CN115965037A - 一种自适应环境变化的rf标签读写系统及数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应环境变化的RF标签读写系统及数据处理方法，涉及RF标签技术领域，所述系统包括：信号调制模块、阻抗变换模块、标签耦合模块、信号接收模块和阻抗计算模块。本发明通过设置有标签耦合模块，阻抗变换模块，阻抗计算模块，信号调制模块，信号接收模块。在每次使用者将标签读写装置放置于不同金属安装环境下时，阻抗计算模块通过信号接收模块接收到的信号值计算当前金属环境下的系统阻抗，通过阻抗变换模块自主调整从而让标签耦合模块顺利完成标签读写，整个变换过程无需人工调配，变换迅速，理论变换时间不超过10ms。

Description

一种自适应环境变化的RF标签读写系统及数据处理方法

技术领域

本发明涉及RF标签技术领域，尤其涉及一种自适应环境变化的RF标签读写系统、数据处理方法、终端及计算机可读存储介质。

背景技术

RFID，无线射频识别技术，其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。无线射频识别即射频识别技术是自动识别技术的一种，通过无线通信结合数据访问技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，RFID 的应用非常广泛，典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

标签，由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象。RFID标签，即电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号来识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。

但是，现有的RFID标签由于RFID受外在环境影响大，同时不同厂家标签的电磁场耦合不一致，当前标签读写装置在遇到不同环境和不同标签时，原有的阻抗匹配无法满足标签的读写，需重新人工调试，使得在当前RFID市场不得不通过针对不同的应用场景调试不同的天线阻抗以适配，通用性差，且花费成本较大。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自适应环境变化的RF标签读写系统、数据处理方法、终端及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中的当前标签读写装置在遇到不同环境和不同标签时，原有的阻抗匹配无法满足标签的读写，需重新人工调试的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自适应环境变化的RF标签读写系统，所述一种自适应环境变化的RF标签读写系统包括：信号调制模块、阻抗变换模块、标签耦合模块、信号接收模块和阻抗计算模块；所述信号调制模块、所述阻抗变换模块、所述标签耦合模块、所述信号接收模块和所述阻抗计算模块依次连接，所述阻抗计算模块还与所述阻抗变换模块连接；

所述信号调制模块用于调制输入的交互数字信号，将所述交互数字信号调制成射频信号；

所述阻抗变换模块用于调整所述信号调制模块与所述标签耦合模块之间的传输阻抗，提高所述射频信号的传输效率，输送所述射频信号；

所述标签耦合模块用于接收所述射频信号，使所述射频信号耦合到所述RF标签上，为所述RF标签提供电场能量，并感知所述RF标签的负载变化；

所述信号接收模块用于从所述标签耦合模块采样电场变化，并从所述电场变化中获取模拟信号，其中，所述电场变化是由于所述RF标签负载变化产生的；

所述阻抗计算模块用于接收所述模拟信号中的部分模拟信号，并对所述部分模拟信号的质量进行采样分析，根据所述部分模拟信号的质量动态输出阻抗变换信号给所述阻抗变换模块；

所述阻抗变换模块还用于根据所述阻抗变换信号进行阻抗调整。

可选的，所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其中，所述自适应环境变化的RF标签读写系统还包括MCU处理单元，所述MCU处理单元用于输入所述交互数字信号到所述信号调制模块。

可选的，所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其中，所述阻抗变换模块包括数字耦合电容器和数字匹配电容器。

可选的，所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其中，所述数字耦合电容器提供0到256的耦合容值变化，所述数字匹配电容器提供0到512的匹配容值变化；

所述数字耦合电容器的电容变化范围根据电容变化最小单位进行调整，所述数字匹配电容器的电容变化范围根据电容变化最小单位进行调整。

可选的，所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其中，所述阻抗计算模块包括ADC模数转换单元和计算比较输出控制单元；

所述ADC模数转换单元用于对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号；

所述计算比较输出控制单元用于将所述数字信号的参数与预设基准参数进行比较，判断所述数字信号的质量是否符合预设要求，若不符合，则动态输出所述阻抗变换信号，将所述阻抗变换信号发送给所述阻抗变换模块，驱动所述阻抗变换模块对阻抗进行调整。

可选的，所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其中，所述数字信号的参数包括：相位、调制系数、上下沿时间和上下沿过冲值。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法，其中，所述数据处理方法包括：

当所述RF标签靠近所述标签耦合模块时，所述信号调制模块发出的射频信号经过所述阻抗变换模块，输送到所述标签耦合模块，所述标签耦合模块将所述射频信号耦合到所述RF标签；

所述RF标签发生负载变化，所述信号接收模块采样电场变化，从采样的电场变化中获取模拟信号，并从所述模拟信号中获取部分模拟信号发送到所述阻抗计算模块；

所述阻抗计算模块对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号，计算所述数字信号的质量；

若阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量不符合预设要求时，所述计算比较输出控制模块输出阻抗变换信号，驱动所述阻抗变换模块变换阻抗值，得到符合预设要求的数字信号。

可选的，所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法，其中，所述数据处理方法还包括：

若所述阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量符合预设要求时，停止输出所述阻抗变换信号，完成信号传输通道阻抗自适应。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，其中，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序，所述自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序，所述自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序被处理器执行时实现如上所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法的步骤。

本发明公开了一种自适应环境变化的RF标签读写系统及数据处理方法，所述系统包括：信号调制模块、阻抗变换模块、标签耦合模块、信号接收模块和阻抗计算模块。本发明通过设置有标签耦合模块，阻抗变换模块，阻抗计算模块，信号调制模块，信号接收模块。在每次使用者将标签读写装置放置于不同金属安装环境下时，阻抗计算模块通过信号接收模块接收到的信号值计算当前金属环境下的系统阻抗，通过阻抗变换模块自主调整从而让标签耦合模块顺利完成标签读写，整个变换过程无需人工调配，变换迅速，理论变换时间不超过10ms。

附图说明

图1是本发明自适应环境变化的RF标签读写系统中各模块的关联示意图；

图2是本发明自适应环境变化的RF标签读写系统中所述阻抗计算模块的运行原理图；

图3是本发明自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法较佳实施例的流程图；

图4为本发明终端的较佳实施例的运行环境结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为解决现有技术中的问题，本实施例提供一种自适应环境变化的RF标签读写系统，如图1所示，所述自适应环境变化的RF标签读写系统包括：信号调制模块、阻抗变换模块、标签耦合模块、信号接收模块和阻抗计算模块。

其中，所述信号调制模块、所述阻抗变换模块、所述标签耦合模块、所述信号接收模块和所述阻抗计算模块依次连接，所述阻抗计算模块还与阻抗变换模块连接。

所述信号调制模块用于调制输入的交互数字信号，将所述交互数字信号调制成射频信号。

所述交互数字信号来自于MCU处理单元，MCU（又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器(CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制）。

进一步地，所述自适应环境变化的RF标签读写系统还包括MCU处理单元，所述MCU处理单元用于输入所述交互数字信号到所述信号调制模块。

数字信号，是指自变量是离散的、因变量也是离散的信号，这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示。在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。

具体地，所述信号调制模块用于调制MCU处理单元输入的交互数字信号，将所述数字信号调制成13.56MHZ的射频信号（经过调制的，拥有一定发射频率的电波）。

所述阻抗变换模块用于调整所述信号调制模块与所述标签耦合模块之间的传输阻抗，提高所述射频信号的传输效率，输送所述射频信号。

具体地，由所述信号调制模块调制得到的射频信号，需要得到最高效的传输效率，则需要经过阻抗变换模块输送到输送到所述标签耦合模块；在所述阻抗变换模块中，所述阻抗变换模块通过调整信号调制模块与标签耦合模块之间的传输阻抗，来提高所述射频信号地传输效率（传输阻抗改变的是特定信号的传输效率，在本发明中信号频率是13.56MHZ，那改变传输阻抗就是让天线能有利于输出13.56MHZ的能量，而不利于其他频率的能量输出），使得所述信号调制模块能高效地将所述射频信号输出到标签耦合模块上。

进一步地，所述阻抗变换模块包括数字耦合电容器和数字匹配电容器。所述阻抗变换模块由8位模拟通道组成的数字耦合电容器和匹配电容器组成，所述8位数字耦合电容器的耦合容值变化最小单位为1P，所述8位数字匹配电容器的匹配容值变化最小单位为2P，因此，所述数字耦合电容器提供0到256的耦合容值变化，所述数字匹配电容器提供0到512的匹配容值变化。

电容器，两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。

需要说明的是，所述数字耦合电容器的电容变化范围可以根据电容变化最小单位进行调整，所述数字匹配电容器的电容变化范围可以根据电容变化最小单位进行调整。

所述标签耦合模块用于接收所述射频信号，使所述射频信号耦合到所述RF标签上，为所述RF标签提供电场能量，并感知所述RF标签的负载变化。

RF标签，即电子标签，电子标签是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号来识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。RFID技术的基本工作原理并不复杂。标签进入阅读器发出的磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至系统的信息处理中心进行有关数据处理。

具体地，当所述射频信号耦合到所述RF标签上时，所述射频信号为所述RF标签提供了电场能量，此时所述RF标签内部的负载（负载，在物理学中指连接在电路中的两端具有一定电势差的电子元件，用于把电能转换成其他形式的能的装置；在电工学中指在电路中接收电能的设备，是各类用电器的总称）会发生改变，并因此产生了电场的改变。

所述信号接收模块用于从所述标签耦合模块采样电场变化，并从所述电场变化中获取模拟信号，其中，所述电场变化是由于所述RF标签负载变化产生的。

具体地，所述电场发生变化后，所述信号接收模块用于从所述标签耦合模块采样电场变化，从采样的电场变化中获取模拟信号，实现对标签数据的读取与解析。

如图2所示，所述阻抗计算模块用于接收所述模拟信号中的部分模拟信号，并对所述部分模拟信号的质量进行采样分析，根据所述部分模拟信号的质量动态输出阻抗变换信号给所述阻抗变换模块。

具体地，所述阻抗计算模块包括ADC模数转换单元和计算比较输出控制单元。所述ADC模数转换单元为16位的模数转换单元，用于对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号；所述计算比较输出控制单元用于将所述数字信号的参数与预设基准参数进行比较，判断所述数字信号的质量是否符合预设要求，若不符合，则动态输出所述阻抗变换信号，将所述阻抗变换信号发送给所述阻抗变换模块，驱动所述阻抗变换模块对阻抗进行调整。

其中，所述数字信号的参数包括：相位、调制系数、上下沿时间和上下沿过冲值。本发明中，通过计算所述数字信号的相位、调制系数、上下沿时间和上下沿过冲值，来判断所述数字信号的质量是否符合预设要求。

相位，是对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置：一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。相位描述信号波形变化的度量，通常以度 （角度）作为单位，也称作相角。

调制系数，在调制技术中，衡量调制深度的参数。在调幅（AM）技术中，调制系数指调制信号与载波信号幅度比，也称为调幅系数。

上下沿时间，数字电路中，把电压的高低用逻辑电平来表示。逻辑电平包括高电平和低电平这两种。不同的元器件形成的数字电路，电压对应的逻辑电平也不同；在数字电路中，数字电平从低电平（数字“0”）变为高电平（数字“1”）的那一瞬间（时刻）叫作上升沿时间；数字电平从高电平（数字“1”）变为低电平（数字“0”）的那一瞬间（时刻）叫作下降沿时间。

过冲，就是第一个峰值或谷值超过设定电压，主要表现为一个尖端脉冲，并且能导致电路元器件的失效。

为判断所述数字信号的质量是否符合预设要求，本发明预先设置了基准参数用于与所述数字信号的参数进行对比，当所述数字信号的参数符合以下条件时，则说明所述数字信号的质量符合要求。

相位：输出相位与实际相位尽量接近一致，越相近越好；调制系数：8%~14%；下降沿时间Tf（us）：0/fc~16/fc；上升沿时间Tr（us）：大于0和Tf-8/fc并且小于Tf +8/fc和16/fc，其中，fc为射频信号的频率，为13.56MHZ；下降沿过充Hf（mv）：0~(1-Tf /(2*Tf，max，PCD)*0.10*(1-b)，其中，Tf，max，PCD意为读卡器最大下降时间，值为16/fc；上升沿过充Hr（mv）：0~ ( 1-Tr /(2*Tr，max，PCD)*0.10*(1-b)，其中，Tr，max，PCD意为读卡器最大上升时间，值为16/fc。

只有当所述数字信号的参数均符合上述条件范围时，则说明当前的数字信号质量合格，已通过所述阻抗变换模块得到符合要求的高效传输效率，停止输出所述阻抗变换信号，完成信号传输通道阻抗自适应。

当所述数字信号的参数没有完全符合上述条件时，则所述计算比较输出控制模块输出阻抗变换信号，驱动所述阻抗变换模块变换阻抗值，直到得到符合预设要求的数字信号。

所述阻抗变换模块还用于根据所述阻抗变换信号进行阻抗调整。

具体地，当所述数字信号的参数没有完全符合上述条件时，所述阻抗变换模块根据所述阻抗变换信号进行阻抗调整，直到得到想要的传输效率。

由上可见，本发明在每次使用者将标签读写装置放置于不同金属安装环境下时，阻抗计算模块通过信号接收模块接收到的信号值计算当前金属环境下的系统阻抗，通过阻抗变换模块自主调整从而让标签耦合模块顺利完成标签读写，整个变换过程无需人工调配，变换迅速。

基于上述实施例所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，本发明还提供了一种自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法，具体如图3中所示，所述自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法包括如下步骤：

步骤S100、当所述RF标签靠近所述标签耦合模块时，所述信号调制模块发出的射频信号经过所述阻抗变换模块，输送到所述标签耦合模块，所述标签耦合模块将所述射频信号耦合到所述RF标签。

具体地，所述RF标签可以是放置在所述标签耦合模块或者靠近所述标签耦合模块在一定的范围内时，所述信号调制模块发出的，经过所述阻抗变换模块的射频信号就会输送到所述标签耦合模块，所述标签耦合模块将所述射频信号耦合到所述RF标签。

进一步地，所述阻抗变换模块之所以能进行阻抗的变换，是因为所述阻抗变换模块是由8位模拟通道组成的数字耦合电容器和匹配电容器组成。所述8位数字耦合电容器的耦合容值变化最小单位为1P，所述8位数字匹配电容器的匹配容值变化最小单位为2P，因此，所述数字耦合电容器提供0到256的耦合容值变化，所述数字匹配电容器提供0到512的匹配容值变化。

步骤S200、所述RF标签发生负载变化，所述信号接收模块采样电场变化，从采样的电场变化中获取模拟信号，并从所述模拟信号中获取部分模拟信号发送到所述阻抗计算模块。

当所述标签耦合模块将所述射频信号耦合到所述RF标签上后，会为所述RF标签提供电场能量，此时RF标签上地负载会发生改变，所述标签耦合模块会感知到所述RF标签的负载变化。

由于所述RF标签负载产生变化，所以所述标签耦合模块中地电场也会发生变化，所述信号接收模块用于从所述标签耦合模块采样这种电场变化，并从所述电场变化中获取模拟信号，并从所述模拟信号中获取部分模拟信号发送到所述阻抗计算模块。

进一步的，如果所述的模拟信号质量符合预设要求，当所述信号接收模块从所述标签耦合模块采样这种电场变化后，还会从电场变化中获取到标签需要进行传输的数据，并根据所述数据实现标签数据的读取与解析。

步骤S300、所述阻抗计算模块对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号，计算所述数字信号的质量。

具体地，所述阻抗计算模块包括ADC模数转换单元和计算比较输出控制单元，所述模拟信号进入所述阻抗计算模块后，先进入所述阻抗计算模块中的ADC模数转换单元，由所述ADC模数转换单元用于对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号；再将所述数字信号发送到所述阻抗计算模块中的计算比较输出控制单元，由所述计算比较输出控制单元将所述数字信号的参数与预设基准参数进行比较，判断所述数字信号的质量是否符合预设要求，若不符合，则动态输出所述阻抗变换信号，将所述阻抗变换信号发送给所述阻抗变换模块，驱动所述阻抗变换模块对阻抗进行调整。

其中，所述数字信号的参数包括：相位、调制系数、上下沿时间和上下沿过冲值。

为判断所述数字信号的质量是否符合预设要求，本发明预先设置了基准参数用于与所述数字信号的参数进行对比，当所述数字信号的参数符合以下条件时，则说明所述数字信号的质量符合要求。

相位：输出相位与实际相位尽量接近一致，越相近越好；调制系数：8%~14%；下降沿时间Tf（us）：0/fc~16/fc；上升沿时间Tr（us）：大于0和Tf-8/fc并且小于Tf +8/fc和16/fc，其中，fc为射频信号的频率，为13.56MHZ；下降沿过充Hf（mv）：0~(1-Tf /(2*Tf，max，PCD)*0.10*(1-b)，其中，Tf，max，PCD意为读卡器最大下降时间，值为16/fc；上升沿过充Hr（mv）：0~ ( 1-Tr /(2*Tr，max，PCD)*0.10*(1-b)，其中，Tr，max，PCD意为读卡器最大上升时间，值为16/fc。

只有当所述数字信号的参数均符合上述条件范围时，则说明当前的数字信号质量合格，已通过所述阻抗变换模块得到符合要求的高效传输效率，停止输出所述阻抗变换信号，完成信号传输通道阻抗自适应。

步骤S400、若阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量不符合预设要求时，所述计算比较输出控制模块输出阻抗变换信号，驱动所述阻抗变换模块变换阻抗值，得到符合预设要求的数字信号。

若阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的参数未能完全符合上述条件范围时，则说明所述数字信号的质量不符合预设要求，此时所述计算比较输出控制模块会输出阻抗变换信号发送给所述阻抗变换模块，驱动所述阻抗变换模块中的数字耦合电容器和匹配电容器变换阻抗值，直到得到符合预设要求的数字信号。

进一步地，步骤S400之后还包括：若所述阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量符合预设要求时，停止输出所述阻抗变换信号，完成信号传输通道阻抗自适应。

本发明通过设置有标签耦合模块，阻抗变换模块，阻抗计算模块，信号调制模块，信号接收模块。在每次使用者将标签读写装置放置于不同金属安装环境下时，阻抗计算模块通过信号接收模块接收到的信号值计算当前金属环境下的系统阻抗，通过阻抗变换模块自主调整从而让标签耦合模块顺利完成标签读写，整个变换过程无需人工调配，变换迅速，理论变换时间不超过10ms。

进一步地，如图4所示，基于上述自适应环境变化的RF标签读写系统和自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法，本发明还相应提供了一种终端，所述终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图4仅示出了终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card， SMC），安全数字（SecureDigital， SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据，例如所述安装终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序40，该自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法。

所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器（Central Processing Unit，CPU），微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法等。

所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。所述显示器30用于显示在所述终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述终端的部件10-30通过系统总线相互通信。

在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序40时实现以下步骤：

当所述RF标签靠近所述标签耦合模块时，所述信号调制模块发出的射频信号经过所述阻抗变换模块，输送到所述标签耦合模块，所述标签耦合模块将所述射频信号耦合到所述RF标签；

若所述RF标签发生负载变化，所述信号接收模块采样电场变化，从采样的电场变化中获取模拟信号，并从所述模拟信号中获取部分模拟信号发送到所述阻抗计算模块；

所述阻抗计算模块对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号，计算所述数字信号的质量，若阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量不符合预设要求时，所述计算比较输出控制模块输出阻抗变换信号，驱动所述阻抗变换模块变换阻抗值，得到符合预设要求的数字信号。

其中，所述数据处理方法还包括：

若所述阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量符合预设要求时，停止输出所述阻抗变换信号，完成信号传输通道阻抗自适应。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序，所述自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序被处理器执行时实现如上所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法的步骤。

综上所述，本发明提供了一种自适应环境变化的RF标签读写系统、数据处理方法、终端及计算机可读存储介质，所述系统包括：信号调制模块、阻抗变换模块、标签耦合模块、信号接收模块和阻抗计算模块。本发明通过设置有标签耦合模块，阻抗变换模块，阻抗计算模块，信号调制模块，信号接收模块。在每次使用者将标签读写装置放置于不同金属安装环境下时，阻抗计算模块通过信号接收模块接收到的信号值计算当前金属环境下的系统阻抗，通过阻抗变换模块自主调整从而让标签耦合模块顺利完成标签读写，整个变换过程无需人工调配，变换迅速，理论变换时间不超过10ms。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者终端不仅包括那些要素，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、物品或者终端所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者终端中还存在另外的相同要素。

当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件（如处理器，控制器等）来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的计算机可读存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的计算机可读存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自适应环境变化的RF标签读写系统，其特征在于，所述自适应环境变化的RF标签读写系统包括：信号调制模块、阻抗变换模块、标签耦合模块、信号接收模块和阻抗计算模块；所述信号调制模块、所述阻抗变换模块、所述标签耦合模块、所述信号接收模块和所述阻抗计算模块依次连接，所述阻抗计算模块还与所述阻抗变换模块连接；

所述信号调制模块用于调制输入的交互数字信号，将所述交互数字信号调制成射频信号；

所述阻抗变换模块用于调整所述信号调制模块与所述标签耦合模块之间的传输阻抗，提高所述射频信号的传输效率，输送所述射频信号；

所述标签耦合模块用于接收所述射频信号，使所述射频信号耦合到所述RF标签上，为所述RF标签提供电场能量，并感知所述RF标签的负载变化；

所述信号接收模块用于从所述标签耦合模块采样电场变化，并从所述电场变化中获取模拟信号，其中，所述电场变化是由于所述RF标签负载变化产生的；

所述阻抗计算模块用于接收所述模拟信号中的部分模拟信号，并对所述部分模拟信号的质量进行采样分析，根据所述部分模拟信号的质量动态输出阻抗变换信号给所述阻抗变换模块；

所述阻抗变换模块还用于根据所述阻抗变换信号进行阻抗调整。

2.根据权利要求1所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其特征在于，所述自适应环境变化的RF标签读写系统还包括MCU处理单元，所述MCU处理单元用于输入所述交互数字信号到所述信号调制模块。

3.根据权利要求1所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其特征在于，所述阻抗变换模块包括数字耦合电容器和数字匹配电容器。

4.根据权利要求3所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其特征在于，所述数字耦合电容器提供0到256的耦合容值变化，所述数字匹配电容器提供0到512的匹配容值变化；

所述数字耦合电容器的电容变化范围根据电容变化最小单位进行调整，所述数字匹配电容器的电容变化范围根据电容变化最小单位进行调整。

5.根据权利要求1所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其特征在于，所述阻抗计算模块包括ADC模数转换单元和计算比较输出控制单元；

所述ADC模数转换单元用于对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号；

所述计算比较输出控制单元用于将所述数字信号的参数与预设基准参数进行比较，判断所述数字信号的质量是否符合预设要求，若不符合，则动态输出所述阻抗变换信号，将所述阻抗变换信号发送给所述阻抗变换模块，驱动所述阻抗变换模块对阻抗进行调整。

6.根据权利要求5所述的自适应环境变化的RF标签读写系统，其特征在于，所述数字信号的参数包括：相位、调制系数、上下沿时间和上下沿过冲值。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法包括：

当所述RF标签靠近所述标签耦合模块时，所述信号调制模块发出的射频信号经过所述阻抗变换模块，输送到所述标签耦合模块，所述标签耦合模块将所述射频信号耦合到所述RF标签；

所述RF标签发生负载变化，所述信号接收模块采样电场变化，从采样的电场变化中获取模拟信号，并从所述模拟信号中获取部分模拟信号发送到所述阻抗计算模块；

所述阻抗计算模块对所述模拟信号进行数字转化，得到数字信号，计算所述数字信号的质量；

若阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量不符合预设要求时，所述计算比较输出控制模块输出阻抗变换信号，驱动所述阻抗变换模块变换阻抗值，得到符合预设要求的数字信号。

8.根据权利要求7所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括：

若所述阻抗变换模块内部的计算比较输出控制模块在计算到所述数字信号的质量符合预设要求时，停止输出所述阻抗变换信号，完成信号传输通道阻抗自适应。

9.一种终端，其特征在于，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序，所述自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求7-8任一项所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序，所述自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理程序被处理器执行时实现如权利要求7-8任一项所述的自适应环境变化的RF标签读写系统的数据处理方法的步骤。

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