智能货架射频识别天线制造技术

技术编号:19753267 阅读:28 留言:0更新日期:2018-12-12 06:24
本实用新型专利技术公开了一种智能货架射频识别天线,提供快速且100%准确读取标签的RFID货架天线。频率为13.56MHz RFID的天线是近场天线,天线以线圈形式体现,便于铺设货架。但是也存在标签盲区以及盘点速度慢的缺点。因此本实用新型专利技术通过采用相对小面积同层天线的部分重叠方式规避了大面积天线内部以及天线线圈跨界位置的电子标签读取盲区,实现了客户随意摆放物品都可以被100%读取到。通过小的射功率以及金属和高磁导率膜的磁场屏蔽解决了多层货架的多阅读器同时工作的同频干扰问题。采用了货架同层之间的多阅读器同时轮询切换本层货架的天线,结构简单,实现了快速的盘点,改善了客户的使用感受。

【技术实现步骤摘要】
智能货架射频识别天线
本技术涉及微波天线
,具体地,涉及一种智能货架射频识别天线。
技术介绍
亚马逊2016年推出的AmazonGo无人商店,其“即拿即走,免排队”的超前购物体验一经发布便广受业界瞩目,一时之间,无人商店俨然已成为全球零售业的新趋势。目前无人商店在技术上大致可分为三个流派,AmazonGo、淘咖啡及takego可划为一个流派,三者用的都是目前大热的前沿技术,比如机器视觉、深度学习算法、传感器融合技术、卷积神经网络、生物识别等,三者似乎都不约而同地没有采用RFID技术,这点颇值得深思。第二个流派则主要是指缤果盒子、7-11、罗森日本无人店,这几家主要利用了RFID标签技术,RFID在对货物的识别与防盗上更具优势,该方案由来已久,技术上也较为成熟了。第三个流派则是像便利蜂、小e微店等,主要是利用二维码来完成对货物的识别,优势是成本低,与传统零售较为接近。目前来看,所有的无人商店皆存在诸多缺陷,应该说AmazonGo、淘咖啡所提倡的“拿了就走”的购物体验才是理想的无人零售,但其所采用的一系列前沿技术的可靠性与稳定性目前尚无法保证,像AmazonGo对错位商品的识别、商店人流量大时的身份确认等都亟待技术的再发展;像第二及第三流派所言的无人零售,特别是第三流派,与传统的零售存在较多相似处,但减少了人的参与度,提升了效率,一旦规模应用,其创造的效益同样会非常惊人!第二个流派主要利用了RFID标签技术,频率以使用13.56MHzRFID技术为主。该频率的天线是近场天线,天线已线圈形式体现,便于铺设货架。货架可以是层叠形式,便于摆放多种物品。尤其是带有门禁的货柜,冰柜形式,占地面积小,便于摆放在公司内部,小区门口等人口较多的公共场所。一旦检测到购货人将购物柜子门关闭,就会立即做盘点,而后而后很快结账,且将购物人的购物品类以及所扣款项信息发给客户手机终端。目前一般一个货柜具有的物品数量都达到百的量级,不会太少,否则需要频繁的补货,很麻烦。凡是一次RFID的轮询检测购物电子标签所需时间基本都大于5秒钟,在合上门之后客户需要等待才能收到手机信息,以便检测自己的购物与信息的匹配度,防止系统出错。这样就会客户客户体验不好,且后面的其他购物者在系统盘点物品期间,不能打开购物柜,防止系统不明谁购置了物品,这样更加造成了不良的购物体验,同时也减低了效率。因此能够快速且100%准确的做盘点是无人售货柜的关键技术。目前的13.56MHzRFID的货架天线多数采用的也都是采用多天线切换的形式,来实现较大面积且多层货架物品的读取。很多时候商家给不同物品规定了特定的位置,不是随意摆放的,否则在标签跨界阅读器边缘的位置,由于阅读器天线线圈内外的磁场方向相反,标签某些位置会出现感应到的磁场很微弱,不足以达到无源标签正常工作。此时物品在盘点的时候就会被读取不到。图1是一段阅读器天线边缘和标签天线的相对位置图示。阅读器天线线圈1_1是相对尺寸较大的形态,物品标签的天线线圈1_3是相对小的尺寸,它横跨在阅读器天线线圈上,阅读器天线内侧偏小,外侧偏大。1_2和1_4分别是阅读器天线和标签天线的馈电端口。假设某时刻的阅读器线圈内的电流方向如1_5,此时按照右手定则,阅读器天线内部的磁力线沿着直面垂直向内1_7,阅读器天线线圈外侧的磁力线方向是沿着直面垂直向外1_6。阅读器天线线圈内外侧的磁力线相反。因此电子标签线圈1_3就存在一个区域感应到的磁场强度没有或者很小不足以使得无源的芯片正常工作,就存在一个横款阅读器天线边缘的环形区域盲区。如果客户拿了商品,但是没有购买,再次放回的时候,没有放置到要求的位置,放在了这些标签盲区位置,系统盘点的时候就会误以为该商品被客户拿走,记录客户的错误购买信息,造成不必要的纠纷。因此货物在货架上需要任何位置都能被读取到,这是RFID智能货架需要解决的问题。一般的解决方法是13.56MHz的线圈天线面积设计较大,让物品的RFID标签都处于阅读器的天线内部,不存在标签天线的阅读器天线边缘内外跨界的盲区。但是这样做会导致天线的电感数值非常大,甚至寄生电容的缘故,造成天线的自谐振频率低于工作频率而不可行。即便自谐振频率高于工作频率,阻抗匹配也很难做,物品多少以及位置不同导致的寄生电容会变化,继而阻抗匹配会从较好的状态降低到不良状态,导致阅读器天线的电流降低。本来磁场分布就不均匀,线圈内部最小,天线的阻抗失配会导致线圈天线中间的部分物品标签天线拿去后能量降低,甚至不能工作。因此,一般而言都是通过加大阅读器的发射功率来弥补上述问题。线圈类型的近场天线可以读取到标签的最佳磁场距离一般是线圈的直径。大的天线,大的发射功率会使得标签读取到临近货架物品,因此如果采用天线轮询的方式做盘点,但是这样做就会造成盘点时间长。如果是多天线同时工作,各个阅读器工作在同一个频率会造成接收的干扰,导致物品电子标签漏读。因此,快速盘点,采用多阅读器显然可以提速,因此需要解决临近天线之间的互扰。降低发射功率,大面积天线中间会造成盲区。将天线向内部做螺旋形缠绕会解决天线中间盲区问题,但是会产生线圈内外侧磁场反向导致的盲区带问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种智能货架射频识别天线,以解决现有技术中的问题。为了解决上述问题,本技术的技术方案如下:本技术的目的在于提供一种智能货架射频识别天线,能提供快速且100%准确读取标签的RFID天线货架,包括:阅读器天线线圈、阅读器天线的馈电端口、物品标签天线线圈、标签天线的馈电端口、横跨阅读器线圈的标签读取盲区带、弯折线线圈、金属材料、高磁导率磁膜、天线顶部的覆盖板以及频率设置在13.56MHz。优选的,所述天线货架,采用阅读器天线线圈部分重叠结构固定,让两个临近的阅读器天线的标签盲区分开,因此在采用切换的时候,可以实现在天线A读取不到的标签,可以被具有重叠区域的B天线读取到,以实现大面积且无盲区的有益效果;优选的,临近的阅读器天线A和天线B既然是部分重叠就会产生互偶,也就是说阅读器天线天线A作为工作天线的时候,天线B理论上不应该工作,但是由于其与天线A之间有耦合,其就成为了天线A的负载,进而降低天线A的性能,同时也会形成新的盲区。因此可以通过天线A和重叠的天线B之间的位置优化,使得两者的耦合系数接近0,彼此不作为负载;优选的,或者采用天线切换开关在阻抗匹配电路和天线之间,阻抗匹配的电容不会短路阅读器天线,此时不工作的阅读器天线处于开路状态;或者天线的阻抗匹配电路直接与天线连接,而后连接同轴电缆,电缆连接阅读器的切换开关,阅读器天线的阻抗匹配的并联电容或者天线线圈使用射频开关在不工作的时候就开路,从而解决重叠的阅读器天线之间的互偶问题。优选的,不同层采用多阅读器形式,也就是说降低了天线的轮询时间,达到快速盘点的效果。多阅读器同时工作,且工作频率相同,必然会造成同频干扰,导致标签的信号接收出现问题。如果采用分时工作,就会降低效率,因此除了低功耗之外,还采用了每层货架底部使用金属材料,所述金属材料上面是高磁导率磁膜,可以大大屏蔽了天线的磁场向临近货架的传播。优选的,所述金属材料固定在每层货架底部;所述高磁导率磁膜固定在金属材料的上表面;所述阅读器天线线圈固定在所述高磁导率磁膜本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种智能货架射频识别天线,其特征在于,包括阅读器天线线圈、阅读器天线的馈电端口、物品标签天线线圈、标签天线的馈电端口、横跨阅读器线圈的标签读取盲区带、弯折线线圈、金属材料、高磁导率磁膜、天线顶部的覆盖板以及频率设置在13.56MHz;所述金属材料固定在每层货架底部;所述高磁导率磁膜固定在金属材料的上表面;所述阅读器天线线圈固定在所述高磁导率磁膜和天线顶部的覆盖板之间;所述阅读器天线线圈固定结构采用在同一层的天线货架中多个阅读器天线线圈部分重叠的结构进行固定;所述阅读器天线的馈电端口位于阅读器天线线圈的一端;所述弯折线线圈位于阅读器天线线圈转弯处。

【技术特征摘要】
1.一种智能货架射频识别天线,其特征在于,包括阅读器天线线圈、阅读器天线的馈电端口、物品标签天线线圈、标签天线的馈电端口、横跨阅读器线圈的标签读取盲区带、弯折线线圈、金属材料、高磁导率磁膜、天线顶部的覆盖板以及频率设置在13.56MHz;所述金属材料固定在每层货架底部;所述高磁导率磁膜固定在金属材料的上表面;所述阅读器天线线圈固定在所述高磁导率磁膜和天线顶部的覆盖板之间;所述阅读器天线线圈固定结构采用在同一层的天线货架中多个阅读器天线线圈部分重叠的结构进行固定;所述阅读器天线的馈电端口位于阅读器天线线圈的一端;所述弯折线线圈位于阅读器天线线圈转弯处。2.根据权利要求1所述的一种智能货架射频识别天线,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:菅洪彦
申请(专利权)人:上海坤锐电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:上海,31

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