一种标签信号解码方法、标签解码装置及标签阅读器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及RFID射频技术领域，主要涉及一种标签信号解码方法、标签解码装置及标签阅读器。包括数据采样步骤、帧头检测步骤和数据解码步骤。帧头检测步骤中运用相关系数来度量帧头模板序列和标签数据信号序列的匹配程度，以波形比对的方式准确寻找帧头；数据解码步骤中根据采样倍数N和数据部分的电平跳变情况提取一个位周期的数据序列，可以处理一定程度的频偏导致解码失败的问题；根据累加值确定数据位的值运算量小、判断结果可靠、并且具有一定的容错性。

【技术实现步骤摘要】
一种标签信号解码方法、标签解码装置及标签阅读器
本专利技术涉及RFID射频
，主要涉及一种标签信号解码方法、标签解码装置及标签阅读器。
技术介绍
RFID（RadioFrequencyIdentification）技术是指以识别和数据交换为目的，利用感应、无线电波或微波进行非接触双向通信的自动识别技术，利用这种技术可以实现对所有物理对象的追踪和管理。RFID标签信号解码的好坏直接影响到读写器的灵敏度和吞吐量，成为评定读写器性能的一个重要指标。根据GB29768标准规定规定，RFID标签返回给RFID读写器的标签信号是FM0编码格式。标签信号包括帧头部分和数据部分。FM0编码的特点是：在一个位窗内采用电平的变化表示不同的逻辑。如果电平只在位窗的起始处翻转（即变化），其它位置不翻转，则表示逻辑“1”；如果电平既在位窗的起始处翻转，又在位窗的中间翻转，则表示逻辑“0”。另外，根据FM0编码规则，无论传送的码元是“0”还是“1”，在位窗的起始处都需要发生电平翻转。图1示出了四个FM编码格式的数据波形图。其中，S1、S4代表逻辑“1”，S2、S3代表逻辑“0”。图2示出了S1、S2、S3、S4之间的状态切换图。现有技术在寻找标签信号的帧头时，通常根据标签信号的强度来判断：当信号强度大于一定阈值时，即认为是标签信号的帧头，进而开始后续数据部分的解码流程。当标签信号的信噪比比较小的时候，容易将噪声误认为是有效帧头，从而错误的开启一个解码过程，错过真正的有效信号，降低解码成功率。申请公布号CN104361370A，申请公布日2015年2月18日的专利技术专利申请公开了一种超高频RFID读写器FM0编码帧头判别方法，该方法利用EPC协议中关于帧头信号的规定，抓住帧头主要判别标识V，提高码元在接收起始段的容错性，在接收稳定后恢复误码判断的灵敏度，来实现即提高帧头正确判断的效率，又保证无效信号及时被发现并终止通信。但是，该技术方案仅适用于标签信号由于干扰造成帧头起始部分偏差的情况下被误判为无效通信的问题。如果干扰发生在帧头的中间部分，则无法识别出帧头。现有技术对FM0标签信号数据部分的解码主要有两种方法：一.根据一定的频率来对采样数据进行固定点数的切分，切分的点数取决于采样倍数。比如四倍采样时，则以四个采样点为单位对数据部分进行切分，然后对每个单位（四个采样点）按照FM0编码规则进行解码。当标签信号的频率存在偏差时，对采样数据的切分就存在误差，并且这个误差会累积。数据量越大，误差越大，容易导致时间顺序上靠后的数据部分的解码错误。申请公布号CN104361383A，申请公布日2015年2月18日的专利技术专利申请公开了一种超高频RFID读写器FM0编码的解码方法。利用频率提取模块提取标签信号的实际频率，然后根据提取到的实际频率得到下一个码元的理想模板，并根据下一个码元的实际信号与理想模板比较的结果确定码元的值。需要动态采集标签信号的实际频率，并且根据采集到的实际频率动态生成标签信号的每一个码元（即每一位标签数据的信号）的理想模板并将实际信号与理想模板进行比较。系统实现复杂、成本高、运算量大。二.通过采样数据部分信号上升沿或者下降沿的方式来进行解码。其中一种方法是：采样数据部分信号相邻两个下降沿之间的时间间隔，根据FM0的编码规则（比如FM0最小位周期为T），下降沿在1T、1.5T、2T时分别代表不同的电平数据，根据该编码规则把相邻两个下降沿之间的时间间隔转化为对应的高低电平信息，基于按照时间顺序组合起来的这些信息进行提取解码。这种解码方案对标签信号的质量要求非常高，当信号中存在毛刺情况，则采用信号沿的方法将会失效。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于FM0编码的标签信号解码方法，基于该解码方法可以准确查找标签信号的帧头并且可以提高在标签信号频偏时的解码成功率。该标签信号解码方法包括：数据采样，N倍采样接收到的标签模拟信号以获得标签数字信号序列；帧头检测，计算标签数字信号序列与预设的帧头序列的相关度，从所述相关度大于预设值的时刻开始存储所述标签数字信号序列；数据解码，按位解码所述标签数据信号序列的数据部分；所述数据解码步骤中，根据采样倍数N和所述数据部分的电平跳变情况，提取所述数据部分中的一个位周期的数据序列，根据所述数据序列的累加值确定所述数据序列对应数据位的值。上述技术方案中，运用相关系数来度量帧头序列和标签数据信号序列的匹配程度，以波形比对的方式准确寻找帧头；根据采样倍数N和数据部分的电平跳变情况提取一个位周期的数据序列，可以处理一定程度的频偏导致解码失败的问题；根据累加值确定数据位的值运算量小、判断结果可靠、并且具有一定的容错性。进一步地，所述帧头检测步骤中，相关度，其中x（t）表示所述标签数字信号序列在t时刻的值，y（t）表示所述帧头序列在t时刻的值。进一步地，所述数据解码步骤包括：位数据提取，根据采样倍数N和所述数据部分的电平跳变情况，提取所述标签数字信号序列的数据部分第一个位周期的数据序列；提取成功，则将剩余的数据部分作为新的数据部分，并且进入位数据解码步骤；否则，结束数据解码；位数据解码，对提取的所述数据序列进行累加运算，根据所述累加运算的累加值确定所述数据序列对应数据位的值；如果新的数据部分不为空，则返回位数据提取步骤；否则，结束数据解码。进一步地，所述位数据提取步骤中，如果所述数据部分第M个数据点有发生电平跳变并且（N-a）<=（M-1）<=（N+a），则提取所述数据部分的第M个数据点之前的数据点作为一个位周期的数据序列；其中，a为频偏因子。进一步地，所述位数据解码中步骤中：如果所述累加值为0到b之间的整数或者所述累加值为（M-1-b）到（M-1）之间的整数，则确定所述数据序列对应数据位的值为1；否则，确定所述数据序列对应数据位的值为0；其中，b为容错因子。本专利技术提出了一种基于FM0编码的标签信号解码装置，基于该解码装置可以准确查找标签信号的帧头并且可以提高在标签信号频偏时的解码成功率。该标签信号解码装置包括：数据采用模块，用于N倍采样接收到的标签模拟信号以获得标签数字信号序列；帧头检测模块，计算所述数据采样模块获得的标签数字信号序列与帧头序列的相关度，从所述相关度大于预设值的时刻开始将所述标签数字信号序列存储至存储单元；数据解码模块，按位解码所述存储单元中的所述标签数据信号序列的数据部分；所述数据解码模块，根据采样倍数N提取所述数据部分中的一个位周期的数据序列，根据所述数据序列的累加值确定所述数据序列对应数据位的值。上述技术方案中，运用相关系数来度量帧头序列和标签数据信号序列的匹配程度，以波形比对的方式准确寻找帧头；根据采样倍数N和数据部分的电平跳变情况提取一个位周期的数据序列，可以处理一定程度的频偏导致解码失败的问题；根据累加值确定数据位的值运算量小、判断结果可靠、并且具有一定的容错性。进一步地，所述帧头检测模块根据公式计算相关度Pxy，其中x（t）表示所述标签数字信号序列在t时刻的值，y（t）表示所述帧头序列在t时刻的值。进一步地，所述数据解码模块包括：位数据提取单元，根据采样倍数N提取所述标签数字信号序列的数据部分第一个位周期的数据序列；提取成功，则将剩余的数据部分作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种标签信号解码方法，其特征在于，包括：数据采样，N倍采样接收到的标签模拟信号以获得标签数字信号序列；帧头检测，计算标签数字信号序列与预设的帧头序列的相关度，从所述相关度大于预设值的时刻开始存储所述标签数字信号序列；数据解码，按位解码所述标签数据信号序列的数据部分；所述数据解码步骤中，根据采样倍数N和所述数据部分的电平跳变情况，提取所述数据部分中的一个位周期的数据序列，根据所述数据序列的累加值确定所述数据序列对应数据位的值。

【技术特征摘要】
1.一种标签信号解码方法，其特征在于，包括：数据采样，N倍采样接收到的标签模拟信号以获得标签数字信号序列；帧头检测，计算标签数字信号序列与预设的帧头序列的相关度，从所述相关度大于预设值的时刻开始存储所述标签数字信号序列；数据解码，按位解码所述标签数据信号序列的数据部分；所述数据解码步骤中，根据采样倍数N和所述数据部分的电平跳变情况，提取所述数据部分中的一个位周期的数据序列，根据所述数据序列的累加值确定所述数据序列对应数据位的值。2.根据权利要求1所述的一种标签信号解码方法，其特征在于：所述帧头检测步骤中，相关度，其中x（t）表示所述标签数字信号序列在t时刻的值，y（t）表示所述帧头序列在t时刻的值。3.根据权利要求1或2所述的一种标签信号解码方法，其特征在于，所述数据解码步骤包括：位数据提取，根据采样倍数N和所述数据部分的电平跳变情况，提取所述标签数字信号序列的数据部分第一个位周期的数据序列；提取成功，则将剩余的数据部分作为新的数据部分，并且进入位数据解码步骤；否则，结束数据解码；位数据解码，对提取的所述数据序列进行累加运算，根据所述累加运算的累加值确定所述数据序列对应数据位的值；如果新的数据部分不为空，则返回位数据提取步骤；否则，结束数据解码。4.根据权利要求3所述的一种标签信号解码方法，其特征在于：所述位数据提取步骤中，如果所述数据部分第M个数据点有发生电平跳变并且（N-a）<=（M-1）<=（N+a）,则提取所述数据部分的第M个数据点之前的数据点作为一个位周期的数据序列；其中，a为频偏因子。5.根据权利要求4所述的一种标签信号解码方法，其特征在于，所述位数据解码步骤中：如果所述累加值为0到b之间的整数或者所述累加值为（M-1-b）到（M-1）之间的整数，则确定所述数据序列对应数据位的值为1；否则所述数据序列对应数据位的值为0；其中，b为容错因子。6.一种标签信号解码装置，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王通生，戴立君，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33