CN201548966U - 一种射频识别的区域控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种射频识别的区域控制装置。包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口和信号接收端口，信号发射端口和信号接收端口分别和天线连接，其特征在于，在所述天线和信号接收端口之间串联有一个可变的信号衰减器。本实用新型的方案不以调整阅读器的发射功率为主要手段，保证了识读区域内电磁波辐射强度能可靠地激活无源标签，满足识读区域可靠读取的基本条件；在接收端增加信号衰减网络，实际上是对标签的反向散射调制信号，及无源标签的应答信号做处理。本实用新型的方案实施科学简单、成本低廉，不增加系统应用软件的工作量，也不进行大规模系统设备的改造，就可以使射频识别设备在给定的区域距离内实现精确识别。
Description
技术领域
本实用新型属于射频识别的技术领域，尤其涉及一种在可控距离内实现精确识别的区域控制电路。
背景技术
无源超高频(840MHz～960MHz)射频识别(RFID，Radio FrequencyIdentification)技术与无源高频(13.56MHz)RFID技术相比，具有读取距离远，读取速度快的优点。在无源超高频RFID技术的应用中，常常涉及对人员、物品可靠准确的识别，标签识别的区域控制技术是可靠识别的重要的基本要素，区域控制简单来讲就是，比较明确的划定识读标签的空间有效区域范围，在有效空间内，识别标签，超出区域，不识别标签。现有的区域控制技术一般采用阅读器发射功率控制，配合天线设计以及天线布置来实现。由于是无源超高频RFID技术，对无源标签进行识别，识别区域内首先需要可靠的该频段电磁波覆盖，保证无源标签获得足够的能量以被激活，这样才会对阅读器的操作指令产生响应，另外阅读器还需要一定的接收灵敏度，保证在识读区域内能够可靠的解调标签的反向散射调制信号。现有技术通过调整调节阅读器的发射功率，控制区域内电磁波的能量大小，或者同时布置天线方位，使天线方向图满足空间覆盖区域，达到区域控制的目的，这在实验室理想状态下可以体现出一定的区域控制效果，但是在实际应用场景下，环境复杂，常常面临周围金属的反射，导致控制区域变形，甚至改变天线的方向图。
另外，通过减少阅读器的发射功率来控制识别距离，在阅读器的设计过程中可以得到可靠的保证，能做到精细可调，但是在调整功率满足区域控制要求时，常常牺牲了识读区域内的电磁波能量大小，而标签的封装技术和生产过程无法保证标签的性能一致性，导致识别区域内的部分标签，在较小的电磁能量下，不能被正常激活，也就无法可靠识别，造成漏读，区域控制也失去了意义。而加大发射功率又会打破识读区域的界限，造成误读。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提供一种射频识别的区域控制装置，可以使射频识别设备在给定的区域距离内实现精确识别。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口和信号接收端口，信号发射端口和信号接收端口分别和天线连接，其特征在于，在所述天线和信号接收端口之间串联有一个可变的信号衰减器。
所述信号衰减器由两只射频连接器和三只可调电阻组成，三只可调电阻按照是T型、∏型或桥T型结构排列，两只射频连接器将可调电阻分别和天线与信号接收端口连接起来。
所述天线为两组独立的天线，分别和阅读器的信号发射端口与信号接收端口连接。
所述天线为一组天线，通过环形器和阅读器的信号发射端口与信号接收端口连接。
本实用新型的方案不以调整阅读器的发射功率为主要手段，保证了识读区域内电磁波辐射强度能可靠地激活无源标签，满足识读区域可靠读取的基本条件；在接收端增加信号衰减网络，实际上是对标签的反向散射调制信号，及无源标签的应答信号做处理。本实用新型的方案实施科学简单、成本低廉，不增加系统应用软件的工作量，也不进行大规模系统设备的改造，就可以使射频识别设备在给定的区域距离内实现精确识别。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的电路结构示意图。
图2是本实用新型实施例2的电路结构示意图。
图3是本实用新型实施例3的电路结构示意图。
图4是本实用新型实施例4的电路结构示意图。
图5是本实用新型实施例5的电路结构示意图。
图6是本实用新型实施例6的电路结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的工作原理不以调整阅读器的发射功率为主要手段，保证了识读区域内电磁波辐射强度能可靠地激活无源标签，满足识读区域可靠读取的基本条件；在接收端增加信号衰减网络，实际上是对标签的反向散射调制信号，及无源标签的应答信号做处理，标签的应答信号是以电磁波的形式，回馈到阅读器的接收天线，然后到达阅读器的信号接收端口，电磁波的能量和波长是影响传输距离的关键因素，从发射源看，电磁波的能量随着传输距离成指数衰减，也就是说标签反向散射的调制信号，随着离阅读器天线的距离越远越弱，当信号信噪比在阅读器的接收灵敏度指标以下，标签将无法正确或无法识别。我们所作的发明就是等价的复原(实现)了这种科学思路，可调的衰减网络根据应用场景的实际条件，对标签反馈的信号进行一定的衰减，相当于将识读区域外的标签信号减弱到阅读器的识别强度之下，达到区域外不读的目的，另一方面识读区域内的标签信号虽然也被衰减，但信号强度仍然保持在阅读器可识别之上，完成标签的可靠识别。
阅读器的接收灵敏度是阅读器设计的重要指标，不能因为区域控制需要，降低阅读器本身的性能指标，这样会造成识读区域内的标签也不能被可靠的识别。
阅读器的信号发射端口连接发射天线向外辐射功率激活标签，接收天线接收标签的应答信号并经过一个可变的信号衰减器输入到阅读器的信号接收端口。系统通过调整可变的信号衰减器的衰减量将识别区域外不需要识别的标签的应答信号衰减到阅读器可识别的信号强度(接收灵敏度)以下，而识别区域内需要识别的标签的应答信号虽然经过衰减但仍然在阅读器可识别的信号强度(接收灵敏度)之上，从而达到识别区域控制的目的。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)，信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)分别和发射天线和接收天线连接，在所述接收天线和信号接收端口之间串联有一个可变的信号衰减器。信号衰减器由两只射频连接器和三只可调电阻(R1、R2、R2)组成，三只可调电阻按照∏型结构排列，∏型结构中，R1和R3的一端连接在R2的两端，另一端接地，两只射频连接器将可调电阻分别和天线与信号接收端口连接起来。
上述信号衰减器的三只可调电阻还可以按照T型或桥T型结构排列结构排列，如图3和图4。
实施例2：如图2所示，一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)，信号发射端口(TX)直接通过环形器和天线连接，信号接收端口(RX)通过信号衰减器和环形器和天线连接，如此，信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)共用一个天线，该天线同时起发射天线和接收天线的作用。信号衰减器的具体结构可以采用与实施例1相同的结构。
实施例3：如图3所示，一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)，信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)分别和发射天线和接收天线连接，在所述接收天线和信号接收端口之间串联有一个可变的信号衰减器。信号衰减器由两只射频连接器和三只可调电阻(R1、R2、R2)组成，三只可调电阻按照T型结构排列，T型结构中，R1和R3串联，R3的一端连接在R1和R3之间，另一端接地，两只射频连接器将可调电阻分别和天线与信号接收端口连接起来。
实施例4：如图4所示，一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)，信号发射端口(TX)直接通过环形器和天线连接，信号接收端口(RX)通过信号衰减器和环形器和天线连接，如此，信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)共用一个天线，该天线同时起发射天线和接收天线的作用。信号衰减器的具体结构可以采用与实施例3相同的结构。
实施例5：如图5所示，一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)，信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)分别和发射天线和接收天线连接，在所述接收天线和信号接收端口之间串联有一个可变的信号衰减器。信号衰减器由两只射频连接器和四只可调电阻(两个R1、一个R2、一个R3)组成，四只可调电阻按照桥T型结构排列，桥T型结构中，两个R1和一个R3按照T型结构排列，R2并联在两个R1的两端，两只射频连接器将可调电阻分别和天线与信号接收端口连接起来。
实施例6：如图6所示，一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)，信号发射端口(TX)直接通过环形器和天线连接，信号接收端口(RX)通过信号衰减器和环形器和天线连接，如此，信号发射端口(TX)和信号接收端口(RX)共用一个天线，该天线同时起发射天线和接收天线的作用。信号衰减器的具体结构可以采用与实施例5相同的结构。
实际应用时，首先确定识别区域比如5米的识别距离，将一标签置于收发天线前方5米的位置，当信号衰减器未对标签的应答信号进行衰减时，该标签是可识别的，此时调整信号衰减器的衰减量使阅读器不能识别该标签，那么此时衰减器的衰减量对应的识别区域就是5米。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。凡是根据上述描述做出各种可能的等同替换或改变，均被认为属于本实用新型的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种射频识别的区域控制装置，包括阅读器，所述阅读器包括一个信号发射端口和信号接收端口，信号发射端口和信号接收端口分别和天线连接，其特征在于，在所述天线和信号接收端口之间串联有一个可变的信号衰减器。
2.根据权利要求1所述的一种射频识别的区域控制装置，其特征在于，所述信号衰减器由两只射频连接器和三只可调电阻组成，三只可调电阻按照是T型、∏型或桥T型结构排列，两只射频连接器将可调电阻分别和天线与信号接收端口连接起来。
3.根据权利要求1所述的一种射频识别的区域控制装置，其特征在于，所述天线为两组独立的天线，分别和阅读器的信号发射端口与信号接收端口连接。
4.根据权利要求1所述的一种射频识别的区域控制装置，其特征在于，所述天线为一组天线，通过环形器和阅读器的信号发射端口与信号接收端口连接。
Priority Applications (1)
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| CN103164876A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | 北京北大千方科技有限公司 | 一种etc中控制交易区域的装置和方法 |
| CN104866877A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-26 | 苏州科技学院 | 一种基于可变功率的射频rfid测距结构及方法 |
| CN108375753A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-07 | 华南理工大学 | 基于双模多重加权质心算法的无钥匙进入系统定位方法 |
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