CN1560788A - 天线切换式射频扫描目标自动定位装置及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对带有射频识别卡的目标进行自动定位的装置及方法。其装置包括射频读卡器及读卡天线，特征是：多个读卡天线通过天线切换器与一个读卡器连接。天线切换器由一个计算机通信口，一个与读卡器连接的天线接口，多个与读卡天线连接的接口及天线切换电路组成。其定位方法是：1)在所有目标上设置射频识别卡；2)将多个读卡天线安置在目标所有预定的定位点；3)对读卡天线依次切换，由一个读卡器依次读取处于不同方位的射频识别卡；4)根据读卡天线的方位确定带有射频识别卡的目标所处方位。本发明的有益效果是，带射频标识卡的目标和射频读卡器均不需要移动，即可实现大范围的目标自动查找和定位，同时射频读卡器的数量大为减少。

Description

天线切换式射频扫描目标自动定位装置及定位方法
技术领域
本发明涉及一种对带有射频标识卡的目标进行自动定位的装置及方法，尤其是涉及一种对处于储存状态的带有射频标识卡的对象进行自动查找和定位的装置及方法。
背景技术
目前公知的射频识别技术主要是由射频读卡装置和射频标识卡组成的，射频读卡装置通过收发射频信号(带有调制信号的电磁波)读写射频标识卡上的数据。这种技术中，射频标识卡自身不带电源的又称为无源射频识别技术。
无源射频识别技术的射频读卡装置是由单片机数据处理电路、射频发射电路、射频接收电路及射频读卡天线组成。无源射频标识卡又称为非接触式智能卡或智能标签，它是由一个集成电路芯片及相连的天线组成。当射频标识卡进入射频读卡天线覆盖范围内时，射频标识卡上的天线接收由射频读卡天线发射的射频信号及所携带的能量，射频标识卡上的集成电路芯片被激活并产生响应信号，通过射频标识卡上的天线发射出去，射频读卡天线接收该响应信号，射频读卡装置因此可以获取到射频标识卡中的数据。这样的射频读卡装置只能读写其天线有限覆盖范围内的射频标识卡。采用这种装置对大范围内带有射频标识卡的目标进行查找和定位，有两种可能的方式：一是移动射频读卡装置或移动带有射频标识卡的目标，使目标上的射频标识卡进入射频读卡天线覆盖范围，但这种方式对于处于储存状态的对象不容易实现自动查找和定位；二是安装多套射频读卡装置，覆盖整个目标所处区域，但这种方式使得整个系统的集成较复杂，成本也较高，且相邻的装置同时工作时产生的射频信号往往会相互干扰。因此目前的这种射频读卡装置难以实现对大范围内带有射频标识卡的目标进行自动查找和定位。
发明内容
为了克服现有的射频读卡装置难以用于对大范围内目标自动查找和定位的不足，本发明提供一种天线切换式射频扫描目标自动定位装置及定位方法。它不仅易于实现对大范围内目标的自动查找和定位，还可以避免射频信号间的相互干扰，而且系统结构简单。
本发明的技术方案是：一种天线切换式射频扫描目标自动定位装置，包括由单片机数据处理电路、射频发射电路、射频接收电路组成的射频读卡器8以及射频读卡天线1；其特征是：多个射频读卡天线1通过天线切换器4与射频读卡器8连接；该天线切换器4由一个计算机通信接口，一个与射频读卡器连接的天线接口，多个与射频读卡天线连接的接口以及由单片机控制的天线切换电路组成。所述的天线切换电路主要包括译码电路12和高频继电器10；每一个射频读卡天线1均通过一个高频继电器10与射频读卡器8相连；译码电路12的每一个输出端通过一个功率放大器11控制其中一个高频继电器10的通断；天线切换器根据接收到的切换指令对射频读卡天线进行切换，将指定的射频读卡天线接至射频读卡器。
以及一种采用上述的天线切换式射频扫描目标自动定位装置对目标定位的方法，其特征是：
1)在所有目标上设置有射频识别卡；
2)将多个射频读卡天线分别安置在目标所处区域内所有预定的定位点，同一定位点可以安置一个读卡天线，也可以安置多个不同方向的射频读卡天线；
3)通过对多个射频读卡天线依次切换，由一个射频阅读器通过处于不同方位的射频读卡天线读取处于不同方位的射频识别卡；
4)并根据射频读卡天线所安置的方位确定其读到的射频识别卡及相应的目标所处方位，实现目标自动定位。
在上述方法中，在同一个射频读卡天线的覆盖范围内，可以有一个或多个带有射频识别卡的目标。
在上述方法中，带有射频识别卡的目标可以是物品，也可以是人员或动物等。
上述技术方案实质是将现有的射频读卡装置分解为射频读卡器和射频读卡天线两部分，在现有的射频读卡装置之外增加一个天线切换器，射频读卡天线不再直接与射频读卡器连接，而是通过天线切换器与射频读卡器连接。天线切换器根据接收到的切换指令对射频读卡天线进行切换，将指定的射频读卡天线接至射频读卡器。
根据实际需要，将多个射频读卡天线安装在要查找的目标所处区域的所有预定的定位点，同一定位点也可安装多个不同方向的射频读卡天线。天线切换器对多个射频读卡天线依次切换，一个射频读卡器因此可以通过安置在不同方位的射频读卡天线，读取处于不同方位的射频标识卡，并根据各射频读卡天线所安置的方位确定其读到的带有射频标识卡的目标(可以是物品、人员或动物等)所处方位，实现目标自动查找和定位。
射频读卡天线与天线切换器间的连接采用能传递高频信号并具抗干扰能力的导线，例如射频同轴电缆或双绞线。如果目标所处区域特别大，为了避免天线切换器与天线间的连线太长，可在现场布置多套上述装置，即多个天线切换器和射频读卡器。
天线切换器中的单片机可以是一个独立的单片机，也可以和射频读卡器共用一个单片机。天线切换器可以是一个独立的器件，也可以与射频阅读器设计成一体。
本发明的有益效果是，带射频标识卡的目标和射频读卡器均不再需要移动，即可实现大范围的物品自动查找和定位，同时射频读卡器的数量大为减少，避免了射频信号间的相互干扰，而且系统结构简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明具体实施例的系统原理示意图。
图2是本发明具体实施的天线切换器电路原理示意图。
图中标记分别是：1、射频读卡天线，2、射频同轴电缆，3、天线切换器，4、USB电缆，5、同轴电缆，6、计算机，7、RS232电缆，8、射频读卡器，9、射频标识卡，10、高频继电器，11、功率放大器，12、译码电路，13，单片机，14、接口电路。
具体实施方式
本实施例是以一个仓库为例进行说明。本发明具体实施方式中，射频同轴电缆2选用HJYV-75-2-3.2，同轴电缆5选用50欧姆同轴电缆5D-FB，单片机13选用C8051F320，射频读卡器8选用SLRM900，射频标识卡9上的集成电路芯片选用ICODE SLI的SL2ICS20，高频继电器10选用G6Y-1-5VDC。
在图1所示的射频扫描目标自动定位系统原理示意图中，读卡天线1分别安置在仓库货架的每一个货位中(同样也可以是以一定的间隔排列安置在文件柜或书架上)；射频标识卡9安装在所有货箱或托盘上(同样也是可以安装在文件夹或图书上)，在射频标识卡9中预先已写入了所对应目标的信息；将所有读卡天线1通过射频同轴电缆2连接到天线切换器3。计算机6将天线切换指令通过USB电缆4发送给天线切换器3，天线切换器3将指定的射频同轴电缆2和同轴电缆5连接，从而将指定的读卡天线1接至射频读卡器8；计算机6通过RS232电缆7向射频读卡器8发出读卡指令，射频读卡器8通过指定的读卡天线1读取其所覆盖的区域内的射频标识卡9，读取结果通过RS232串行电缆7发送给计算机6，如果读取到了有效数据，则可定位该射频标识卡9对应物品在所指定的读卡天线1覆盖的区域内。用以上方式依此读取所有的读卡天线1，从而可以将所有目标定位，并相应可以实现对特定目标的查找。
在图2天线切换器电路原理示意图中，计算机将天线切换指令通过USB电缆4及接口电路14传给单片机13，单片机13控制译码电路12产生对指定天线的切换选通信号，通过功率放大器11导通对应的高频继电器10，这样就接通了射频同轴电缆2和同轴电缆5，从而将指定的读卡天线1接至射频读卡器8。译码电路12采用通用的译码电路，由单片机有限的I/O实现多路选通信号，如用4个单片机I/O口即可产生16路选通信号；但如果天线切换器3要切换的读卡天线总数较少，例如少于24路，则可直接利用单片机13上用作地址总线和数据总线的I/O口来选通功率放大器11，而不需要译码电路。
本发明的定位方法，其工作原理与上述装置相同，不再赘述。

Claims (7)

1、一种天线切换式射频扫描目标自动定位装置，包括由单片机数据处理电路、射频发射电路、射频接收电路组成的射频读卡器(8)以及射频读卡天线(1)；其特征是：多个射频读卡天线(1)通过天线切换器(4)与射频读卡器(8)连接；该天线切换器由一个计算机通信接口，一个与射频读卡器连接的天线接口，多个与射频读卡天线连接的接口以及由单片机控制的天线切换器(3)组成。
2.根据权利要求1所述的天线切换式射频扫描目标自动定位装置，其特征是：所述的天线切换器(3)主要包括译码电路(12)和高频继电器(10)；每一个射频读卡天线(1)均通过一个高频继电器(10)连接在与射频读卡器(8)相连的导线(5)上；译码电路(12)的每一个输出端通过一个功率放大器(11)控制其中一个高频继电器(10)的通断；天线切换器根据接收到的切换指令对射频读卡天线进行切换，将指定的射频读卡天线接至射频读卡器。
3.根据权利要求1或2所述的天线切换式射频扫描目标自动定位装置，其特征是：射频读卡天线与天线切换器间的连接采用能传递高频信号并具抗干扰能力的导线(5)。
4.根据权利要求3所述的天线切换式射频扫描目标自动定位装置，其特征是：所述导线(5)是一种射频同轴电缆或双绞线。
5、一种采用权利要求1或2所述的天线切换式射频扫描目标自动定位装置对目标定位的方法，其特征是：
1)在所有目标上设置有射频识别卡；
2)将多个射频读卡天线分别安置在目标所处区域内所有预定的定位点，同一定位点可以安置一个读卡天线，也可以安置多个不同方向的射频读卡天线；
3)通过对多个射频读卡天线依次切换，由一个射频阅读器通过处于不同方位的射频读卡天线读取处于不同方位的射频识别卡；
4)并根据射频读卡天线所安置的方位确定其读到的射频识别卡及相应的目标所处方位，实现目标自动定位。
6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征是在同一个射频读卡天线的覆盖范围内，可以有一个或多个带有射频识别卡的目标。
7.根据权利要求5所述的定位方法，其特征是带有射频识别卡的目标可以是物品，也可以是人员或动物等。
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