CN116992895A - 一种rfid功率自适应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID功率自适应控制方法，涉及RFID技术领域，包括S1、设置RFID电子标签的信息表，所述信息表记录所述RFID电子标签的工作发送和接收的电磁波频率和功率；S2、设置RFID读写器以间歇工作的方式向外发射电磁波；该RFID功率自适应控制方法，通过RFID读写器间歇工作检测是否有RFID电子标签进入工作范围，并在有RFID电子标签进入工作范围时解除间歇工作的方式，并可通过获取RFID电子标签的反馈信息，判断发射的电磁波功率是否足够，并进行功率的适应性调整，防止功率过大造成浪费，和功率过小导致RFID电子标签接收不到或无法反馈完整信息。

Description

一种RFID功率自适应控制方法

技术领域

本发明涉及RFID技术领域，具体涉及一种RFID功率自适应控制方法。

背景技术

无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁，波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。

公开号为CN115276681A的发明专利，公开了RFID读写器系统、发射功率闭环控制方法及主控制器，该系统包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路，其中，发射链路功率驱动电路包括依次连接的数字基带及其增益寄存器、基频DAC、混频器及其增益寄存器、驱动功率放大器及其增益寄存器、滤波器和末级可调增益功率放大器，射频功率校准电路包括定向耦合器、功率检测器、模数转换器以及主控制器，相对于现有技术来说，本申请在混频器及其增益寄存器和驱动功率放大器及其增益寄存器之外，增加了数字基带及其增益寄存器和末级可调增益功率放大器，进一步增加了射频发射链路的增益调节和控制范围。

然而在实际工作使用的过程中RFID的读写器并不是一直都要工作的，RFID读写器持续通过天线向外界发射电磁波，会造成能量的浪费，尤其是对于一些电子标签距离较远，和与电子标签之间传输信息量较大的情况，需要RFID读写器通过天线向外界发射更大功率的电磁波，持续发射大功率电磁波造成的能量的浪费更高。

发明内容

本发明的目的是提供一种RFID功率自适应控制方法，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种RFID功率自适应控制方法，包括以下步骤：

S1、设置RFID电子标签的信息表，所述信息表记录所述RFID电子标签的工作发送和接收的电磁波频率和功率，其中，RFID电子标签的工作发送和接收的电磁波频率和功率，可从RFID的具体工作参数和行业相关标准获取，另外，本发明中的电磁波包括载波，载波分为调制载波和未调制载波；

S2、设置RFID读写器以间歇工作的方式向外发射电磁波，且以初始功率向外发射电磁波，所述初始功率为在工作范围内使所述RFID电子标签的内置天线工作的最低功率；

S3、当有RFID电子标签进入所述RFID读写器的工作范围时，接收所述RFID读写器发射的电磁波，产生电量激活内部的内置天线，所述内置天线发射向外发射电磁波；

S4、所述RFID读写器接收并识别所述RFID电子标签发射的电磁波，并根据所述信息表确定所述RFID读写器发送的电磁波频率、功率，RFID读写器接收到的经过RFID电子标签调制后发送的调制载波，将其解调后得到RFID电子标签发送的信息，并识别RFID电子标签，根据识别的RFID电子标签检索信息表，确定对应的电磁波频率、功率，控制RFID读写器发射电磁波时以该频率发送；

S5、控制所述RFID读写器以确定的电磁波频率和功率发射载波，根据接收到的所述RFID电子标签的信息反馈对所述RFID读写器发射功率进行适应性调整。

进一步的，所述S2步骤的具体步骤为：

确定应用场景，根据所述应用场景对所述RFID读写器与所述RFID电子标签的通信距离，及通信时的穿透能力的要求，确定所述向外发射电磁波的频率；通过行业标准和经验，自定义设置RFID电子标签与电磁波频率的对应关系表，RFID读写器识别RFID电子标签反馈回来的信号后根据设置的对应关系表查找对应的电磁波频率，并设置RFID读写器发射电磁波时以该频率发射；

设置所述RFID读写器向外发射电磁波的工作时间和休眠时间的比例，进行间歇工作，工作时间和休眠时间的比例可为0.25~1：1，比值越小读写器单位时间的工作时间越短，且具体选择比例关系时，需要确定RFID读写器以选择的比例关系工作时，其向外以初始功率发射电磁波可使RFID电子标签接收到并正常反馈信息；

在所述应用场景和所述通信距离内的各处位置，以确定的频率向外发射电磁波；

逐步改变电磁波的功率，测试出在所述应用场景和所述通信距离内的各处位置，使所述RFID读写器接收到所述RFID电子标签发送的电磁波的最小功率，得到初始功率。

进一步的，S2步骤中所述RFID读写器向外发送的电磁波包括调制载波和未调制载波；

S3步骤中所述RFID电子标签通过内置天线向外发射电磁波时，将自身信息调制到接收到的所述未调制载波中后形成调制载波再发送。

进一步的，S5步骤具体为：

停止所述间歇工作，控制所述RFID读写器持续工作；

调节所述RFID读写器发射电磁波的频率、功率为确定的电磁波频率、功率；

启动调制调解器，对需要发送的信息调制到电磁波中，得到调制载波；

所述RFID读写器向外发送调制载波，同时发送一段未调制载波，未调制载波用于发送给RFID电子标签后，RFID电子标签对未调制载波进行调制，使得载波携带自身想要发送的信息。

进一步的，S5步骤中所述适应性调整的具体步骤包括：

所述RFID电子标签接收载波，并对外发送载波，判断发送完所述载波后，所述产生电量是否有富余，若是则确定电量富余量，并利用富余电量将所述电量富余量信息调制到所述载波中一同发送给所述RFID读写器。

进一步的，所述RFID读写器接收到带有电量余量信息的载波，根据电量余量信息对发射功率进行相应减小。

进一步的，所述根据电量余量信息对发射功率进行相应减小的具体步骤包括：

设置安全预留电量和电量触发阈值，所述安全预留电量小于电量触发阈值，安全预留电量和电量触发阈值根据行业标准，工作经验和S2步骤的测试结果进行设置；

将所述电量富余量与所述安全预留电量和电量触发阈值分别进行比较；

若电量富余量大于电量触发阈值则记录此时的发射功率，然后根据S2中测试的结果，选择发射功率调小数值，同理调小的数值根据行业标准，工作经验和S2步骤的测试结果进行设置；

若电量富余量在所述量触发阈值与所述安全预留电量之间，则不改变发射功率。

进一步的，S5步骤中所述适应性调整的具体步骤还包括：

所述RFID读写器接收所述载波，并判断载波信息是否完整，若不完整或没有接收到载波，则增大所述RFID读写器发送的电磁波的功率。且若调小后的功率不足以RFID电子标签完成反馈，则在下一个流程执行此步骤。

与现有技术相比，本发明提供的一种RFID功率自适应控制方法，通过RFID读写器间歇工作检测是否有RFID电子标签进入工作范围，并在有RFID电子标签进入工作范围时解除间歇工作的方式，并可通过获取RFID电子标签的反馈信息，判断发射的电磁波功率是否足够，并进行功率的适应性调整，防止功率过大造成浪费，和功率过小导致RFID电子标签接收不到或无法反馈完整信息。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的方法步骤图；

图2为本发明实施例提供的方法S5步骤流程图。

实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。

在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

本文所述实施例可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。因此，实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不旨在是限制性的。

除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。

请参阅图1-图2，一种RFID功率自适应控制方法，包括以下步骤：

S1、设置RFID电子标签的信息表，信息表记录RFID电子标签的工作发送和接收的电磁波频率和功率；其中，RFID电子标签的工作发送和接收的电磁波频率和功率，可从RFID的具体工作参数和行业相关标准获取。另外，本发明中的电磁波包括载波，载波分为调制载波和未调制载波。

S2、设置RFID读写器以间歇工作的方式向外发射电磁波，且以初始功率向外发射电磁波，初始功率为在工作范围内使RFID电子标签的内置天线工作的最低功率；其中RFID读写器向外发送的电磁波包括调制载波和未调制载波；具体步骤为：

确定应用场景，根据应用场景对RFID读写器与RFID电子标签的通信距离，及通信时的穿透能力的要求，确定向外发射电磁波的频率；优选的，通过行业标准和经验，自定义设置RFID电子标签与电磁波频率的对应关系表，RFID读写器识别RFID电子标签反馈回来的信号后根据设置的对应关系表查找对应的电磁波频率，并设置RFID读写器发射电磁波时以该频率发射。

设置RFID读写器向外发射电磁波的工作时间和休眠时间的比例，进行间歇工作；优选的，工作时间和休眠时间的比例可为0.25~1：1，比值越小读写器单位时间的工作时间越短，且具体选择比例关系时，需要确定RFID读写器以选择的比例关系工作时，其向外以初始功率发射电磁波可使RFID电子标签接收到并正常反馈信息。

在应用场景和通信距离内的各处位置，以确定的频率向外发射电磁波；

逐步改变电磁波的功率，测试出在应用场景和通信距离内的各处位置，使RFID读写器接收到RFID电子标签发送的电磁波的最小功率，得到初始功率。

S3、当有RFID电子标签进入RFID读写器的工作范围时，接收RFID读写器发射的电磁波，产生电量激活内部的内置天线，内置天线发射向外发射电磁波；其中，RFID电子标签通过内置天线向外发射电磁波时，将自身信息调制到接收到的未调制载波中后形成调制载波再发送。

S4、RFID读写器接收并识别RFID电子标签发射的电磁波，并根据信息表确定RFID读写器发送的电磁波频率、功率；具体为，RFID读写器接收到的经过RFID电子标签调制后发送的调制载波，将其解调后得到RFID电子标签发送的信息，并识别RFID电子标签，根据识别的RFID电子标签检索信息表，确定对应的电磁波频率、功率，控制RFID读写器发射电磁波时以该频率发送。

S5、控制RFID读写器以确定的电磁波频率和功率发射载波，根据接收到的RFID电子标签的信息反馈对RFID读写器发射功率进行适应性调整。可参考附图2，具体为：

停止间歇工作，控制RFID读写器持续工作；

调节RFID读写器发射电磁波的频率、功率为确定的电磁波频率、功率；

启动调制调解器，对需要发送的信息调制到电磁波中，得到调制载波；

RFID读写器向外发送调制载波，同时发送一段未调制载波，未调制载波用于发送给RFID电子标签后，RFID电子标签对未调制载波进行调制，使得载波携带自身想要发送的信息。

其中适应性调整的具体步骤包括：

a1、RFID电子标签接收载波，并对外发送载波，判断发送完载波后，产生电量是否有富余，若是则确定电量富余量，并利用富余电量将电量富余量信息调制到载波中一同发送给RFID读写器；

a2、RFID读写器接收到带有电量余量信息的载波，根据电量余量信息对发射功率进行相应减小。根据电量余量信息对发射功率进行相应减小的具体步骤包括：

a3、设置安全预留电量和电量触发阈值，安全预留电量和电量触发阈值根据行业标准，工作经验和S2步骤的测试结果进行设置，安全预留电量小于电量触发阈值；

a4、将电量富余量与安全预留电量和电量触发阈值分别进行比较；

a5、若电量富余量大于电量触发阈值则记录此时的发射功率，然后根据S2中测试的结果，选择发射功率调小数值，同理调小的数值根据行业标准，工作经验和S2步骤的测试结果进行设置；若调小后的功率不足以RFID电子标签完成反馈，则在下一个流程执行b步骤。

a6、若电量富余量在电量触发阈值与安全预留电量之间，则不改变发射功率。

适应性调整的具体步骤还包括：

b、RFID读写器接收载波，并判断载波信息是否完整，若不完整或没有接收到载波，则增大RFID读写器发送的电磁波的功率。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、设置RFID电子标签的信息表，所述信息表记录所述RFID电子标签的工作发送和接收的电磁波频率和功率；

S2、设置RFID读写器以间歇工作的方式向外发射电磁波，且以初始功率向外发射电磁波，所述初始功率为在工作范围内使所述RFID电子标签的内置天线工作的最低功率；

S3、当有RFID电子标签进入所述RFID读写器的工作范围时，接收所述RFID读写器发射的电磁波，产生电量激活内部的内置天线，所述内置天线发射向外发射电磁波；

S4、所述RFID读写器接收并识别所述RFID电子标签发射的电磁波，并根据所述信息表确定所述RFID读写器发送的电磁波频率、功率；

S5、控制所述RFID读写器以确定的电磁波频率和功率发射载波，根据接收到的所述RFID电子标签的信息反馈对所述RFID读写器发射功率进行适应性调整。

2.根据权利要求1所述的一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：所述S2步骤的具体步骤为：

确定应用场景，根据所述应用场景对所述RFID读写器与所述RFID电子标签的通信距离，及通信时的穿透能力的要求，确定所述向外发射电磁波的频率；

设置所述RFID读写器向外发射电磁波的工作时间和休眠时间的比例，进行间歇工作；

在所述应用场景和所述通信距离内的各处位置，以确定的频率向外发射电磁波；

逐步改变电磁波的功率，测试出在所述应用场景和所述通信距离内的各处位置，使所述RFID读写器接收到所述RFID电子标签发送的电磁波的最小功率，得到初始功率。

3.根据权利要求1所述的一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：S2步骤中所述RFID读写器向外发送的电磁波包括调制载波和未调制载波；

S3步骤中所述RFID电子标签通过内置天线向外发射电磁波时，将自身信息调制到接收到的所述未调制载波中后形成调制载波再发送。

4.根据权利要求1所述的一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：S5步骤具体为：

停止所述间歇工作，控制所述RFID读写器持续工作；

调节所述RFID读写器发射电磁波的频率、功率为确定的电磁波频率、功率；

启动调制调解器，对需要发送的信息调制到电磁波中，得到调制载波；

所述RFID读写器向外发送调制载波，同时发送一段未调制载波。

5.根据权利要求2所述的一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：S5步骤中所述适应性调整的具体步骤包括：

所述RFID电子标签接收载波，并对外发送载波，判断发送完所述载波后，所述产生电量是否有富余，若是则确定电量富余量，并利用富余电量将所述电量富余量信息调制到所述载波中一同发送给所述RFID读写器。

6.根据权利要求5所述的一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：所述RFID读写器接收到带有电量余量信息的载波，根据电量余量信息对发射功率进行相应减小。

7.根据权利要求6所述的一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：所述根据电量余量信息对发射功率进行相应减小的具体步骤包括：

设置安全预留电量和电量触发阈值，所述安全预留电量小于电量触发阈值；

将所述电量富余量与所述安全预留电量和电量触发阈值分别进行比较；

若电量富余量大于电量触发阈值则记录此时的发射功率，然后根据S2中测试的结果，选择发射功率调小数值；

若电量富余量在所述量触发阈值与所述安全预留电量之间，则不改变发射功率。

8.根据权利要求1所述的一种RFID功率自适应控制方法，其特征在于：S5步骤中所述适应性调整的具体步骤还包括：

所述RFID读写器接收所述载波，并判断载波信息是否完整，若不完整或没有接收到载波，则增大所述RFID读写器发送的电磁波的功率。