CN115204332A - 一种基于射频芯片的高性能读写器模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于射频芯片的高性能读写器模块，包括：通讯模块：用于通过读写装置，检测预设范围内的射频标签，并获取射频标签的实时位置信息；其中，射频模块：用于通过射频芯片和射频标签的位置信息，对预设的初始信号进行射频调制，生成射频信号；读写控制模块：用于通过射频芯片对射频信号加密编解码，并读取对应的射频标签，生成射频数据；读写优化模块：用于根据所述射频数据，对射频信号传递进行防信号碰撞优化处理。本发明有益效果为：通过对射频识别进行加密编解码，提高射频识别的安全性和准确性，通过进行防信号碰撞优化处理，提高射频识别效率，增强了信号传送的有效率。
Description
技术领域
本发明涉及电子核心技术领域，特别涉及一种基于射频芯片的高性能读写器模块。
背景技术
目前，射频读写器的应用范围越发广泛，涉及购物、物流、出行安全、无人超市等方面，而随着应用范围扩大，射频读写的目标也有不同的变化，和超市中普通的条码扫描识别不同，越来越多的使用场景围绕着多读写目标在进行不同移动的同时，射频读写器可以准确的读写多个读写目标，从而低成本的实现复杂场景的管理；而对多个读写目标进行读写时，通常会遇到一个范围内目标过多，读取信号发生传递碰撞，从而导致传递速度过慢，并且信号传送过乱，无法有效管理的情况，如申请号为“202021735559.6”的“一种基于国产射频芯片的高性能读写器模块”，通过改变电路中元件的位置关系，使得读写器芯片、射频功率放大器及耦合器之间的连接走线长度最短，从而降低功率的损失，增强天线信号的收发性能，但无法解决在一定时间内，对一定区域范围内的多个读写目标进行读取时，避免信号碰撞，并高效读取的问题。
发明内容
本发明提供一种基于射频芯片的高性能读写器模块，用以解决在一定时间内，对一定区域范围内的多个读写目标进行读取时，避免信号碰撞，并高效读取的问题的情况。
一种基于射频芯片的高性能读写器模块，包括：
通讯模块：用于通过读写装置，检测预设范围内的射频标签，并获取射频标签的实时位置信息；其中，
射频模块：用于通过射频芯片和射频标签的位置信息，对预设的初始信号进行射频调制，生成射频信号；
读写控制模块：用于通过射频芯片对射频信号加密编解码，并读取对应的射频标签，生成射频数据；
读写优化模块：用于根据所述射频数据，对射频信号传递进行防信号碰撞优化处理。
进一步的：所述通讯模块包括：
标签检测单元：用于确定所述读写装置的监测范围，并采集监测范围内的标签信号，确定预识别标签信号；其中，
所述读写装置由读写器天线、射频芯片、射频干扰滤波器、射频接收器、射频功率放大器和耦合器组成；
标签分布单元：用于通过所述预识别标签信号，确定预设范围内所述预识别标签信号的分布信息；其中，
所述分布信息包括：单一标签信号分布信息和多标签信号分布信息；
标签识别单元：用于通过所述分布信息，确定所述预识别标签信号的实时位置信息。
进一步的：所述标签识别单元包括：
标签策略子单元：用于根据所述分布信息和预设的分布策略数据库中不同标签分布数据，设定分布策略规则，生成对应的标签识别策略；
标签识别子单元：用于通过所述标签识别策略建立所述预识别标签信号的分布图谱，通过所述分布图谱，确定标签信号的实时位置信息；其中，
当所述预识别标签信号为单一标签信号分布时，直接识别标签信号中的射频标签信息；
当所述预识别标签信号为多标签信号分布时，则根据标签信号对应的信号强度，依次识别标签信号中的射频标签信息；
所述预识别标签信号的识别方式包括：静态识别和动态识别。
进一步的：所述射频模块包括：
射频接口单元：用于通过所述射频接收器和电压调节器，生成初始信号；
射频调节单元：用于通过所述电压调节器和射频芯片，调节所述初始信号对应的初始电流，生成射频电流，
射频耦合单元：用于通过所述耦合器和射频电流对初始信号进行调频，生成射频信号。
进一步的：所述读写控制模块包括：
编码单元：用于通过所述射频芯片发出编码指令，对射频信号进行加密编码，生成加密射频信号；其中，
所述加密编码包括：信源加密编码和信道加密编码；
读取单元：用于根据所述射频芯片和读写器天线，将所述加密射频信号传递至预设范围内的射频标签，并对所述射频标签进行信号读取，生成射频读取信号；
解码单元：用于通过所述读写器天线和射频芯片，接收射频标签对应的射频读取信号，对所述射频读取信号进行解码，生成解码信号；
放大单元：用于通过所述射频功率放大器和射频芯片，对所述解码射频信号进行放大处理，生成放大射频信号，对所述放大射频信号进行信号转换，生成射频数据。
进一步的：所述射频耦合单元包括：
调频子单元：用于通过所述射频芯片控制耦合器和射频电流，生成预处理信号；
去干扰子单元：用于通过所述射频干扰滤波器对所述预处理信号进行去干扰处理，生成去干扰信号；
射频放大子单元：用于通过所述射频芯片控制射频功率放大器，对去干扰信号进行放大处理，生成射频信号。
进一步的：所述读写优化模块包括：
碰撞检测单元：用于通过所述射频芯片和读写器天线，进行射频信号碰撞检测，并获取检测结果；其中，
当检测结果为不存在射频信号碰撞时，则直接发送射频信号；
当检测结果为存在射频信号碰撞时，则进行射频信号划分；
碰撞分析单元：用于通过所述射频芯片和射频信号划分，对射频信号进行频率识别，确定射频信号的信号类别；
碰撞优化单元：基于所述射频芯片和信号类别，生成防碰撞策略，根据所述防碰撞优化策略进行防碰撞处理；其中，
所述防碰撞优化策略包括多信号通道传输策略、间隔信号接收策略和信号过滤分类策略。
进一步的：所述碰撞优化单元包括：
监听子单元：用于通过所述射频芯片和读写器天线对预设的若干协助芯片进行载波监听，获取监听数据；
监听判断子单元：用于通过所述监听数据进行监听判断，生成监听判断结果；其中，
当所述监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中存在协助芯片正在传送数据时，则所述射频芯片暂停射频信号的传送，直至协助芯片完成传送；
当所述监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中不存在协助芯片传输数据时，则所述射频芯片传送射频信号，并进行传送判断；
传送判断子单元：当所述射频芯片传送射频信号到射频标签时，判断在预设的传送时间内是否接收到射频读取信号，若接收成功，则对所述射频读取信号进行加密解码，否则，再次传送射频信号到标签信号中；其中，
所述预设的传送时间包括：射频信号到射频标签的来回传送时间、对标签信号的读取时间。
进一步的：所述读写优化模块还包括：
信号稳定单元：用于计算射频信号对应的信号频率偏差θ(x)，所述信号频率偏差在信号偏差率阈值之内：其中，
其中，θ*为初始固定频率，μ(x)为不稳定因素造成的信号相位影响函数，x为不稳定因子，x为变量，
为信号相位影响函数对不稳定因子求偏导，k为信号偏差阈值；
表示信号偏差率阈值；
传递损耗方差单元：用于根据所述信号频率偏差和获取的射频偏差数据组，计算射频信号的传递损耗方差；
优化处理单元：用于根据所述射频信号的传递损耗方差进行读写判断；其中，
当所述传递损耗方差在预设的阈值范围内时，则继续进行读写；当所述传递损耗方差不在预设的阈值范围内时，进行射频信号过滤，并在信号过滤后，确定目标射频信号；其中，
所述射频信号过滤用于通过所述信号偏差率阈值确定目标射频信号的目标信号频率阈值，并根据所述目标信号频率阈值进行信号过滤。
进一步的：所述传递损耗方差单元还包括：
射频偏差子单元：用于根据所述信号频率偏差θ(x)和获取的射频偏差数据组，计算射频偏差
其中，t为射频信号对应的平均传送时间，
为在平均传送时间为t时，射频偏差数据组中第t个数据对应的射频偏差，y为变量，且1≤y，x为变量，且y≤x≤y+t；θ(x)表示信号频率偏差；θ*为初始固定频率；
传递损耗方差子单元：根据所述射频偏差
确定对应的平均射频偏差
并计算平均传送时间为t时的频率稳定情况下，射频信号的传递损耗方差
其中，ω为射频偏差数据的个数，ε为损耗系数，
为在平均传送时间为t时，射频偏差数据组中第n+1个数据对应的射频偏差。
本发明有益效果为：通过对射频识别进行加密编解码，提高射频识别的安全性和准确性，通过进行防信号碰撞优化处理，提高射频识别效率，增强了信号传送的有效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于射频芯片的高性能读写器模块的模块图；
图2为本发明实施例中通讯模块的模块图；
图3为本发明实施例中射频模块的模块图；
图4为本发明实施例中读写控制模块的模块图；
图5为本发明实施例中读写优化模块的模块图；
图6为本发明实施例中高性能读写器的硬件结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，需要说明的是，在本文中，诸如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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
实施例1：
根据图1所示，本发明实施例提供了一种基于射频芯片的高性能读写器模块，包括：通讯模块：用于通过读写装置，检测预设范围内的射频标签，并获取射频标签的实时位置信息；其中，
射频模块：用于通过射频芯片和射频标签的位置信息，对预设的初始信号进行射频调制，生成射频信号；
读写控制模块：用于通过射频芯片对射频信号加密编解码，并读取对应的射频标签，生成射频数据；
读写优化模块：用于根据所述射频数据，对射频信号传递进行防信号碰撞优化处理。
上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中，一般进行多个目标读写时，通常通过加强读写器中的信号天线，来增强信号强度，实现接收传送的速度提高，而这种常规技术并不能满足越拉越多的使用场景，特别是针对读写目标多并且分布散乱的情况，容易在读取过程中，发生信号碰撞。
本发明技术方案中，通过读写装置，检测预设范围内的射频标签，获取其位置信息，再将初始信号调制成射频信号，通过加密编解码，读取射频标签，生成射频数据，对射频信号传递进行防信号碰撞优化处理，也就是通过不同的信号通道进行信号传输、或者对不同信号进行过滤或确定不同信号的传输周期，按照周期间隔接受信号实现信号优化。
在实际实施中：我们将本发明应用在工程车辆上，工程车辆在夜间工作，一般需要多个移动的辅助设备进行帮助，通过为多个移动的辅助设备设置了射频标签，当辅助设备开始在工程车辆周围移动时，工程车辆可以根据本发明的读写器模块获取辅助设备的位置信息，通过射频模块，生成射频信号，对每个辅助设备的射频标签进行综合识别和读取，最后传送，并进行防信号碰撞优化处理，通过检测预设的射频标签，从而避开危险地点。
上述技术方案的有益效果为：通过对射频识别进行加密编解码，提高射频识别的安全性和准确性，通过进行防信号碰撞优化处理，提高射频识别效率，增强了信号传送的有效率。
根据图2所示，本发明的通讯模块包括：
标签检测单元：用于确定所述读写装置的监测范围，并采集监测范围内的标签信号，确定预识别标签信号；其中，
所述读写装置由读写器天线4、射频芯片1、射频干扰滤波器2、射频接收器5、射频功率放大器6和耦合器7组成；如附图6所示，附图6是一种8通道的读写器模块，可以连接八种不同的天线，进行八种不同的信号读取。3属于编码器执行编码工作。
标签分布单元：用于通过所述预识别标签信号，确定预设范围内所述预识别标签信号的分布信息；其中，
所述分布信息包括：单一标签信号分布信息和多标签信号分布信息；
标签识别单元：用于通过所述分布信息，确定所述预识别标签信号的实时位置信息。
上述技术方案的工作原理为：
本发明的通讯模块包括标签检测单元、标签分布单元和标签识别单元，标签检测单元基于预设的读写装置，实时检测预设范围内(监测范围内)的标签信号，获取预识别标签信号，通过读写装置的读写器天线可以获取到标签信号，标签信号用于对不同的读写目标发射的信号进行标签划分，读写装置至少包括读写器天线、射频芯片和耦合器，读写器天线用于接收信号，射频芯片用于发射信号，耦合器用于对信号进行耦合，标签分布单元基于预设范围内的预识别标签信号，确定预设范围内的预识别标签信号分布情况，由于标签信号在实际场景中存在在在不同的地区或区域，针对不同海拔、不同环境影响，并非是固定划分的，所以可能存在分布不均的情况，获取其分布情况以便于生成对应的策略分析，预识别标签信号分布情况包括单一标签信号分布、多标签信号分布，单一标签信号分布主要是单一标签信号的分布位置，多标签信号分布主要是多标签信号的分布位置，标签识别单元基于预识别标签信号分布情况，获取预识别标签信号的位置信息，通过预识别标签信号的位置信息的获取，为标签识别策略的生成提供原始材料。
上述技术方案的有益效果为：
本技术方案的通讯模块用于通过读写装置的读写器天线、射频芯片和耦合器对读写目标发出的信号进行接收和发送，通过对不同读写目标位置的读取，提高读写目标的位置精度，对读写目标的信号收发可以更加精准的识别。
本发明的标签识别单元包括：
标签策略子单元：用于根据所述分布信息和预设的分布策略数据库中不同标签分布数据，设定分布策略规则，生成对应的标签识别策略；
标签识别子单元：用于通过所述标签识别策略建立所述预识别标签信号的分布图谱，通过所述分布图谱，确定标签信号的实时位置信息；其中，
当所述预识别标签信号为单一标签信号分布时，直接识别标签信号中的射频标签信息；
当所述预识别标签信号为多标签信号分布时，则根据标签信号对应的信号强度，依次识别标签信号中的射频标签信息；
所述预识别标签信号的识别方式包括：静态识别和动态识别。
上述技术方案的工作原理为：
本技术方案的标签识别单元包括标签策略子单元、标签识别子单元，标签策略子单元基于预识别标签信号分布情况和预设的分布策略数据库中的分布数据进行分布分析，生成不同信号所在位置的分布图谱，生成对应的标签识别策略，这主要基于标签的策略规则才能生成识别策略，策略规则主要基于信号的数量和信号的强度，例如：从信号强度由强到弱的规则；针对不同分布的标签信号，需要进行不同的策略分析，在信号强度强的位置，进行静态识别即可，在信号强度弱的位置，需要进行动态识别，标签识别子单元基于标签识别策略对预识别标签信号进行标签识别，获取标签信号的位置信息，当预识别标签分布情况为单一标签信号分布时，直接识别标签信号中的射频标签，通过单一标签的信号分布，对射频标签进行读取，当预识别标签分布情况为多标签信号分布时，则根据标签信号对应的信号强度，依次识别标签信号中的射频标签；标签识别包括标签静态识别和标签动态识别。
上述技术方案的有益效果为：
本发明通过不同的标签识别策略，对读写目标进行不同方式的识别，通过针对性的识别，提高了识别效率，提供了一种灵活的识别方法。
如附图3所示，本发明的射频子模块包括：
射频接口单元：用于通过所述射频接收器和电压调节器，生成初始信号；
射频调节单元：用于通过所述电压调节器和射频芯片，调节所述初始信号对应的初始电流，生成射频电流，
射频耦合单元：用于通过所述耦合器和射频电流对初始信号进行调频，生成射频信号。
上述技术方案的工作原理为：
本技术方案的射频子模块包括射频接口单元、射频调节单元和射频耦合单元，射频接口单元基于射频接收器和电压调节器，生成初始信号，通过射频接收器和电压调节器，可以在信号接收过程中对信号进行调节，从接收到较清晰的初始信号，射频调节单元基于所述电压调节器和射频芯片，调节初始信号对应的初始电流，生成射频电流，射频耦合单元基于预设的耦合器和所述射频电流对初始信号进行调频，生成射频信号，通过耦合器对信号调频处理，对信号抖动或者噪声大、较小的信号进行调频，获取到更清晰、放大处理后的信号。
上述技术方案的有益效果为：
本发明通过对信号的调频，获取到清晰地、处理后的射频信号，相对于现有技术，得到的信号更加容易进行识别。
本发明的读写控制模块包括：
编码单元：基于射频芯片发出编码指令，对射频信号进行预设的加密编码，生成加密射频信号；其中，
所述加密编码包括：信源加密编码和信道加密编码；
编码单元：用于通过所述射频芯片发出编码指令，对射频信号进行加密编码，生成加密射频信号；其中，
所述加密编码包括：信源加密编码和信道加密编码；
读取单元：用于根据所述射频芯片和读写器天线，将所述加密射频信号传递至预设范围内的射频标签，并对所述射频标签进行信号读取，生成射频读取信号；
解码单元：用于通过所述读写器天线和射频芯片，接收射频标签对应的射频读取信号，对所述射频读取信号进行解码，生成解码信号；
放大单元：用于通过所述射频功率放大器和射频芯片，对所述解码射频信号进行放大处理，生成放大射频信号，对所述放大射频信号进行信号转换，生成射频数据。
上述技术方案的工作原理为：
本发明的读写控制子模块包括编码单元、读取单元、解码单元和放大单元，编码单元基于射频芯片发出编码指令，对射频信号进行预设的加密编码，生成加密射频信号，信号加密的方式可以变换，主要基于用户设置的加密程序；通过加密射频信号，保证信号不被拦截或者窃取，加密编码包括信源加密编码和信道加密编码；读取单元基于射频芯片和读写器天线，将加密射频信号传递至预设范围内的射频标签，并对射频标签进行射频读取，生成射频读取信号，基于加密后的信号，解码单元基于读写器天线和射频芯片，接收射频标签对应的射频读取信号，对射频读取信号进行加密解码，生成解码射频信号，通过预设的解密机制，获取到解密的射频信号，提高信号的安全性，放大单元基于预设的射频功率放大器和射频芯片，对解码射频信号进行放大处理，生成放大射频信号，对放大射频信号进行信号转换，生成射频数据，通过信号放大处理和傅里叶变换等处理方式，生成对应的数据，以便于对信号中的变量因子进行参照。
上述技术方案的有益效果为：
本发明的读写控制子模块在读写过程进行加密和解析，从而保证在信号的端口之间传输时，保证其安全性，减少信息被截取或者被盗窃的风险。
本发明的射频耦合单元包括：
调频子单元：用于通过所述射频芯片控制耦合器和射频电流，生成预处理信号；
去干扰子单元：用于通过所述射频干扰滤波器对所述预处理信号进行去干扰处理，生成去干扰信号；
射频放大子单元：用于通过所述射频芯片控制射频功率放大器，对去干扰信号进行放大处理，生成射频信号。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
本发明的射频耦合单元包括调频子单元、去干扰子单元和射频放大子单元，调频子单元基于射频芯片控制耦合器和射频电流，生成预处理信号，通过耦合器对射频电流进行预处理，对噪声进行除杂等处理，从而生成对应的处理信号，去干扰子单元基于预设的射频干扰滤波器对所述预处理信号进行去干扰处理，生成去干扰信号，对于干扰因子进行排除和除杂，射频放大子单元基于所述射频芯片控制射频功率放大器，对去干扰信号进行放大处理，生成射频信号，可以从射频信号中演绎出明显的规律，以便于信息的转化。
实施例7：
本发明的读写优化模块包括：
碰撞检测单元：用于通过所述射频芯片和读写器天线，进行射频信号碰撞检测，并获取检测结果；其中，
当检测结果为不存在射频信号碰撞时，则直接发送射频信号；
当检测结果为存在射频信号碰撞时，则进行射频信号划分；
碰撞分析单元：用于通过所述射频芯片和射频信号划分，对射频信号进行频率识别，确定射频信号的信号类别；
碰撞优化单元：基于所述射频芯片和信号类别，生成防碰撞策略，根据所述防碰撞优化策略进行防碰撞处理；其中，
所述防碰撞优化策略包括多信号通道传输策略、间隔信号接收策略和信号过滤分类策略。
上述技术方案的工作原理为：
本发明的读写优化子模块包括碰撞检测单元、碰撞分析单元和碰撞优化单元，碰撞检测单元基于射频芯片和读写器天线，进行射频碰撞检测，并进行碰撞检测判断，生成判断结果；通过对碰撞检测，可以满足信号传输通道的高效性，时效性和及时性，当判断结果为不存在射频碰撞时，则直接发送射频信号，当判断结果为存在射频碰撞时，则进行射频碰撞分析，从而进行碰撞避免，碰撞分析单元基于所述射频芯片和射频数据，进行射频碰撞识别，生成射频碰撞类别，射频碰撞类别包括：多标签碰撞、读写器标签碰撞，不同的碰撞类别需要进行不同方式处理，碰撞优化单元基于射频芯片和射频碰撞类别，进行防碰撞优化方案分析，生成防碰撞优化策略，根据所述防碰撞优化策略进行防碰撞处理，本发明的策略具有多信号通道传输策略(建立不同频率的信号传输通道)、间隔信号接收策略(根据信号的传输周期，间隔接受信号，从而得到更加完整的信号，实现对非周期内的信号进行筛除)和信号过滤分类策略(对不同频率的信号进行过滤，只留下目标信号，当存在多种目标信号的时候，可以和多通道策略结合，每个通道接收不同频率的信号，并对其他信号进行过滤)。
本发明的有益效果为：
本技术方案的通过防碰撞处理，提高信号的传输效率，提升信号传输速度，减少信号的传输时间。
本发明的碰撞优化单元包括：
监听子单元：用于通过所述射频芯片和读写器天线对预设的若干协助芯片进行载波监听，获取监听数据；
监听判断子单元：用于通过所述监听数据进行监听判断，生成监听判断结果；其中，
当所述监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中存在协助芯片正在传送数据时，则所述射频芯片暂停射频信号的传送，直至协助芯片完成传送；
当所述监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中不存在协助芯片传输数据时，则所述射频芯片传送射频信号，并进行传送判断；
传送判断子单元：当所述射频芯片传送射频信号到射频标签时，判断在预设的传送时间内是否接收到射频读取信号，若接收成功，则对所述射频读取信号进行加密解码，否则，再次传送射频信号到标签信号中；其中，
所述预设的传送时间包括：射频信号到射频标签的来回传送时间、对标签信号的读取时间。
上述技术方案的工作原理为：
本发明的碰撞优化单元包括监听子单元、监听判断子单元和传送判断子单元，监听子单元基于射频芯片和读写器天线对预设的若干协助芯片进行载波监听(协助芯片是本发明的读写器模块安装在不同的设备中时，对不同的设备的芯片，这些设备的芯片和本发明的射频芯片连接，协助本发明的射频芯片进行信号接收)，获取监听数据，将协助芯片的优先级调高至射频芯片之前，从而满足芯片的数据监听优先级，监听判断子单元基于监听数据进行监听判断，生成监听判断结果；当所述监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中存在协助芯片正在传送的情况时，则所述射频芯片暂停射频信号的传送，直至协助芯片完成传送，协助芯片可以优先将已经接收的信号进行提前传送，当监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中不存在协助芯片正在传送的情况时，则射频芯片传送射频信号，并进行传送判断，传送判断子单元当射频芯片传送射频信号到标签信号中时，判断在预设的传送时间内是否接收到射频读取信号，若接收到了，则对所述射频读取信号进行加密解码，否则，再次传送射频信号到标签信号中，预设的传送时间包括射频信号到标签信号的来回传送时间、对标签信号的读取时间，通过时间计算，以便于提高信息传输的效率。
上述技术方案的有益效果为：
本技术方案将协助芯片的优先级调高至射频芯片之前，从而满足芯片的数据监听优先级，通过时间计算，以便于提高信息传输的效率。
本发明的读写优化模块还包括：
信号稳定单元：用于计算射频信号对应的信号频率偏差θ(x)，所述信号频率偏差在信号偏差率阈值之内：其中，
其中，θ*为初始固定频率，μ(x)为不稳定因素造成的信号相位影响函数，x为不稳定因子，x为变量，
为信号相位影响函数对不稳定因子求偏导，k为信号偏差阈值；
表示信号偏差率阈值；
传递损耗方差单元：用于根据所述信号频率偏差和获取的射频偏差数据组，计算射频信号的传递损耗方差；
优化处理单元：用于根据所述射频信号的传递损耗方差进行读写判断；其中，
当所述传递损耗方差在预设的阈值范围内时，则继续进行读写；当所述传递损耗方差不在预设的阈值范围内时，进行射频信号过滤，并在信号过滤后，确定目标射频信号；其中，
所述射频信号过滤用于通过所述信号偏差率阈值确定目标射频信号的目标信号频率阈值，并根据所述目标信号频率阈值进行信号过滤。
本发明的工作原理为：通过信号稳定单元分析范围内受不稳定因素影响，计算出射频信号对应的信号频率偏差，其次，通过传递损耗方差单元和信号频率偏差和获取的射频偏差数据组，计算射频信号的传递损耗方差，最后，根据射频信号的传递损耗方差进行读写判断，生成判断结果；
上述技术方案的有益效果为：通过计算损耗方差，提高射频信号传递的有效率和传递效率。
本发明的传递损耗方差单元还包括：
射频偏差子单元：用于根据所述信号频率偏差θ(x)和获取的射频偏差数据组，计算射频偏差
其中，t为射频信号对应的平均传送时间，
为在平均传送时间为t时，射频偏差数据组中第t个数据对应的射频偏差，y为变量，且1≤y，x为变量，且y≤x≤y+t；θ(x)表示信号频率偏差；θ*为初始固定频率；
传递损耗方差子单元：根据所述射频偏差
确定对应的平均射频偏差
并计算平均传送时间为t时的频率稳定情况下，射频信号的传递损耗方差
其中，ω为射频偏差数据的个数，ε为损耗系数，
为在平均传送时间为t时，射频偏差数据组中第n+1个数据对应的射频偏差。
本发明的工作原理为：首先，根据所述信号频率偏差和获取的射频偏差数据组，计算射频偏差；其次根据射频偏差和对应的平均射频偏差计算射频信号的传递损耗方差。
本发明的有益效果为：通过分析射频偏差，可以降低传递损耗，提高信号的准确性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于：包括：
通讯模块：用于通过读写装置，检测预设范围内的射频标签，并获取射频标签的实时位置信息；其中，
射频模块：用于通过射频芯片和射频标签的位置信息，对预设的初始信号进行射频调制，生成射频信号；
读写控制模块：用于通过射频芯片对射频信号加密编解码，并读取对应的射频标签，生成射频数据；
读写优化模块：用于根据所述射频数据，对射频信号传递进行防信号碰撞优化处理。
2.如权利要求1所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述通讯模块包括：
标签检测单元：用于确定所述读写装置的监测范围，并采集监测范围内的标签信号，确定预识别标签信号；其中，
所述读写装置由读写器天线、射频芯片、射频干扰滤波器、射频接收器、射频功率放大器和耦合器组成；
标签分布单元：用于通过所述预识别标签信号，确定预设范围内所述预识别标签信号的分布信息；其中，
所述分布信息包括：单一标签信号分布信息和多标签信号分布信息；
标签识别单元：用于通过所述分布信息，确定所述预识别标签信号的实时位置信息。
3.如权利要求2所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述标签识别单元包括：
标签策略子单元：用于根据所述分布信息和预设的分布策略数据库中不同标签分布数据，设定分布策略规则，生成对应的标签识别策略；
标签识别子单元：用于通过所述标签识别策略建立所述预识别标签信号的分布图谱，通过所述分布图谱，确定标签信号的实时位置信息；其中，
当所述预识别标签信号为单一标签信号分布时，直接识别标签信号中的射频标签信息；
当所述预识别标签信号为多标签信号分布时，则根据标签信号对应的信号强度，依次识别标签信号中的射频标签信息；
所述预识别标签信号的识别方式包括：静态识别和动态识别。
4.如权利要求2所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述射频模块包括：
射频接口单元：用于通过所述射频接收器和电压调节器，生成初始信号；
射频调节单元：用于通过所述电压调节器和射频芯片，调节所述初始信号对应的初始电流，生成射频电流，
射频耦合单元：用于通过所述耦合器和射频电流对初始信号进行调频，生成射频信号。
5.如权利要求2所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述读写控制模块包括：
编码单元：用于通过所述射频芯片发出编码指令，对射频信号进行加密编码，生成加密射频信号；其中，
所述加密编码包括：信源加密编码和信道加密编码；
读取单元：用于根据所述射频芯片和读写器天线，将所述加密射频信号传递至预设范围内的射频标签，并对所述射频标签进行信号读取，生成射频读取信号；
解码单元：用于通过所述读写器天线和射频芯片，接收射频标签对应的射频读取信号，对所述射频读取信号进行解码，生成解码信号；
放大单元：用于通过所述射频功率放大器和射频芯片，对所述解码射频信号进行放大处理，生成放大射频信号，对所述放大射频信号进行信号转换，生成射频数据。
6.如权利要求4所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述射频耦合单元包括：
调频子单元：用于通过所述射频芯片控制耦合器和射频电流，生成预处理信号；
去干扰子单元：用于通过所述射频干扰滤波器对所述预处理信号进行去干扰处理，生成去干扰信号；
射频放大子单元：用于通过所述射频芯片控制射频功率放大器，对去干扰信号进行放大处理，生成射频信号。
7.如权利要求2所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述读写优化模块包括：
碰撞检测单元：用于通过所述射频芯片和读写器天线，进行射频信号碰撞检测，并获取检测结果；其中，
当检测结果为不存在射频信号碰撞时，则直接发送射频信号；
当检测结果为存在射频信号碰撞时，则进行射频信号划分；
碰撞分析单元：用于通过所述射频芯片和射频信号划分，对射频信号进行频率识别，确定射频信号的信号类别；
碰撞优化单元：基于所述射频芯片和信号类别，生成防碰撞策略，根据所述防碰撞优化策略进行防碰撞处理；其中，
所述防碰撞优化策略包括多信号通道传输策略、间隔信号接收策略和信号过滤分类策略。
8.如权利要求2所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述碰撞优化单元包括：
监听子单元：用于通过所述射频芯片和读写器天线对预设的若干协助芯片进行载波监听，获取监听数据；
监听判断子单元：用于通过所述监听数据进行监听判断，生成监听判断结果；其中，
当所述监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中存在协助芯片正在传送数据时，则所述射频芯片暂停射频信号的传送，直至协助芯片完成传送；
当所述监听判断结果为射频芯片对应的射频信道中不存在协助芯片传输数据时，则所述射频芯片传送射频信号，并进行传送判断；
传送判断子单元：当所述射频芯片传送射频信号到射频标签时，判断在预设的传送时间内是否接收到射频读取信号，若接收成功，则对所述射频读取信号进行加密解码，否则，再次传送射频信号到标签信号中；其中，
所述预设的传送时间包括：射频信号到射频标签的来回传送时间、对标签信号的读取时间。
9.如权利要求2所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述读写优化模块还包括：
信号稳定单元：用于计算射频信号对应的信号频率偏差θ(x)，所述信号频率偏差在信号偏差率阈值之内：其中，
其中，θ*为初始固定频率，μ(x)为不稳定因素造成的信号相位影响函数，x为不稳定因子，x为变量，
为信号相位影响函数对不稳定因子求偏导，k为信号偏差阈值；
表示信号偏差率阈值；
传递损耗方差单元：用于根据所述信号频率偏差和获取的射频偏差数据组，计算射频信号的传递损耗方差；
优化处理单元：用于根据所述射频信号的传递损耗方差进行读写判断；其中，
当所述传递损耗方差在预设的阈值范围内时，则继续进行读写；当所述传递损耗方差不在预设的阈值范围内时，进行射频信号过滤，并在信号过滤后，确定目标射频信号；其中，
所述射频信号过滤用于通过所述信号偏差率阈值确定目标射频信号的目标信号频率阈值，并根据所述目标信号频率阈值进行信号过滤。
10.如权利要求9所述的一种基于射频芯片的高性能读写器模块，其特征在于，所述传递损耗方差单元还包括：
射频偏差子单元：用于根据所述信号频率偏差θ(x)和获取的射频偏差数据组，计算射频偏差
其中，t为射频信号对应的平均传送时间，
为在平均传送时间为t时，射频偏差数据组中第t个数据对应的射频偏差，y为变量，且1≤y，x为变量，且y≤x≤y+t；θ(x)表示信号频率偏差；θ*为初始固定频率；
传递损耗方差子单元：根据所述射频偏差
确定对应的平均射频偏差
并计算平均传送时间为t时的频率稳定情况下，射频信号的传递损耗方差
其中，ω为射频偏差数据的个数，ε为损耗系数，
为在平均传送时间为t时，射频偏差数据组中第n+1个数据对应的射频偏差。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210812576.2A CN115204332A (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 一种基于射频芯片的高性能读写器模块 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN117151146A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-01 | 山东泰宝信息科技集团有限公司 | 基于rfid支持的血液跟踪和实时库存管理系统 |
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2022
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