是否正常，解决问题后再重新进行自检，直到正常。
本实施例利用自检标签对UHF群扫盘点系统的天线进行自检，根据轮询读取效率和讯号强度值判断天线部分是否出现异常，实现UHF群扫盘点系统的天线自检功能，该自检功能成本低廉，无需使用额外的仪器或设备，也无需工作人员必须具备复杂的射频知识，同时还方便现场实时操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，包括UHF群扫盘点系统，所述UHF群扫盘点系统包括依次连接的UHF读写设备、馈线和天线，其特征在于：所述UHF读写设备包括控制终端和读写器，所述天线表面设置有自检标签，所述控制终端发送指令给读写器对所述自检标签进行轮询，实现天线自检，天线自检方法具体包括以下步骤：
步骤1：UHF读写设备的控制终端对读写器进行选择指令设定，使读写器在轮询时只会激活自检标签；
步骤2：控制终端对读写器进行轮询机制设定，开启A\B自动翻转功能；
步骤3：读写器发射无线电波激活自检标签进行轮询，自检标签接收读写器发出的响应指令后传回EPC号码和射频的RSSI值到读写器；
步骤4：读写器将所有数据传回控制终端，由控制终端进行过滤筛选，删除非自检标签应答的EPC号码和RSSI值；
步骤5：根据轮询时间段内自检标签回传数据的总数，分析得到通道的轮询读取效率；
步骤6：对回传的所有RSSI值进行正态分布分析，计算中心值，该数值便为自检标签所得的讯号强度值；
步骤7：将步骤5的轮询读取效率和步骤6的讯号强度值分别与各自的理论值进行对比分析，判断是否属于正常范围内，从而得到天线正常或异常的自检结果。
2.根据权利要求1所述的一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，其特征在于：所述自检标签的数量为一个或多个，设置在天线的两侧或背面。
3.根据权利要求1所述的一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，其特征在于：所述自检标签为无源耳标或有源耳标或UHF检测仪。
4.根据权利要求3所述的一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，其特征在于：所述自检标签采用符合1800-6C标准的1800-6C UHF无源耳标。
5.根据权利要求1所述的一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，其特征在于：所述步骤5中轮询读取效率的计算公式为：读取效率＝读取标数/读取时间。
6.根据权利要求1所述的一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，其特征在于：所述UHF读写设备还包括显示器，用于显示读取到的RSSI值数据。
7.根据权利要求1所述的一种用于UHF群扫盘点系统的天线自检方法，其特征在于：还包括所述UHF读写设备的回波自检方法，所述控制终端发送指令控制所述读写器进行回波自检，具体包括以下步骤：
步骤a1：设定控制终端的自检频域为900MHz-950MHz，并由内部程序控制其自动开始执行自检；
步骤a2：控制终端发送指令设置读写器的轮询频率为900MHz，并进行时长为100ms的轮询；
步骤a3：控制终端读取读写器内的指定暂存器，获得自检频率回波数据；
步骤a4：判断自检频率回波数据是否落在900MHz-950MHz范围内，若是，则将轮询频率加5MHz并返回步骤a2执行下一步自检，若否，则将采集的自检频率数据与理论值进行比较，得到UHF读写设备正常或异常的自检结果。
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