CN113902078B - 一种适用于1500米以内的远距离id身份识别方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别方法及系统,该方法中包括:降低阅读器产生的载波信号的频率,同时设定RFID阅读器产生的载波信号依次经过推挽电路将载波信号放大、LC谐振电路将方波信号转换为正弦波信号、第一隔直电路滤除直流信号后,通过连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆发送至电子标签;电子标签对载波进行调制后的调幅信号依次经过检波电路将滤除载波、第二隔直电路滤除直流信号、放大电路进行放大并形成方波信号、比较电路滤除方波信号电平上的干扰波纹、电平转换电路进行电平转换后,发送至阅读器。本发明通过降低载波信号频率同时调整阅读器电路结构的方式,可以实现RFID数据在1500米内任意距离均能有效读取。
Description
技术领域
本发明涉及RFID射频识别领域,尤其涉及一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别方法及系统。
背景技术
RFID射频识别系统一般由阅读器、电子标签和天线三部分组成。阅读器为读取或读/写电子标签信息的设备,主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号,并接收电子标签的应答,对电子标签的标识信息进行解码,将标识信息连带电子标签上的其它相关信息传输到主机以供处理。
现有技术中阅读器识别电子标签的距离往往较近(如100米以内),当阅读器与电子标签之间的距离过远(如超过1500米)时,往往不能达到较好的识别效果。为了解决超远距离通信的问题,现有方案通常采用RS485通信或者lora等无线方案,但需在电子标签端增加处理器或模块电路以及供电电路,方案较为复杂、成本较高,对于无线方案则受障碍物影响较大。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别方法及系统。
具体方案如下:
一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别方法,包括:降低阅读器产生的载波信号的频率,同时设定阅读器的载波驱动电路和接收电路分别为:
阅读器的载波驱动电路由推挽电路、LC谐振电路和隔直电路组成,RFID阅读器产生的载波信号依次经过推挽电路将载波信号放大、LC谐振电路将方波信号转换为正弦波信号、第一隔直电路滤除直流信号后,通过连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆发送至电子标签;
阅读器的接收电路由检波电路、第二隔直电路、放大电路、比较电路和电平转换电路组成,电子标签对载波进行调制后的调幅信号依次经过检波电路将滤除载波、第二隔直电路滤除直流信号、放大电路进行放大并形成方波信号、比较电路滤除方波信号电平上的干扰波纹、电平转换电路进行电平转换后,发送至阅读器。
进一步的,降低后的阅读器产生的载波信号的频率为10kHz。
进一步的,LC谐振电路由330uH的电感和762nF的电容组成,其中,电感一端连接推挽放大电路的输出端、另一端连接隔直电路的输入端,电容一端连接接入电感与隔直电路的输入端之间、另一端接地。
进一步的,LC谐振电路中的762nF的电容由C3、C4、C6、C7四个元件进行串、并联后组成,其中,C3与C4、C6与C7分别并联后再串联,C3与C4分别为680nF和82nF的电容,C6与C7分别为0Ω的电阻。
一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别系统,包括阅读器和电子标签,阅读器的载波驱动电路和接收电路分别为:
阅读器的载波驱动电路由推挽电路、LC谐振电路和隔直电路组成,RFID阅读器产生的载波信号依次经过推挽电路将载波信号放大、LC谐振电路将方波信号转换为正弦波信号、第一隔直电路滤除直流信号后,通过连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆发送至电子标签;
阅读器的接收电路由检波电路、第二隔直电路、放大电路、比较电路和电平转换电路组成,电子标签对载波进行调制后的调幅信号依次经过检波电路将滤除载波、第二隔直电路滤除直流信号、放大电路进行放大并形成方波信号、比较电路滤除方波信号电平上的干扰波纹、电平转换电路进行电平转换后,发送至阅读器。
所述系统通过降低阅读器产生的载波信号的频率后,通过载波驱动电路和接收电路与电子标签之间的通信来实现1500米内的ID身份识别。
进一步的,降低后的阅读器产生的载波信号的频率为10kHz。
进一步的,LC谐振电路由330uH的电感和762nF的电容组成,其中,电感一端连接推挽放大电路的输出端、另一端连接隔直电路的输入端,电容一端连接接入电感与隔直电路的输入端之间、另一端接地。
进一步的,LC谐振电路中的762nF的电容由C3、C4、C6、C7四个元件进行串、并联后组成,其中,C3与C4、C6与C7分别并联后再串联,C3与C4分别为680nF和82nF的电容,C6与C7分别为0Ω的电阻。
进一步的,连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆为二芯线缆。
本发明采用如上技术方案,通过降低载波信号频率同时调整阅读器电路结构的方式,可以实现RFID数据在1500米内任意距离均能有效读取。
附图说明
图1所示为本发明实施例一中的载波驱动电路的电路图。
图2所示为本发明实施例一中的接收电路的电路图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一:
本发明实施例提供了一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别方法,该方法中采用了硬件和软件两个方面的改进,具体为:
一方面基于传统RFID阅读器的电路架构进行改进,将耦合线圈更换为等感量的电感产生载波信号,在正负极各经过一个隔直电容后,通过线缆直接连接至电子标签中芯片的两个焊盘来将载波信号传输至电子标签,同时电子标签产生的调幅信号也通过线缆传输至阅读器,从而省去了发送端和接收端的两个天线,可实现产品的小型化。
另一方面为了解决1500米远距离无盲点传输,通过调整载波频率和载波信号的幅度实现远距离传输。通常RFID载波频率为125kHz,由于线缆存在寄生电感,在该载波频率无法满足1500米的远距离传输,阅读器通过调低载波频率降低寄生电感的影响,将驱动频率调整至10kHz,将载波频率设置在10kHz,同时根据10kHz载波频率调整产生载波信号的硬件驱动电路谐振电容,使载波信号幅度达到最大值。阅读器内的软件根据10kHz载波频率信号对解码软件进行相应调整,从而实现1500米远距离电子标签信号的无盲点准确读取。
基于电路架构的改进具体包括阅读器的载波驱动电路和接收电路两部分的改进,改进后的具体电路结构分别为:
如图1所示,阅读器的载波驱动电路由推挽电路、LC谐振电路和隔直电路组成。阅读器产生的载波信号(即10kHz的方波信号ID_DRV)经过推挽电路将载波信号放大为8V的方波信号后,8V的方波信号经过由一个电感L1和四个电容C3、C4、C6、C7组成的LC谐振电路后,产生转换为10kHz的正弦波信号,10kHz的正弦波信号进过由两个电容C2和C5组成的第一隔直电路滤除直流信号后,通过连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆发送至电子标签(即RFID芯片)。
该实施例中连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆优选采用二芯线缆。通过线缆连接的方式一方面使得通信更加可靠,不像无线传输因障碍物影响信号质量;另一方面采用无天线设计可实现电子标签端的小型化。
如图2所示,阅读器的接收电路由检波电路、第二隔直电路、放大电路、比较电路和电平转换电路组成。电子标签对载波进行调制后的调幅信号ID_T/R经过检波电路将载波滤除后,经过第二隔直电路滤除直流信号,然后放大电路进行放大并形成方波信号,再通过比较电路滤除方波信号电平上的干扰波纹,再经过电平转换电路将电平转换为阅读器可接受的电平(该实施例中为3.3V)后,发送至阅读器,阅读器中的CPU对接收的信号进行曼彻斯特解码后得到电子标签中的数据。
本发明实施例,通过在上述电路改进中将电子标签端的天线更改为330uH电感,将谐振电容更改为762nF的电容,使得LC谐振电路的频率与阅读器产生的载波信号的频率相等(即为10kHz)后,以使LC谐振电路输出信号的振幅最大,以实现RFID数据在1500米内任意距离均能有效读取。
需要说明的是,本实施例中采用的10kHz为发明人在经过一系列实验后得出的最优值,本领域技术人员可以在本实施例电路的基础上对该频率值进行进一步优化(如进一步降低的同时调整对应LC谐振电路的参数),在此不做限定。
实施例二:
本发明还提供一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别系统,包括阅读器和电子标签,所述系统采用本发明实施例一的上述方法后,实现1500米内的ID身份识别。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别方法,其特征在于,包括:降低阅读器产生的载波信号的频率至10kHz,同时设定阅读器的载波驱动电路和接收电路分别为:
阅读器的载波驱动电路由推挽电路、LC谐振电路和隔直电路组成,RFID阅读器产生的载波信号依次经过推挽电路将载波信号放大、LC谐振电路将方波信号转换为正弦波信号、第一隔直电路滤除直流信号后,通过连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆发送至电子标签;LC谐振电路由330uH的电感和762nF的电容组成,其中,电感一端连接推挽放大电路的输出端、另一端连接隔直电路的输入端,电容一端连接接入电感与隔直电路的输入端之间、另一端接地;LC谐振电路中的762nF的电容由C3、C4、C6、C7四个元件进行串、并联后组成,其中,C3与C4、C6与C7分别并联后再串联,C3与C4分别为680nF和82nF的电容,C6与C7分别为0Ω的电阻;
阅读器的接收电路由检波电路、第二隔直电路、放大电路、比较电路和电平转换电路组成,电子标签对载波进行调制后的调幅信号依次经过检波电路将滤除载波、第二隔直电路滤除直流信号、放大电路进行放大并形成方波信号、比较电路滤除方波信号电平上的干扰波纹、电平转换电路进行电平转换后,发送至阅读器。
2.一种适用于1500米以内的远距离ID身份识别系统,其特征在于:包括阅读器和电子标签,阅读器的载波驱动电路和接收电路分别为:
阅读器的载波驱动电路由推挽电路、LC谐振电路和隔直电路组成,RFID阅读器产生的载波信号依次经过推挽电路将载波信号放大、LC谐振电路将方波信号转换为正弦波信号、第一隔直电路滤除直流信号后,通过连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆发送至电子标签;LC谐振电路由330uH的电感和762nF的电容组成,其中,电感一端连接推挽放大电路的输出端、另一端连接隔直电路的输入端,电容一端连接接入电感与隔直电路的输入端之间、另一端接地;LC谐振电路中的762nF的电容由C3、C4、C6、C7四个元件进行串、并联后组成,其中,C3与C4、C6与C7分别并联后再串联,C3与C4分别为680nF和82nF的电容,C6与C7分别为0Ω的电阻;
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所述系统通过降低阅读器产生的载波信号的频率至10kHz后,通过载波驱动电路和接收电路与电子标签之间的通信来实现1500米内的ID身份识别。
3.根据权利要求2所述的适用于1500米以内的远距离ID身份识别系统,其特征在于:连接第一隔直电路与电子标签之间的线缆为二芯线缆。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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