一种限定区域RFID读取装置制造方法及图纸

技术编号:18458982 阅读:41 留言:0更新日期:2018-07-18 12:46
本发明专利技术公开了一种限定区域RFID读取装置,属于射频识别系统技术领域。本发明专利技术所述装置包括干扰信号发生模块、信号合路/分配网络和天线阵列;通过设置干扰信号的方式,在天线旁瓣方向发射干扰信号,利用RFID标签接收询问信号信干比(SIR)的控制,解决RFID读取器的限定区域读取问题。本发明专利技术所述装置可以限定RFID读取区域,避免RFID读取器天线旁瓣产生额外的RFID读取区域。

A restricted area RFID reading device

The invention discloses a limited area RFID reading device, belonging to the technical field of radio frequency identification system. The device includes an interference signal generator module, a signal path / distribution network and an antenna array; the interference signal is transmitted in the antenna sidelobe direction by setting the interference signal, and the RFID tag is used to receive the control of the signal to stem ratio (SIR) of the inquiry signal, so as to solve the limited area reading problem of the RFID reader. The device of the invention can restrict the RFID reading area, and avoid additional RFID reading area generated by the sidelobe of the RFID reader antenna.

【技术实现步骤摘要】
一种限定区域RFID读取装置
本专利技术属于射频识别系统
,具体涉及一种限定区域RFID读取装置。
技术介绍
RFID(RadioFrequencyIdentification)技术作为构建“物联网”的关键技术,近年来受到人们越来越多的关注。RFID系统一般包括RFID读取器与RFID标签两部分,RFID读取器通过天线与RFID标签进行无线通信,RFID读取器发射询问信号至RFID标签中,标签返回应答信号,从而实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。RFID系统作为一种非接触式的人员与设备的管理系统,可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便,在人员、车辆、物品管理方面有着越来越广泛的应用。然而在很多RFID系统应用场景中,因为RFID读取器天线固有的旁瓣效应,造成了额外的RFID读取区域,给RFID的使用造成了极大的干扰。例如在电子车牌系统中,为了得到准确、实时的动态车辆数据,需要对RFID读取器限定范围内的车载RFID标签进行高精度识别,然而由于RFID读取器天线固有的旁瓣效应,会将询问信号发射至天线旁瓣覆盖范围之中。由于RFID标签的灵敏度会受到车辆上贴膜或下雨时水膜的影响,为保证其在限定区域内能对RFID读取器的询问信号作出应答,RFID标签需对较大动态范围的询问信号做出应答,导致RFID读取器可能读取到天线旁瓣中灵敏度更高的RFID标签,出现邻道干扰问题或跟车干扰问题,造成交通管理的混乱。即RFID读取器读取限定区域内车辆的电子车牌时,邻车道或者后方车辆的车辆也进入该天线的旁瓣信号覆盖范围,但当旁瓣覆盖区域内RFID标签灵敏度更高时,就可能导致限定区域外的RFID标签被RFID读取器读取,从而对正常的RFID读取带来干扰,导致电子车牌信息读取出错,交通管理出现错误。因此,需要对RFID读取器的读取区域进行限制,以避免其他区域RFID标签对系统正常工作的干扰。目前限定区域的RFID读取有以下几种方法:“一种消除RFID邻道干扰的方法及装置”(CN201310637182)提出了一种基于图像的限制RFID读取区域的方法,通过在RFID读取器处加装相机与后端主机,获得额外的所限定区域的图像信息,当RFID读取器所收到的信号与视频信息相符时,可判断在限定的区域中有RFID标签。此种方法需要加装图像获取设备,增加了系统成本,且不能用于雨、雾等低能见度的天气中。另一种限定RFID读取区域的方法为首先对RFID标签进行精确定位,判断是否在限定区域中,然后对在区域中的RFID标签进行读取,如专利“区域物流移动监测定位方法”(CN201110128917)与“ETC通信控制方法、多波束天线、RSU及ETC系统”(CN201210261400)。然而此种方法需首先对附近所有RFID标签进行定位,读取过程较为复杂,且实现RFID精确定位的技术难度和成本都较高。目前应用最广的方法为通过对RFID系统中的天线做出改进,从而抑制旁瓣干扰。在专利“基于自适应智能天线的RFID阅读器”(CN201310412892)中,RFID阅读器天线应用了智能天线与数字多波束扫描技术,智能天线拥有高定向性和较高的角度分辨率,同时通过控制波束方向,减少响应RFID命令的标签数目,从而避免标签误读;在专利“路侧设备的阵列天线及电子不停车收费系统”(CN201220575394)中,RFID阅读器使用了阵列天线,通过馈电网络的设计,使得天线具有良好的低副瓣电平。此类改进RFID阅读器天线,实现天线波束控制,进而限定RFID读写区域的方法较为常见,但是其实现成本较高,天线副瓣也仍然存在,并未能完全解决旁瓣覆盖范围内的干扰问题。目前RFID系统由于读取器天线旁瓣的存在,并不能实现只读取限定区域内RFID的功能,现有解决方案难以实现或者成本较高,不能完全满足实际工程的需求,因此有必要设计新的技术方案对现有系统进行改善,以提高限定区域内RFID读取的唯一性与准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺陷,提供一种限定区域读取的RFID读取装置,提高RFID系统工作的准确性。本专利技术所提出的技术问题是这样解决的:一种针对单一方向(水平或俯仰)旁瓣区域的限定区域RFID读取装置,包括干扰信号发生模块,信号合路/分配网络和天线阵列;干扰信号发生模块包括干扰信号发生器11和放大器12;信号合路/分配网络包括巴伦13和三个信号合路/分配器14、15、16;天线阵列包括两个天线单元17、18;其中,信号合路/分配器可以为功分器,或者在印制电路板上通过微带电路直接实现;其中,信号合路/分配网络与天线阵列可以整体通过微带电路实现;发射询问与干扰信号:干扰信号发生器11产生干扰信号,放大器12控制干扰信号的功率,从而控制旁瓣覆盖区域的信干比;其中,干扰信号发生器包括波形存储装置,存储各种干扰信号波形;巴伦13将干扰发生器11产生的干扰信号分为幅度相同、相位相反的两路干扰信号,分别送至信号合路/分配器15、16;信号合路/分配器14将RFID读取器读取的询问信号分为相位相同的两路信号并分别送至信号合路/分配器15、16;信号合路/分配器15将其接收到的同相干扰信号和询问信号合路后传输至天线单元17;信号合路/分配器16将其接收到的反相干扰信号和询问信号合路后传输至天线单元18;这样,询问信号通过上述合路/分配网络和天线阵列后形成发射和波束,干扰信号通过上述合路/分配网络和天线阵列后则形成发射差波束;接收应答信号:两个天线单元17、18接收RFID标签的应答信号;信号合路/分配器15将天线单元17接收到的应答信号传输至信号合路/分配器14和巴伦13;信号合路/分配器16将天线单元18接收到的应答信号传输至信号合路/分配器14和巴伦13;信号合路/分配器14将信号合路/分配器15、16接收到的应答信号合路传输至RFID读取器。由于巴伦具有良好的反向隔离度,因此应答信号不会影响放大器12,应答信号通过上述天线阵列和合路/分配网络后形成接收和波束。一种针对双向旁瓣区域的限定区域RFID读取装置,包括干扰信号发生模块,信号合路/分配网络和天线阵列;干扰信号发生模块包括两个干扰信号发生器21、22和两个放大器23、24;信号合路/分配网络包括两个巴伦25、26、四个信号分配器27、28、29、30和五个信号合路/分配器31、32、33、34、35;天线阵列包括四个天线单元36、37、38、39;其中,信号合路/分配器与信号分配器可以为功分器,或者采用微带电路直接实现;其中,信号合路/分配网络与天线阵列可以整体采用微带电路实现;发射询问与干扰信号:干扰信号发生器21产生第一路干扰信号,干扰信号发生器22产生第二路干扰信号;放大器23和放大器24分别控制第一路干扰信号和第二路干扰信号的功率;其中,干扰信号发生器包括波形存储装置,存储各种干扰信号波形;其中,干扰信号可为白噪声干扰信号、单频干扰信号或者窄带干扰信号;优选的,第一路干扰信号和第二路干扰信号正交;巴伦25、26分别将第一路干扰信号和第二路干扰信号分为幅度相同、相位相反的两路干扰信号;信号分配器27、28、29、30分别将巴伦输出的四路干扰信号分为幅度和相位均相同的两路信号;信号合路/分配本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种针对单一方向旁瓣区域的限定区域RFID读取装置,其特征在于,包括干扰信号发生模块,信号合路/分配网络和天线阵列;干扰信号发生模块包括干扰信号发生器(11)和放大器(12);信号合路/分配网络包括巴伦(13)和三个信号合路/分配器(14、15、16);天线阵列包括两个天线单元(17、18);发射询问与干扰信号:干扰信号发生器(11)产生干扰信号,放大器(12)控制干扰信号的功率;巴伦(13)将干扰信号发生器(11)产生的干扰信号分为幅度相同、相位相反的两路干扰信号,分别送至信号合路/分配器(15、16);信号合路/分配器(14)将RFID读取器读取的询问信号分为相位相同的两路信号并分别送至信号合路/分配器(15、16);信号合路/分配器(15)将其接收到的同相干扰信号和询问信号合路后传输至天线单元(17);信号合路/分配器(16)将其接收到的反相干扰信号和询问信号合路后传输至天线单元(18);接收应答信号:两个天线单元(17、18)接收RFID标签的应答信号;信号合路/分配器(15)将天线单元(17)接收到的应答信号传输至信号合路/分配器(14)中;信号合路/分配器(16)将天线单元(18)接收到的应答信号传输至信号合路/分配器(14)中;信号合路/分配器(14)将信号合路/分配器(15、16)接收到的应答信号合路后传输至RFID读取器。...

【技术特征摘要】
1.一种针对单一方向旁瓣区域的限定区域RFID读取装置,其特征在于,包括干扰信号发生模块,信号合路/分配网络和天线阵列;干扰信号发生模块包括干扰信号发生器(11)和放大器(12);信号合路/分配网络包括巴伦(13)和三个信号合路/分配器(14、15、16);天线阵列包括两个天线单元(17、18);发射询问与干扰信号:干扰信号发生器(11)产生干扰信号,放大器(12)控制干扰信号的功率;巴伦(13)将干扰信号发生器(11)产生的干扰信号分为幅度相同、相位相反的两路干扰信号,分别送至信号合路/分配器(15、16);信号合路/分配器(14)将RFID读取器读取的询问信号分为相位相同的两路信号并分别送至信号合路/分配器(15、16);信号合路/分配器(15)将其接收到的同相干扰信号和询问信号合路后传输至天线单元(17);信号合路/分配器(16)将其接收到的反相干扰信号和询问信号合路后传输至天线单元(18);接收应答信号:两个天线单元(17、18)接收RFID标签的应答信号;信号合路/分配器(15)将天线单元(17)接收到的应答信号传输至信号合路/分配器(14)中;信号合路/分配器(16)将天线单元(18)接收到的应答信号传输至信号合路/分配器(14)中;信号合路/分配器(14)将信号合路/分配器(15、16)接收到的应答信号合路后传输至RFID读取器。2.一种针对双向旁瓣区域的限定区域RFID读取装置,其特征在于,包括干扰信号发生模块,信号合路/分配网络和天线阵列;干扰信号发生模块包括两个干扰信号发生器(21、22)和两个放大器(23、24);信号合路/分配网络包括两个巴伦(25、26)、四个信号分配器(27、28、29、30)和五个信号合路/分配器(31、32、33、34、35);天线阵列包括四个天线单元(36、37、38、39);发射询问与干扰信号:干扰信号发生器(21)产生第一路干扰信号,干扰信号发生器(22)产生第二路干扰信号;放大器(23)和放大器(24)分别控制第一路干扰信号和第二路干扰信号的功率;巴伦(25、26)分别将第一路干扰信号和第二路干扰信号分为幅度相同、相位相反的两路干扰信号;信号分配器(27、28、29、30)分别将巴伦输出的四路干扰信号分为幅度和相位均相同的两路信号;信号合路/分配器(31)将RFID读取器的询问信号分为幅度和相位均相同的四路信号,并分别传输至信号合路/分配器(32、33、34、35);信号合路/分配器(32)接收信号合路/分配器(31)的询问信号、信号分配器(27)的第一路干扰信号和信号分配器(29)的第二路干扰信号,将上述三路信号...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈祝明李维铭景茂强姜琦俞婧付宁伯巍
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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