CN203746081U - 射频识别读写器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种射频识别读写器，其包括天线部和读写部，且在天线部内设置有位置传感器，在读写部内设置有位置比较器和受控选择器。通过在天线部中集成位置传感器，可以感测待测的带有射频标签的物体相对于天线部的位置，进而读写设备可根据该位置信号准确判断带有被读标签的物体是否位于读写范围内。如果被测物体位于读写范围，则选择射频标签信息，否则丢弃该射频标签信息。

Description

射频识别读写器

技术领域

本实用新型涉及射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，特别是涉及射频识别读写器。

背景技术

RFID技术，尤其是超高频（Ultra High Frequency，UHF）RFID技术广泛应用于物流领域以及生产制造领域。对于多数应用来讲，理想的情况是RFID读写器只上报从位于RFID读写器天线正前方的RFID标签读取的信息。但是，由于无线电波传播具有多径效应，RFID读写器的读取区域难以控制，距离较远的RFID标签也可能被RFID读写器读取到，从而导致误读现象的产生。

现有一种利用接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）来解决RFID读写器误读问题的方法。在该方法中，RFID读写器将接收信号的RSSI与预设阈值相比较，根据比较结果判断被读的RFID标签是否位于该RFID读写器天线的正前方。另外，RFID读写器还可以运行一些特定算法，基于从RFID标签接收的信号计算RFID标签与RFID读写器天线的距离，或者计算信号的到达角（Angle of Arrival，AoA），进而根据计算结果确定被读的RFID标签与RFID读写器的相对位置，判断被读RFID标签是否位于其读取区域。

在信号受到多径效应严重影响时，利用上述方法可能难以准确判断RFID标签是否位于RFID读写器天线的正前方。并且，将该方法集成到RFID读写器使得标签识别的计算量较大、相应地计算时间较长、对计算芯片性能要求高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提出了一种射频识别读写器，用以提供一种能够在计算量相对较低的情况下实现对误读现象的滤除。

本实用新型实施例提供的一种射频识别读写器，包括：

包括天线部以及与所述天线部连接的读写部，其中所述天线部与所述天线部之间的连接包括射频信号连接和低频信号连接；

所述天线部包括：

一第一射频接口，其耦合到所述射频信号连接；

一天线，连接到所述第一射频接口；

一位置传感器，耦合到所述低频信号连接，所述位置传感器的感测范围大于所述射频识别读写器的读写范围；

所述读写部包括：

一第二射频接口，其耦合到所述射频信号连接；

一射频信号处理电路，具有一射频输入/输出端及一射频标签信息输出端，所述射频输入/输出端连接到所述第二射频接口；

一位置比较器，其具有耦合到所述低频信号连接的一位置信号输入端，接收所述读写范围的一参考信号输入端，以及一结果输出端；

一受控选择器，其具有：

一受控端，其与所述位置比较器的结果输出端连接，

一输入端，其与所述射频信号处理电路的射频标签信息输出端连接，

一输出端，其在所述受控选择器的受控端接收到有效信号时与所述受控选择器的输入端连通。

本实用新型实施例提供的RFID读写器通过在天线部集成位置传感器，可以感测待测物体相对于天线部的位置，进而根据该位置信号可以准确判断带有被读标签的物体是否位于读写范围。如果被测物体位于读写范围，则选择RFID标签信息，否则丢弃该RFID标签信息。从而，通过为天线部增加位置传感器，使天线部具有了位置探测能力，位置信息与射频标签应答可同步获得，读写部可以结合位置感测结果判断被测物体是否位于读写范围，例如，是否位于天线部的正前方，而且能够借助该位置感测结果判断识别出的RFID标签是否存在误读可能。由此，无需为读写部设计复杂的误读滤除算法，即可在较低的计算量、较短的时间内实现对误读信息的滤除；RFID读写器可独立完成误读信息的滤除，而无需上位机的后续处理；位置传感器与天线部集成为一体，集成度高。

如上所述的射频识别读写器，优选地，还包括一传输线路，其连接在所述第一和第二射频接口之间，而且所述射频信号连接和所述低频信号连接复用在所述传输线路上。所述天线部还包括第一频域复用/解复用器，其连接到所述天线、所述第一射频接口，以及所述位置传感器。所述读写部还包括第二频域复用/解复用器，其连接到所述射频信号处理电路的射频输入/输出端、所述第二射频接口、以及所述位置比较器的位置信号输入端。

通过增加第一、第二频域复用/解复用器可以将天线接收的射频标签应答与位置传感器输出的位置信号频域复用为一路信号，通过射频电缆传输至读写部，并继而通过第二频域复用/解复用器对该射频信号进行频域解复用，得到射频标签应答和位置信号。从而，通过一根射频电缆就可实现读写部与天线部之间的射频信号连接和低频信号连接，集成度较高，并且在实际应用中线路部署比较方便。

如上所述的射频识别读写器，优选地，所述射频信号连接为一射频有线线路，其连接在所述第一和第二射频接口之间。所述天线部还包括一第一输入/输出接口，其连接到所述位置传感器。所述读写部还包括一第二输入/输出接口，其连接到所述位置比较器的位置信号输入端。而且所述低频信号连接为一低频有线线路，其连接在所述第一和第二输入/输出接口之间。

在此实施例中，通过两条有线信号连接线路分别传输射频信号和位置信号，信号处理相对简单。第一射频接口、第二射频接口均可采用现有的接口，第二输入/输出接口可利用现有读写部所具有的通用接口，对现有读写部改动小，便于实现。

如上所述的射频识别读写器，优选地，所述读写部还包括一第一控制信号发生器，其与所述第二频域复用/解复用器连接，且经所述第二频域复用/解复用器耦合到所述低频信号连接。所述天线部还包括一第一位置读写器件，该第一位置读写器件具有：一个耦合到所述低频信号连接的第三输入/输出接口，一个与所述位置传感器的一位置信号输出接口连接的读接口，一与所述位置传感器的一使能端连接的控制信号输出端。其中，所述第一控制信号发生器产生的控制信号通过所述低频信号连接以及所述第一位置读写器件传递到所述位置传感器的使能端。

如上所述的射频识别读写器，在另一个实施例中，所述读写部还包括第二控制信号发生器，其与所述第二输入/输出接口连接。所述天线部还包括一第二位置读写器件，该第二位置读写器件具有：一第三输入/输出接口，其连接到所述第一输入/输出接口；一读接口，其连接到所述位置传感器的一位置信号输出接口；一控制信号输出端，其连接到所述位置传感器的一使能端。其中，所述控制信号发生器产生的控制信号通过所述低频有线线路以及所述位置读写器件传递到所述位置传感器的一使能端。

通过增加位置读写器件以及控制信号发生器，控制信号发生器可以生成用于同步位置信号和射频标签应答的控制信号，该控制信号通过低频信号连接发送至位置读写器件，并由位置读写器件根据控制信号启动或停止位置传感器的位置检测，从而可以控制位置传感器的检测时刻，由此可以实现位置信号与射频标签应答的同步关系，从而RFID读写器能够更有效地滤出误读信息，并且更准确地上报RFID标签信息。

如上所述的射频识别读写器，优选地，所述天线部还包括一第一位置读器件，该第一位置读器件具有：一读接口，其连接到所述位置传感器的一位置信号输出接口；一第四输入/输出接口，其与所述第一频域复用/解复用器连接，且经所述第一频域复用/解复用器耦合到所述低频信号连接。

如上所述的射频识别读写器，在另一个实施例中，所述天线部还包括一第二位置读器件，该第二位置读器件具有：一读接口，其连接到所述位置传感器的一位置信号输出接口（m）；一第四输入/输出接口，连接到第一输入/输出接口。

由位置读器件从位置传感器中读取位置信息并通过低频信号连接发送至位置比较器，位置传感器不需上报位置信息，这简化了位置传感器的功能，从而可以采用功能结构简单的位置传感器，这使得位置传感器的选择范围更为广泛，并且使用功能结构简单的位置传感器可以降低元件成本。

如上所述的射频识别读写器，优选地，所述位置传感器为激光传感器、雷达传感器、超声波传感器或红外测距传感器。可以根据实际工作环境、所需感测范围等因素选择适合的位置传感器。

如上所述的射频识别读写器，优选地，所述第一、第二输入/输出接口可同为串行通信接口或同为并行通信接口。可通过串行通信接口或并行通信接口实现低频信号连接。

如上所述的射频识别读写器，优选地，还包括连接到所述受控选择器的以太网接口或无线网络接口，用来向上位机上报RFID标签等信息。通过信息上报接口，RFID读写器可以向上位机上报信息。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本实用新型的一个实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图；

图2为本实用新型的另一实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图；

图3为本实用新型的又一实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图；

图4为本实用新型的再一实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图；

图5为本实用新型的再一实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图；

图6为本实用新型的再一实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图；

图7为本实用新型的再一实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图；

图8为图2所示RFID读写器的外形结构示意图；

图9为图5所示RFID读写器的外形结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

实施例一

图1为本实用新型一个实施例提供的RFID读写器的电路结构示意图。本实施例提供的RFID读写器100包括天线部110以及读写部120。天线部110通过信号连接130与读写部120连接。天线部110与读写部120间的信号连接130包括射频信号连接131和低频信号连接132。该信号连接130具体实现为有线线路连接。例如，信号连接130可以实现为线缆，也可以实现为印制线路板上的导线，或其他类似的有线线路。该信号连接130在物理实现上可以是单根实体线路，也可以是两根分立的实体线路。

天线部110包括第一射频接口111、天线112以及位置传感器113。天线112与第一射频接口111连接。第一射频接口111耦合到射频信号连接131。一方面，天线112从该第一射频接口111接收来自读写部120的射频读写命令，并以无线信号形式将该射频读写命令发向待读写的RFID标签。另一方面，天线112接收由RFID标签返回的针对上述射频读写命令的射频标签应答。这里，射频读写命令和射频标签应答按照现有的RFID读写器与RFID标签之间的空中协议构成。

天线部110中的位置传感器113能够耦合到信号连接130中的低频信号连接132。位置传感器113用于感测一待测物体相对于天线部的位置信号，该位置信号可经由低频信号连接132传递到读写部120。例如，当带有RFID标签的物体位于读写区时，天线112发送射频读写命令并接收该物体上的RFID标签返回的射频标签应答。与此同时，位置传感器113可以感测该物体的位置信号。

读写部120包括第二射频接口121、射频信号处理电路122、位置比较器123、以及受控选择器124。射频信号处理电路122的射频输入/输出端f与第二射频接口121连接，该第二射频接口121连接到信号连接130中的射频信号连接131。射频信号处理电路122的RFID标签信息输出端g与受控选择器124的输入端c连接。射频信号处理电路122可以经由第二射频接口121向天线部110发送射频读写命令，该射频读写命令通常可以由一个空中协议实现单元（图中未示出）完成。射频信号处理电路122还可以从第二射频接口121接收来自天线部110的射频标签应答，该射频标签应答包含待识别的RFID标签的信息。图1中的射频信号处理电路可以由现有的市场上可获得的射频处理芯片来实现。

读写部120中的位置比较器123具有位置信号输入端b，其耦合到信号连接130中的低频信号连接132，用以从天线部110接收待测物体的位置信号。位置比较器123的参考信号输入端a接收一读写范围。该读写范围为整个射频识别读写器能够正确读出射频标签的范围。该读写范围可以根据应用的场景变化而相应设置。而且，一般而言，所述位置传感器的感测范围大于所述射频识别读写器的读写范围。位置比较器123的结果输出端h连接到受控选择器124的受控端d。位置比较器123在接收到的位置信号落入一个读写范围时，其结果输出端h输出一位置有效信号，否则输出位置失效信号。

受控选择器124的输入端c连接射频信号处理电路122的RFID标签信息输出端g，受控端d连接位置比较器124的结果输出端h。在受控端d接收到位置失效信号时，受控选择器124的输出端e与受控选择器124的输入端c间的连接断开，即，受控选择器124丢弃射频信号处理电路122输出的RFID标签信息。在受控端d接收到位置有效信号时，受控选择器124的输出端e与受控选择器124的输入端c连通，即，受控选择器124选择射频信号处理电路122输出的RFID标签信息。

本实施例提供的RFID读写器100的工作过程主要包括RFID标签信息读取、物体位置检测及射频识别信息选择。

RFID标签信息读取：

RFID标签读取过程与现有技术类似，射频信号处理电路122发送射频读写命令到第二射频接口。该射频读写命令通过射频信号连接132传送至天线112。天线112接收该射频读写命令，并将该射频读写命令以无线电磁波形式发射到读写区域。天线112进而接收到由对该射频读写命令做出响应的RFID标签返回的射频标签应答。该射频标签应答继而通过射频信号连接131返回到射频信号处理电路122。射频信号处理电路122对返回的射频标签应答进行处理，得到RFID标签信息，并将RFID标签信息输出至受控选择器124。

物体位置检测：

位置传感器113感测读写区域内的待测物体的位置信号，并通过低频信号连接132将测得的位置信号发送至位置比较器123。位置比较器123将接收到的位置信号与读写范围进行比较，将比较结果输出至受控选择器124。当位置信号落入读写范围时，位置比较器123输出位置有效信号；当位置信号未落入预设的有效范围时，位置比较器123输出位置失效信号。例如，位置传感器124探测出被测物体的距离为1.5m，而读写范围为1m，此时，位置比较器123则输出位置失效信号；若位置传感器124探测出被测物体的距离为0.5米，读写范围为1m，则位置比较器123输出位置有效信号。

射频识别信息选择：

当受控端接收到位置有效信号时，受控选择器124选择射频信号处理电路122输出的RFID标签信息，当接收到位置无效信号时，受控选择器124丢弃射频信号处理电路122输出的RFID标签信息。

由此可见，本实施例提供的RFID读写器通过在天线部集成位置传感器，可以感测待测物体相对于天线部的位置，进而根据该位置信号可以准确判断带有被读标签的物体是否位于读写范围。如果被测物体位于读写范围，则选择RFID标签信息，否则丢弃该RFID标签信息。通过为天线部增加位置传感器，使天线部具有了位置探测能力，位置信息与射频标签应答可同步获得，因而读写部可以更为准确地结合位置探测结果判断被测物体是否位于读写范围，例如，是否位于天线部的正前方，从而能够较为准确地借助该位置探测结果判断识别出的RFID标签是否存在误读可能。由此，无需为读写部设计复杂的误读滤除算法，即可在较低的计算量、较短的时间内实现对误读信息的滤除。而且，这种RFID读写器可独立完成误读信息的滤除，而无需上位机参与处理，从而减轻了上位机对标签识别的处理。此外，位置传感器与天线部集成为一体，集成度更高。

本实施例中的位置传感器113可采用多种不同的位置传感器，例如，距离传感器和/或方向传感器，这可保证测量的可靠性。可用作位置传感器的传感器例如可包括激光传感器、超声波传感器、红外测距传感器、雷达传感器等。在实际应用时，可以根据具体工作环境、所需感测范围等因素选择适合的传感器。

本实施例中的位置比较器123和受控选择器124均可通过电器元件实现。例如位置比较器123可以是基于运算放大器构成的比较器电路。位置比较器123的两个输入端分别输入位置信号（输入端b）和与读写范围对应的阈值信号（参考信号输入端a）。例如，当位置信号小于阈值信号时，位置比较器123输出位置有效信号“1”；当位置信号大于阈值信号时，位置比较器123输出位置失效信号“0”。相应地，受控选择器124可以基于“与门”实现。具体地，当位置比较器123的输出为“1”时，受控选择器124输出RFID标签信息；当位置比较器123输出“0”时，受控选择器124输出“0”，即丢弃RFID标签信息。当然，位置比较器123还可以实现为具有上、下双阈值的比较器，或者位置比较器123还可以同时比较距离和方向两个数据。受控选择器的受控端由位置比较器的结果输出端控制，且仅在受控端输入有效时输出其接收的RFID标签信息。位置比较器123和受控选择器124也可集成为一体。

在实际应用时，由于超高频（UHF）或微波段RFID系统的读写距离较远，易出现误读现象，从而本实施例提供的RFID读写器适合应用于UHF RFID读写器和微波RFID读写器。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的RFID读写器的电路结构示意图。图8为图2所示RFID读写器的外形结构示意图。

本实施例提供的RFID读写器200包括天线部210以及读写部220，天线部210与读写部220之间的射频信号连接及低频信号连接以频率复用方式加载在同一物理传输线路230中。

天线部210包括第一射频接口211、天线112、位置传感器213以及第一频域复用/解复用器216。天线112及位置传感器213均连接第一频域复用/解复用器216，第一频域复用/解复用器216与第一射频口211连接。天线112通过第一频域复用/解复用器216耦合至射频信号连接，位置传感器213通过第一频域复用/解复用器216耦合至低频信号连接。

读写部220包括第二射频接口221、射频信号处理电路122、位置比较器123、受控选择器124、信息上报接口225以及第二频域复用/解复用器226。射频信号处理电路122的射频输入/输出端f与第二频域复用/解复用器226连接。位置比较器123的位置信号输入端b与第二频域复用/解复用器226连接。射频信号处理电路122通过第二频域复用/解复用器226耦合至射频信号连接，位置比较器123通过第二频域复用/解复用器226耦合至低频信号连接。受控选择器124的输出端e与信息上报接口225连接，从而RFID读写器200可以通过信息上报接口向上位机上报信息。其中，信息上报接口225可以为以太网接口或无线网络接口，从而使RFID读写器200可以通过有线网络或无线网络上报读取的RFID标签信息。

本实施例中的第一频域复用/解复用器216将天线112的射频标签应答信号和位置传感器213输出的位置信号进行频域复用，并将频域复用后的信号传送到第一射频接口211，通过传输线路230以及第二射频接口221传输至第二频域复用/解复用器226。第二频域复用/解复用器226对从第二射频接口221接收的信号进行频域解复用，以得到射频标签应答以及位置信号，并将射频标签应答输出至射频信号处理电路122以及将位置信号输出至位置比较器123。本实施例中，传输线路可为射频电缆。

本实施例提供的RFID读写器的工作过程如下。射频信号处理电路122生成射频读写命令，通过第二频域复用/解复用器226、第二射频接口221、传输线路230、第一射频接口211以及第一频域复用/解复用器216将射频读写命令传送至天线112。天线112以无线电磁波形式发射接收到的射频读写命令并接收RFID标签返回的射频标签应答，继而将射频标签应答输出至第一频域复用/解复用器216。与此同步，位置传感器213检测被测物体相对于天线部210的位置，并将测得的位置信号发送至第一频域复用/解复用器216。第一频域复用/解复用器216将接收到的射频标签应答和位置信号频域复用为一路信号，并通过第一射频接口211、传输线路230以及第二射频接口221传输至第二频域复用/解复用器226。第二频域复用/解复用器226对从第二射频接口221接收到的射频信号进行频域解复用，得到射频标签应答和位置信号，将射频标签应答输出至射频信号处理电路122，并将位置信号输出至位置比较器123。射频信号处理电路122对射频标签应答进行处理，得到RFID标签信息并将RFID标签信息输出至受控选择器124。位置比较器123将位置信号与读写范围进行比较，并将比较结果输出至受控选择器124的受控端d。当受控选择器124的受控端d接收到位置无效信号时，受控选择器124的输入端c与输出端e间的连接断开，即丢弃射频信号处理电路122输出的RFID标签信息。当受控选择器124的受控端d接收到位置有效信号时，受控选择器124的输出端e与输入端c连通，即，将从射频信号处理电路122接收的RFID标签信息输出至信息上报接口225，从而通过信息上报接口向上位机上报信息。

本实施例通过增加第一、第二频域复用/解复用器可以将天线接收的射频标签应答与位置传感器输出的位置信号频域复用为一路信号，通过单根射频电缆传输至读写部，并继而通过第二频域复用/解复用器对该射频信号进行频域解复用，得到射频标签应答和位置信号。从而，通过一根射频电缆就可实现读写部与天线部的射频信号连接和低频信号连接，集成度好，并且在实际应用中线路部署更为简便。

实施例三

图3本实用新型实施例三提供的RFID读写器的电路结构示意图。本实施例提供的RFID读写器300与实施例二提供的RFID读写器200的区别在于，天线部310增加了连接于第一频域复用/解复用器216和位置传感器313之间的位置读器件317。位置读器件317包括与第一频域复用/解复用器216连接的输入/输出接口p，以及与位置传感器313的位置信号输出接口m连接的读接口q。本实施例中，位置传感器313可以在完成位置检测后仅将位置信息存储在例如某寄存器中。然后，位置读器件317的读接口q通过位置传感器313的位置信号输出接口m从位置传感器313中读取位置信号，并通过输入/输出接口p将读取的位置信息发送至第一频域复用/解复用器216。在一实施例中，位置读器件317可周期性地读取位置信号，为位置信号附加时间信息，将附加了时间信息的位置信号发送至读写部，继而可由位置比较器123或受控选择器124根据该时间信息同步RFID标签信息及位置信号。

本实施例中，由位置读器件317从位置传感器313中读取位置信息并传输至第一频域复用/解复用器216，位置传感器313不需上报信息，这简化了位置传感器313的功能，使位置传感器的选择范围更为广泛，并且使用功能结构简单的位置传感器可以降低元件成本。

实施例四

图4本实用新型实施例四提供的RFID读写器的电路结构示意图。本实施例提供的RFID读写器400与实施例二提供的RFID读写器200的区别在于，天线部410增加了连接于第一频域复用/解复用器416和位置传感器413之间的位置读写器件417，并且读写部420增加了与第二频域复用/解复用器426连接的控制信号发生器427。位置读写器件417的输入/输出接口l与第一频域复用/解复用器416连接，读接口j与位置传感器413的位置信号输出接口m连接，控制信号输出端k与位置传感器413的使能端n连接。控制信号发生器427用于生成用于同步射频标签应答和位置信号的控制信号，该控制信号通过低频信号连接发送至位置读写器件417。该控制信号可以控制位置传感器何时启动、何时停止。位置读写器件417则根据该控制信号向位置传感器413的使能端n发送使能或停止信号，并将从位置传感器413读取的位置信号通过低频信号连接发送至位置比较器123。

具体地，控制信号发生器427生成控制信号，发送至第二频域复用/解复用器426。第二频域复用/解复用器426将控制信号和射频信号处理电路122发出的射频读写命令频域复用为一路信号，发送至第一频域复用/解复用器416。第一频域复用/解复用器416对接收到的信号进行频域解复用，将得到控制信号发送至位置读写器件417。位置读写器件417向位置传感器413输出控制信号，从而启动或停止位置传感器413的检测。例如，位置读写器件417向位置传感器413的使能端输出使能信号，使位置传感器413启动检测，或者向位置传感器413的使能端输出失效信号，使位置传感器413停止检测。位置读写器件417还将从位置传感器413读取的位置信号发送至第一频域复用/解复用器416，由第一频域复用/解复用器416将位置信号与天线112返回的射频标签应答频域复用为一路信号，并发送至第二频域复用/解复用器426。

本实施例通过增加位置读写器件以及控制信号发生器，由读写部中的控制信号发生器生成用于同步位置信号和射频标签应答的控制信号，该控制信号通过低频信号连接发送至位置读写器件，并由位置读写器件根据控制信号启动或停止位置传感器的位置检测，因而可以控制位置传感器的检测时刻，由此可以更准确地实现位置信号与射频标签应答的同步关系，从而RFID读写器能够更有效地滤出误读信息，更准确地上报RFID标签信息。

本实施例中的位置比较器123、受控选择器124及控制信号发生器427可由电路元件分别实现，也可集成一体，通过，例如微处理器实现。

实施例五

图5本实用新型实施例五提供的RFID读写器的电路结构示意图。图9为图5所示RFID读写器的外形结构示意图。

本实施例提供的RFID读写器500包括天线部510以及读写部520，天线部510通过用于承载射频信号连接的射频有线线路531及用于承载低频信号连接的低频有线线路532与读写部520连接。

天线部510包括第一射频接口511、第一输入/输出接口519、天线112以及位置传感器513。天线112与第一射频接口511连接，通过第一射频接口511耦合至射频信号连接。位置传感器513与第一输入/输出接口519连接，通过第一输入/输出接口519耦合至低频信号连接。

读写部520包括第二射频接口521、第二输入/输出接口529、射频信号处理电路122、位置比较器123、受控选择器124、以及信息上报接口525。射频信号处理电路122的射频输入/输出端f与第二射频接口521连接，位置比较器123的位置信号输入端b与第二输入/输出接口529连接，受控选择器124的输出端e与信息上报接口525连接。

天线部510的第一射频接口511通过射频有线线路531与读写部520的第二射频接口521连接，天线部510的第一输入/输出接口519通过低频有线线路532与读写部520的第二输入/输出接口529连接，从而天线部510与读写部520之间通过射频有线线路531传输射频信号，通过低频有线线路532传输位置信号。本实施例中的射频信号和位置信号分两路传输，射频有线线路531可由射频电缆实现，低频有线线路532可由低频控制线实现。

本实施例提供的RFID读写器的工作过程如下。射频信号处理电路122生成射频读写命令，通过第二射频接口521、射频有线线路531、第一射频接口511将射频读写命令传送至天线112。天线112以无线电磁波形式发射射频读写命令，并接收RFID标签返回的射频标签应答，继而将射频标签应答返回第一射频接口511，并通过射频有线线路531及第二射频接口521传输至射频信号处理电路122。与此同步，位置传感器513检测待测物体相对于天线部510的位置，并将测得的位置信号发送至第一输入/输出接口519，继而通过低频有线线路532及第二输入/输出接口529传输至位置比较器123。射频信号处理电路122对射频标签应答进行处理，得到RFID标签信息并将RFID标签信息输出至受控选择器124。位置比较器123将接收到的位置信号与读写范围进行比较，将比较结果输出至受控选择器124的使能端d。受控选择器124的使能端d接收到位置无效信号时，受控选择器124的输入端c与输出端e间的连接断开，丢弃射频信号处理电路122输出的RFID标签信息；当受控选择器124的使能端d接收到位置有效信号时，受控选择器124的输出端e与输入端c连通，将从射频信号处理电路122接收的RFID标签信息输出至信息上报接口525，从而通过信息上报接口525向上位机上报信息。

本实施例通过两条信号连接线路分别传输射频信号和位置信号，信号处理相对简单，第一射频接口、第二射频接口均可采用现有的接口，第二通信接口529可利用现有读写部一般都配有的通用通信接口，因而对现有读写部改动小，便于实现。

实施例六

图6本实用新型实施例六提供的RFID读写器的电路结构示意图。本实施例提供的RFID读写器600与实施例五提供的RFID读写器500的区别在于，天线部610增加了连接于第一输入/输出接口519和位置传感器613之间的位置读器件617。位置读器件617包括与第一输入/输出接口519连接的输入/输出接口p，以及与位置传感器613的位置信号输出接口m连接的读接口q。本实施例中，位置传感器613进行位置检测后将位置信息存储于本地，由位置读器件617的读接口q通过位置传感器613的位置信号输出接口m从位置传感器613中读取位置信号，并将该位置信号通过输入/输出接口p发送至第一输入/输出接口519，通过低频有线线路532及第二输入/输出接口529发送至位置比较器123。

本实施例中，由位置读器件517从位置传感器513中读取位置信息并传输至第一通信接口519，位置传感器不需上报信息，这简化了位置传感器的功能，使位置传感器的选择范围更为广泛，并且使用功能结构简单的位置传感器可以降低元件成本。

实施例七

图7本实用新型实施例七提供的RFID读写器的电路结构示意图。本实施例提供的RFID读写器700与实施例五提供的RFID读写器500的区别在于，天线部710增加了连接于第一输入/输出接口519和位置传感器713之间的位置读写器件717，并且读写部720增加了与第二输入/输出接口529连接的控制信号发生器727。位置读写器件717的输入/输出接口l与天线部710的第一输入/输出接口519连接，读接口j与位置传感器713的位置信号输出接口m连接，控制信号输出端k与位置传感器713的使能端n连接。控制信号发生器727用于生成用于同步射频标签应答和位置信号的控制信号，该控制信号通过低频线路连接532发送至位置读写器件717。位置读写器件717用于根据该控制信号启动或停止位置传感器713的检测，并将从位置传感器713读取的位置信号通过低频线路连接532发送至位置比较器123。

具体地，控制信号发生器727生成用于同步射频标签应答和位置信号的控制信号，发送至第二输入/输出接口529，并通过低频有线线路532及第一通信接口519传输至位置读写器件717。位置读写器件717向位置传感器713的使能端发出控制信号，从而启动或停止位置传感器713的检测。位置读写器件717将从位置传感器713读取的位置信号发送至第一输入/输出接口519，并通过低频有线线路532及第二输入/输出接口529传输至位置比较器123。本实施例中的位置比较器123、受控选择器124及控制信号发生器727可由电路元件分别实现，也可集成为一体，通过，例如微处理器实现。

本实施例通过增加位置读写器件以及控制信号发生器，由读写部中的控制信号发生器生成用于同步位置信号和射频标签应答的控制信号，该控制信号通过低频信号连接发送至位置读写器件，并由位置读写器件根据控制信号启动或停止位置传感器的位置检测，因而可以控制位置传感器的检测时刻，由此可以更准确地实现位置信号与射频标签应答的同步关系，从而RFID读写器能够更有效地滤出误读信息，更准确地上报RFID标签信息。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频识别读写器，其特征在于，包括一天线部以及与所述天线部连接的一读写部，其中所述天线部和所述读写部之间的连接包括一射频信号连接和一低频信号连接；

所述天线部（110、210、310、410、510、610、710）包括：

一第一射频接口（111、211、511），其耦合到所述射频信号连接（131）；

一天线（112），连接到所述第一射频接口；

一位置传感器（113、213、313、413、513、613、713），耦合到所述低频信号连接（132），其中所述位置传感器的感测范围大于所述射频识别读写器的读写范围；所述读写部（120、220、420、520、720）包括：

一第二射频接口（121、221、521），其耦合到所述射频信号连接（131）；

一射频信号处理电路（122），具有一射频输入/输出端（f）及一射频标签信息输出端（g），所述射频输入/输出端连接到所述第二射频接口；

一位置比较器（123），其具有耦合到所述低频信号连接的一位置信号输入端（b），接收所述读写范围的一参考信号输入端（a），以及一结果输出端（h）；

一受控选择器（124），其具有：

一受控端（d），其与所述位置比较器的结果输出端（h）连接，

一输入端（c），其与所述射频信号处理电路（122）的射频标签信息输出端（g）连接，

一输出端（e），其在所述受控选择器（124）的受控端接收到有效信号时与所述受控选择器的输入端（c）连通。

2.根据权利要求1所述的射频识别读写器，其特征在于，所述天线部和所述读写部之间的连接为一传输线路（230），其连接在所述第一和第二射频接口之间，而且所述射频信号连接和所述低频信号连接复用在所述传输线路（230）上，

所述天线部还包括第一频域复用/解复用器（216、416），其连接到所述天线（112）、所述第一射频接口（211），以及所述位置传感器（213）；

所述读写部还包括第二频域复用/解复用器（226、426），其连接到所述射频信号处理电路（122）的射频输入/输出端（f）、所述第二射频接口（221）、以及所述位置比较器（123）的位置信号输入端（b）。

3.根据权利要求1所述的射频识别读写器，其特征在于，

所述射频信号连接为一射频有线线路（531），其连接在所述第一射频接口（511）和第二射频接口（521）之间，以及

所述天线部还包括一第一输入/输出接口（519），其连接到所述位置传感器；

所述读写部还包括一第二输入/输出接口（529），其连接到所述位置比较器的位置信号输入端（b），

其中，所述低频信号连接为一低频有线线路（532），其连接在所述第一和第二输入/输出接口之间。

4.根据权利要求2所述的射频识别读写器，其特征在于，

所述读写部还包括一第一控制信号发生器（427），其与所述第二频域复用/解复用器（426）连接，且经所述第二频域复用/解复用器（426）耦合到所述低频信号连接；

所述天线部还包括一第一位置读写器件（417），该第一位置读写器件具有：

一第三输入/输出接口（l），耦合到所述低频信号连接，

一读接口（j），其连接到所述位置传感器的一位置信号输出接口（m），

一控制信号输出端（k），其连接到所述位置传感器（413）的一使能端（n）；

其中，所述第一控制信号发生器（427）产生的控制信号通过所述低频信号连接以及所述第一位置读写器件（417）传递到所述位置传感器的使能端（n）。

5.根据权利要求2所述的射频识别读写器，其特征在于，

所述天线部还包括一第一位置读器件（317），该第一位置读器件具有：

一读接口（q），其连接到所述位置传感器（313）的一位置信号输出接口（m）；

一第四输入/输出接口（p），其与所述第一频域复用/解复用器（216）连接，且经所述第一频域复用/解复用器耦合到所述低频信号连接。

6.根据权利要求3所述的射频识别读写器，其特征在于，

所述读写部还包括一第二控制信号发生器（727），其与所述第二输入/输出接口（529）连接；

所述天线部还包括一第二位置读写器件（717），该第二位置读写器件具有：

一第三输入/输出接口（l），其连接到所述第一输入/输出接口（519），

一读接口（j），其连接到所述位置传感器的一位置信号输出接口（m），

一控制信号输出端（k），其连接到所述位置传感器的一使能端（n）；

其中，所述第二控制信号发生器（727）产生的控制信号通过所述低频有线线路（532）以及所述第二位置读写器件（717）传递到所述位置传感器的所述使能端（n）。

7.根据权利要求3所述的射频识别读写器，其特征在于，

所述天线部还包括一第二位置读器件（617），该第二位置读器件具有：

一读接口（q），其连接到所述位置传感器的一位置信号输出接口（m）；

一第四输入/输出接口（p），连接到第一输入/输出接口（519）。

8.根据权利要求1所述的射频识别读写器，其特征在于，所述位置传感器包括激光传感器、雷达传感器、超声波传感器和红外测距传感器中任一。

9.根据权利要求3所述的射频识别读写器，其特征在于，所述第一和第二输入/输出接口同为串行通信接口或同为并行通信接口。

10.根据权利要求1所述的射频识别读写器，其特征在于，还包括连接到所述受控选择器的输出端的以太网接口或无线网络接口。