CN218570226U - 射频识别器及车辆识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频识别器及车辆识别装置，射频识别器包括：射频信号收发模块；信号隔离模块，信号隔离模块的第一信号端用于接收对消信号，信号隔离模块的第二信号端与射频信号收发模块连接；信号调节模块，与信号隔离模块的第一耦合端连接；信号合成模块，分别与信号隔离模块的第二耦合端和信号调节模块连接；功率检测模块，与信号合成模块连接；处理模块，分别与信号调节模块和功率检测模块连接以根据功率检测情况控制信号调节模块工作，能够减少射频识别的信号干扰。

Description

射频识别器及车辆识别装置

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，特别涉及一种射频识别器及车辆识别装置。

背景技术

目前，通过利用设于公共场所的射频识别设备，对车辆上加装的数字化号牌进行识别，可以实现对车辆的安全监管。然而，实际应用中，同一场所通常会部署多个射频识别设备，这些射频识别设备在同时工作时容易产生同邻频干扰(也即产生泄露信号)，影响到射频识别设备的正常工作状态。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种射频识别器及车辆识别装置，能够减少射频识别的信号干扰。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种射频识别器，包括：

射频信号收发模块；

信号隔离模块，所述信号隔离模块的第一信号端用于接收对消信号，所述信号隔离模块的第二信号端与所述射频信号收发模块连接；

信号调节模块，与所述信号隔离模块的第一耦合端连接；

信号合成模块，分别与所述信号隔离模块的第二耦合端和所述信号调节模块连接；

功率检测模块，与所述信号合成模块连接；

处理模块，分别与所述信号调节模块和所述功率检测模块连接以根据功率检测情况控制所述信号调节模块工作。

根据本实用新型实施例的一种射频识别器，至少具有如下有益效果：

在本实用新型实施例中，先通过信号隔离模块，将对消信号和从射频信号收发模块接收的泄露信号分别导向不同通路，使得对消信号经过信号调节模块的调节处理后进入信号合成模块，而泄露信号通过第二耦合端直接进入信号合成模块，则信号合成模块对泄露信号与调节后的对消信号进行对消处理，最后由功率检测模块根据信号合成模块输出的信号进行功率检测并反馈给处理模块，使得处理模块根据功率检测情况控制信号调节模块工作，能够提高对对消信号进行信号调整的精度，保证对消信号与泄露信号之间的抵消效果，从而减少射频识别的信号干扰，改善射频接收的灵敏度。

根据本实用新型的一些实施例，所述信号调节模块包括功率分配器、信号调节单元和合成器，所述功率分配器与所述信号隔离模块的第一耦合端连接，所述功率分配器通过所述信号调节单元与所述合成器连接，所述合成器与所述信号合成模块连接，所述信号调节单元与所述处理模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述信号调节模块包括功率分配器、信号调节单元和合成器，所述功率分配器与所述信号隔离模块的第二耦合端连接，所述功率分配器通过所述信号调节单元与所述合成器连接，所述合成器与所述信号合成模块连接，所述信号调节单元与所述处理模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述信号调节单元包括第一移相单元和第二移相单元，所述功率分配器的第一输出端通过所述第一移相单元与所述合成器连接，所述功率分配器的第二输出端通过所述第二移相单元与所述合成器连接，所述第一移相单元和所述第二移相单元均与所述处理模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括分压调节模块，所述功率检测模块通过所述分压调节模块与所述信号合成模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述分压调节模块包括第一分压单元和第二分压单元，所述第一分压单元的一端与所述信号合成模块连接，所述第一分压单元的另一端分别与所述功率检测模块和所述第二分压单元的一端连接，所述第二分压单元的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一分压单元和所述第二分压单元均与所述处理模块连接，所述处理模块还用于分别控制所述第一分压单元和所述第二分压单元的分压情况。

根据本实用新型的一些实施例，还包括基带模块，所述基带模块包括第一主控单元和通信单元，所述第一主控单元分别与所述处理模块和所述通信单元连接，所述通信单元用于与外部数据平台建立通信连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括电源保护模块、滤波模块和电源适配器，所述电源保护模块分别与所述滤波模块和外部电源连接，所述滤波模块通过所述电源适配器与所述基带模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括加密模块，所述加密模块与所述处理模块连接。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆识别装置，包括：上述任一实施例公开的射频识别器；图像识别模块，包括第二主控单元和图像感知单元，所述图像感知单元用于拍摄图像，所述第二主控单元分别与所述图像感知单元和所述射频识别器连接，以根据图像拍摄情况和射频识别情况进行车辆识别。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例中一种射频识别器的模块组成示意图；

图2为本实用新型实施例中一种射频识别器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一种分压调节模块的应用结构示意图；

图4为本实用新型实施例中另一种射频识别器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中一种车辆识别装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中另一种车辆识别装置的结构示意图。

附图标记：

射频识别器100、射频信号收发模块110、信号隔离模块120、信号调节模块130、功率分配器131、第一移相单元132、第二移相单元133、合成器134、信号合成模块140、功率检测模块150、处理模块160、分压调节模块170、基带模块180、第一主控单元181、通信单元182、电源保护模块191、滤波模块192、电源适配器193、图像识别模块200、图像感知单元210、第二主控单元220、外壳300、补光灯310以及第二天线接口320。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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实用新型中的具体含义。

如图1所示，根据本实用新型实施例的射频识别器100，包括射频信号收发模块110、信号隔离模块120、信号调节模块130、信号合成模块140、功率检测模块150和处理模块160。信号隔离模块120的第一信号端用于接收对消信号，信号隔离模块120的第二信号端与射频信号收发模块110连接，信号隔离模块120的第一耦合端与信号调节模块130连接。信号合成模块140，分别与信号隔离模块120的第二耦合端和信号调节模块130连接。功率检测模块150与信号合成模块140连接，处理模块160分别与信号调节模块130和功率检测模块150连接以根据功率检测情况控制信号调节模块130工作。

在本实用新型实施例中，射频收发模块可以包括调制解调电路和天线，调制解调电路分别与天线和处理模块160连接。其中，天线的数量可以根据实际需求进行调整，比如4个或5个，不做具体限定。一方面，调制解调电路用于将处理模块160欲发往射频标签的命令调制到射频信号上，经由天线发送给射频标签，使得射频标签对接收的射频信号做出响应。另一方面，天线还用于接收射频标签返回的回波信号，则调制解调电路还用于对回波信号进行加工处理，以从回波信号中解调提取出回送数据，并发送给处理模块160。

在本实用新型实施例中，信号隔离模块120可以采用分支定向耦合器、环形耦合器或耦合线定向耦合器等，对此不做具体限定。具体的，信号隔离模块120的输入输出存在方向性。参照图2所示，当第一信号端输入对消信号S_F时，第一信号端与第一耦合端之间形成通路，而第二耦合端被隔离；当第二信号端输入泄露信号S_R时，第二信号端与第二耦合端之间形成通路，而第一耦合端被隔离，从而有效隔离泄露信号和对消信号。

其中，可选的，处理模块160可以通过功率放大器与信号隔离模块120的第一耦合端连接，从而根据需求灵活生成对消信号并调整对消信号的信号特征。

在本实用新型实施例中，处理模块160用于为射频标签提供能量并实现对数据的编码和解码处理等，则处理模块160可以由电路板上的CPU或者微控制单元(microcontroller unit，MCU)等处理芯片及其外围电路构成，不做限定。可选的，参照图2所示，处理模块160具体可以包括现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，FPGA)芯片、数模转换器(digital to analog converter，DAC)、模数转换器(analog to digitalconverter，ADC)和MCU，其中，FPGA分别与DAC、ADC和MCU连接。

在本实用新型实施例中，信号合成模块140可以采用信号合成器等；功率检测模块150用于检测信号合成模块140输出信号S_F1的功率，则功率检测模块150可以采用现有的功率检测芯片(比如HLW8110芯片等)或其他功率检测电路(比如包括相互连接的电流检测单元、电压检测单元和处理模块160)等；对上述模块均不做具体限定。实际应用中，针对与信号合成模块140连接的任意功能模块接口RX_IN，该功能模块接口RX_IN可用于输入经过信号合成模块140处理的信号，减少了射频干扰。

可见，基于上述射频识别器100，先通过信号隔离模块120，将对消信号和从射频信号收发模块110接收的泄露信号分别导向不同通路，使得对消信号经过信号调节模块130的调节处理后进入信号合成模块140，而泄露信号通过第二耦合端直接进入信号合成模块140，则信号合成模块140对泄露信号与调节后的对消信号进行对消处理，最后由功率检测模块150根据信号合成模块140输出的信号进行功率检测并反馈给处理模块160，使得处理模块160根据功率检测情况控制信号调节模块130工作，能够提高对对消信号进行信号调整的精度，保证对消信号与泄露信号之间的抵消效果，从而减少射频识别的信号干扰，改善射频接收的灵敏度。

参照图2所示，在本实用新型的一些实施例中，信号调节模块130包括功率分配器131、信号调节单元和合成器134。其中，功率分配器131与信号隔离模块120的第一耦合端连接，功率分配器131用于将对消信号分为相互正交的至少两路输出信号。具体的，功率分配器131具有输入端和至少两个输出端，功率分配器131的输入端与信号隔离模块120的第一耦合端连接，功率分配器131的各个输出端均与信号调节模块130连接以向信号调节模块130输入不同路的输出信号。此外，功率分配器131还通过信号调节单元与合成器134连接，而信号调节单元与处理模块160连接，故处理模块160可以控制信号调节模块130对各路输出信号进行调节处理，再将所有调节后的输出信号输入合成器134中进行合成处理，得到合成信号。合成器134与信号合成模块140连接以将合成信号输入信号合成模块140。

可见，处理模块160通过信号调节单元对至少两路输出信号进行调节，使得上述至少两路输出信号在任意信号象限中均可合成出与泄露信号之间满足对消条件的信号。实际应用中，处理模块160可以通过限时增加扫描点数确定泄露信号的象限，进一步改善象限定位的精准度。

进一步的，在本实用新型的一些实施例中，信号调节单元包括第一移相单元132和第二移相单元133，功率分配器131的第一输出端通过第一移相单元132与合成器134连接，功率分配器131的第二输出端通过第二移相单元133与合成器134连接，第一移相单元132和第二移相单元133均与处理模块160连接。

其中，具体的，第一移相单元132可以采用第一移相开关，第二移相单元133可以采用第二移相开关，第一移相开关和第二移相开关的结构包括但不限于四个相互交叉耦合的三极管，本领域技术人员可以根据电路设计需求选择上述移相开关的结构。示例性的，参照图2所示，可以将功率分配器131生成的I路信号输入第一移相单元132，将功率分配器131生成的Q路信号输入第二移相单元133，且I路信号与Q路信号相互正交。处理模块160通过分别对第一移相单元132和第二移相单元133进行移相和开关控制，使得第一移相单元132输入I+信号和I-信号，第二移相单元133输出Q+信号和Q-信号。

在本实用新型的一些实施例中，该射频识别器100还可以包括分压调节模块170，功率检测模块150通过分压调节模块170与信号合成模块140连接。可见，通过分压方式提取检测信号，再通过功率检测模块150对检测信号进行功率检测，便于选用动态范围更大的功率检测模块150，扩大了功率电平的检测范围。

参照图3所示，一种实现方式中，分压调节模块170包括第一分压单元和第二分压单元，第一分压单元的一端与信号合成模块140连接，第一分压单元的另一端分别与功率检测模块150和第二分压单元的一端连接，第二分压单元的另一端接地。具体的，第一分压单元可以采用第一电阻或第一电容等，第二分压单元可以采用第二电阻或第二电容等，第一电阻和第二电阻的电阻值以及第一电容和第二电容的电容值均可以根据实际需求进行调整，不做限定。

进一步的，其他实现方式中，第一分压单元和第二分压单元均可以与处理模块160连接，处理模块160还用于分别控制第一分压单元和第二分压单元的分压情况，从而更加灵活地调整电压范围。比如，第一分压单元包括至少两个分压电阻和至少一个开关，这些分压电阻与开关连接以形成分压支路，处理模块160与每个开关连接以分别控制开关的通断状态，进而可以改变接入分压支路的分压电阻及其数量，实现不同的分压效果。又比如，第一分压单元也可以采用可调电阻。类似的，第二分压单元也可参照对第一分压单元的说明，不做赘述。

参照图4所示，在本实用新型的一些实施例中，该射频识别器100还包括基带模块180，基带模块180包括第一主控单元181和通信单元182，第一主控单元181分别与处理模块160和通信单元182连接，通信单元182用于与外部数据平台建立通信连接，也就是说，第一主控单元181通过通信单元182与外部数据平台进行数据交互，便于远程管理。其中，第一主控单元181可以由电路板上的CPU或者MCU等处理芯片及其外围电路构成；通信单元182可以包括但不限于4G通信单元、蓝牙通信单元和WIFI通信单元等；外部数据平台可以指外部的车辆管理平台、云端或服务器等；均不做具体限定。可选的，基带模块180还可以包括基带板，基带板用于实现电源管理和提供各种借口电路。

参照图4所示，在本实用新型的一些实施例中，该射频识别器100还包括电源保护模块191、滤波模块192和电源适配器193，电源保护模块191分别与滤波模块192和外部电源连接，滤波模块192通过电源适配器193与基带模块180连接，从而实现安全可靠的供电电路。其中，电源保护模块191可以包括电源防雷器等，以起到电源保护作用；滤波模块192可以采用电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)滤波器或射频滤波器等，用于有效地抑制噪声,提高射频识别器100的抗干扰能力及可靠性；均不做具体限定。

参照图4所示，在本实用新型的一些实施例中，该射频识别器100还包括加密模块，加密模块与处理模块160连接,以起到数据加密作用。其中,加密模块可以指采用特定加密算法或通信协议对数据进行加密的模块，加密模块具体可以采用支持SM1、SM2、SM3和SM4等算法的加密芯片，亦不做限定。

实际应用中，射频识别器100还可以包括设备壳体，上述射频信号收发模块110、信号隔离模块120、信号调节模块130、信号合成模块140、功率检测模块150和处理模块160均可设于设备壳体内。具体的，设备壳体上还可以设有电源插座,电源插座用于接入外部电源,且电源插座与电源保护模块191连接。设备壳体上还可以设有至少一个通信接口，通信接口与基带模块180连接，且通信接口包括但不限于有线网口、无线网口、USB接口、通用输入输出端口(general purpose input/output port，GPIO)和串行通信接口(比如RS232和RS485等)中至少一种。进一步的，设备壳体上还设有至少一个第一天线接口，每个第一天线接口与射频信号收发模块110连接，且第一天线接口用于连接射频通信的天线，如图4所示，设备壳体上设有4个第一天线接口，分别为ANT1、ANT2、ANT3和ANT4，这仅为一种示例，对第一天线接口的数量不构成具体限定。相应的，设备壳体上还设有多个指示灯，比如与不同第一天线接口对应的指示灯TX1、TX2、TX3和TX4，以及电源指示灯PWR和通信4G指示灯等。基带模块180与指示灯连接以根据天线工作情况控制指示灯的明灭。

基于上述射频识别器100，本实用新型实施例还应用于一种车辆识别装置。参照图5所示，根据本实用新型实施例的车辆识别装置，包括射频识别器100和图像识别模块200。图像识别模块200包括第二主控单元220和图像感知单元210，图像感知单元210用于拍摄图像，第二主控单元220分别与图像感知单元210和射频识别器100连接，以根据图像拍摄情况和射频识别情况进行车辆识别。其中，第二主控单元220可以由电路板上的CPU或者MCU等处理芯片及其外围电路构成，图像感知单元210可以包括摄像头和其他光学图像传感器等，均不做具体限定。可见，在车辆识别装置中，射频识别器100用于识别车辆上的电子标识(比如RFID标签，且RFID标签中记录了车辆的车牌号及登记信息等)，图像识别模块200用于识别车辆上的物理车牌号并监控行驶情况等，实现对物理车牌号识别、道路违法行为判别和道路交通流量感知等，故射频识别器100与图像识别模块200可以协同工作。具体的，射频识别器100可以与第二主控单元220通过串口连接。

一些可选的实施方式中，射频识别器100可以将获得的射频识别信息发送给图像识别模块200，从而触发图像识别模块200进行图像或视频拍摄。而图像识别模块200也可以向射频识别器100下发控制指令、配置指令和升级指令等，实现对射频识别器100的控制、配置及升级功能。

一些可选的实施方式中，图像识别模块200也可以将图像识别结果与从射频识别器100接收的射频识别信息进行匹配，若匹配成功，则图像识别模块200可以将图像识别结果上传到外部数据平台。示例性的，若射频识别器100从车辆的电子标识中识别出车辆号“AB123”，而图像识别模块200识别车辆的物理车牌号为“AB123”，则图像识别结果与射频识别信息匹配成功。

一些可选的实施方式中，图像识别模块200还可以存储机动车识别算法(或模型)、电动自行车识别算法(或模型)，通过机动车识别算法进行机动车的识别，并通过电动自行车识别算法进行电动自行车的识别，故通过兼容上述两种算法，车辆识别装置既适用于机动车交通治理，也适用于电动自行车交通治理。

以实际应用场景为例进行说明，可以在交通路口部署多个射频识别器100，以监控路口的不同方向。射频识别器100通过天线向外辐射电磁波，并在天线正前方产生辐射场，当设有电子标识的车辆进入场中并被激活时，电子标识通过反向散射调制将电子标识内的数据信号加载到反射信号上，故射频读写器通过天线接收该信号，再通过解调、解码、解密等过程识别电子标识，得到射频识别信息，同时将射频识别信息通过串口发送至图像识别模块200，由图像识别模块200将采集到的数据上传至车辆管理平台。

一些可选的实施方式中，参照图6所示，车辆识别装置还包括外壳300，射频识别器100与图像识别模块200均设于外壳300内。可选的，外壳300上还可有用于接入天线的第二天线接口320，第二天线接口320与射频识别器100的第一天线接口连接。外壳300中图像感知单元210处还设有补光灯310，从而起到补光作用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种射频识别器，其特征在于，包括：

射频信号收发模块；

信号隔离模块，所述信号隔离模块的第一信号端用于接收对消信号，所述信号隔离模块的第二信号端与所述射频信号收发模块连接；

信号调节模块，与所述信号隔离模块的第一耦合端连接；

信号合成模块，分别与所述信号隔离模块的第二耦合端和所述信号调节模块连接；

功率检测模块，与所述信号合成模块连接；

处理模块，分别与所述信号调节模块和所述功率检测模块连接以根据功率检测情况控制所述信号调节模块工作。

2.根据权利要求1所述的射频识别器，其特征在于，所述信号调节模块包括功率分配器、信号调节单元和合成器，所述功率分配器与所述信号隔离模块的第一耦合端连接，所述功率分配器通过所述信号调节单元与所述合成器连接，所述合成器与所述信号合成模块连接，所述信号调节单元与所述处理模块连接。

3.根据权利要求2所述的射频识别器，其特征在于，所述信号调节单元包括第一移相单元和第二移相单元，所述功率分配器的第一输出端通过所述第一移相单元与所述合成器连接，所述功率分配器的第二输出端通过所述第二移相单元与所述合成器连接，所述第一移相单元和所述第二移相单元均与所述处理模块连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的射频识别器，其特征在于，还包括分压调节模块，所述功率检测模块通过所述分压调节模块与所述信号合成模块连接。

5.根据权利要求4所述的射频识别器，其特征在于，所述分压调节模块包括第一分压单元和第二分压单元，所述第一分压单元的一端与所述信号合成模块连接，所述第一分压单元的另一端分别与所述功率检测模块和所述第二分压单元的一端连接，所述第二分压单元的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的射频识别器，其特征在于，所述第一分压单元和所述第二分压单元均与所述处理模块连接，所述处理模块还用于分别控制所述第一分压单元和所述第二分压单元的分压情况。

7.根据权利要求1至3任一项所述的射频识别器，其特征在于，还包括基带模块，所述基带模块包括第一主控单元和通信单元，所述第一主控单元分别与所述处理模块和所述通信单元连接，所述通信单元用于与外部数据平台建立通信连接。

8.根据权利要求7所述的射频识别器，其特征在于，还包括电源保护模块、滤波模块和电源适配器，所述电源保护模块分别与所述滤波模块和外部电源连接，所述滤波模块通过所述电源适配器与所述基带模块连接。

9.根据权利要求1至3任一项所述的射频识别器，其特征在于，还包括加密模块，所述加密模块与所述处理模块连接。

10.一种车辆识别装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的射频识别器；

图像识别模块，包括第二主控单元和图像感知单元，所述图像感知单元用于拍摄图像，所述第二主控单元分别与所述图像感知单元和所述射频识别器连接，以根据图像拍摄情况和射频识别情况进行车辆识别。

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