重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法及系统，其特征在于设有计算控制模块、调制模块、载波自适应调制模块、频率响应估计模块和射频模块，其中所述计算与控制模块分别向调制模块、载波自适应调整模块输出控制信号，载波自适应调整模块的输出端与调制模块的输入端相连接，调制模块的输出端与射频模块的输入端相连接，射频模块接受的标签返回信息送入频率响应估计模块，频率响应估计模块的输出的频率响应估计结果送入计算与控制模块，计算与控制模块向外输出标签数量估计值，本发明专利技术与现有技术相比，可有效解决因大量标签重叠导致无法有效读写的问题，同时，对标签数量的预估计还可以提高标签的读写效率。

【技术实现步骤摘要】
重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法及系统
本专利技术涉及射频
，具体地说是一种针对大量标签重叠场景下导致标签谐振频率偏移而自适应调整读写器载波频率，同时针对读写器由于无法预知场区标签数量而导致读写效率降低问题，给出场区标签数量预估计值的重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法及系统。
技术介绍
利用射频识别技术（RFID）进行物品标识在各个领域已经得到广泛应用。在很多实际应用场合中，会出现大量同规格标签紧密贴合的情况，如：将出厂标签进行批量初始化读写操作过程；在图书、档案柜等密集物品集中管理过程等。在上述场景中，由于大量标签紧密重叠，标签之间相的互耦合导致谐振频率偏移从而造成的耦合能量损失，会造成标签无法正常读写，目前的采用方法一般是通过加大读写器功率使标签获得足够的能量，该方法存在以下几方面的缺点：1、成本较高。为获得大功率，必须应用大功率器件，相应的成本就会增加；2、冗余性强。为使读写器在标签最多的场景下也能有效进行读写操作，必须设置读写器为标签最多场景的发射功率，而这对于非最多数量标签场景，无疑是严重的冗余；3、读写器冲突多。由于提高了读写器功率，因而造成天线辐射场区更广，相对于普通功率读写器而言，大功率读写器的冲突性要大大增加。此外，在所述场景中，由于无法预知场区标签数量，造成标签大量碰撞而导致有效时隙大大减少。目前的方法一般是在读写器出厂时一般预设一个固定值，在实际应用中利用该值进行逐步迭代搜索。对于实际应用场景，该值要么过大，导致空闲时隙过多；要么过小，导致冲突时隙过多，两种可能均会造成严重的读写延迟，而大大降低了系统的时效性。专利技术内容本专利技术针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种针对大量标签重叠场景下导致标签谐振频率偏移而自适应调整读写器载波频率，同时针对读写器由于无法预知场区标签数量而导致读写效率降低问题，给出场区标签数量预估计值的重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法及系统。本专利技术通过以下措施达到：一种重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：通过计算与控制模块控制载波自适应调整模块进行频率序列输出，其中，N为可设置的频率个数；步骤2：频率响应估计模块根据射频模块接收的标签返回信号，计算相应频率下的标签反馈信号能量，得到频率响应估计结果；步骤3：计算与控制模块接收频率响应估计结果，判断出所输出估计中的最大值Emax与其对应的频率值fmax；步骤4：计算与控制模块输出的标签数量估计值M为：，其中，L为天线线圈的等效电感，C为天线线圈的等效电容；步骤5：计算与控制模块输出的频率控制字K为：，其中W为直接数字频率合成器（DDS）中的累加器位数，fclk为DDS的输入时钟。本专利技术还提出一种利用上述重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法的系统，其特征在于设有计算控制模块、调制模块、载波自适应调制模块、频率响应估计模块和射频模块，其中所述计算与控制模块分别向调制模块、载波自适应调整模块输出控制信号，载波自适应调整模块的输出端与调制模块的输入端相连接，调制模块的输出端与射频模块的输入端相连接，射频模块接受的标签返回信息送入频率响应估计模块，频率响应估计模块的输出的频率响应估计结果送入计算与控制模块，计算与控制模块向外输出标签数量估计值。本专利技术与现有技术相比，可有效解决因大量标签重叠导致无法有效读写的问题，同时，对标签数量的预估计还可以提高标签的读写效率。附图说明：附图1是本专利技术的结构框图。附图2是本专利技术中载波自适应调整模块的电路原理图。附图标记：计算与控制模块1、调制模块2、载波自适应调整模块3、频率响应估计模块4、射频模块5、包含有标签读写命令的数据11、载波自适应调整模块的频率控制字12、标签数量估计值13、条之后的标签读写命令21、自适应调整后的载波31、频率响应估计结果41、标签返回信号51。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。实施例1：如图1所示，本专利技术提出一种重叠标签的载波自适应调整与标签数量预估计系统，包括有计算与控制模块（1）、调制模块（2）、载波自适应调整模块（3）、频率响应估计模块（4）、和射频模块（5）；所述载波自适应调整模块（3）在所述计算与控制模块（1）的控制下，基于直接数字频率合成（DDS）技术，实时输出自适应调整后的载波；所述频率响应估计模块基于能量估计方法，生成重叠标签的频率响应估计，并上传至所述计算与控制模块（1）；所述计算与控制模块（1）根据所述频率相应估计模块（4）的估计结果，进行重叠标签谐振频率估计，并据此给出相应的频率控制字，以及进行重叠标签数量的估计。所述计算与控制模块（1）的功能包括：1、用于生成包含有标签读写命令的数据（11）；2、用于生成载波自适应调整模块的频率控制字（12）；3、根据频率响应估计模块（4）的反馈，进行标签数量的预估计计算，并给出标签数量估计值（13）；所述调制模块（2）一方面用于将所述载波自适应调整模块（3）提供的载波进行功率放大；另一方面基于放大后的自适应调整载波，实现对标签读写命令数据（11）的调制，生成调制后的标签读写命令（21）；所述载波自适应模块（3）用于根据所述计算与控制模块（1）提供的频率控制字（12），基于直接数字频率合成（DDS）技术，输出自适应调整后的载波（31）；所述频率响应估计模块（4）用于接收射频模块接收的标签返回信号（51），进行频率响应估计，并将频率响应估计结果（41）反馈至计算与控制模块（1）；实施例2：参见图1所示，本专利技术是一种用于对重叠标签进行载波自适应调整与标签数量预估计的系统，该系统包括有计算控制模块（1）、调制模块（2）、载波自适应调制模块（3）、频率响应估计模块（4）和射频模块（5）。所述计算与控制模块（1）一方面根据标签读写协议产生标签读写命令（11）；另一方面接收频率响应估计模块的频率响应估计结果（41），以此估计结果进行计算，给出频率控制字（12）与标签数量估计值（13）。进行频率响应估计预标签数量估计过程如下：1、计算与控制模块（1）控制载波自适应调整模块（3）进行频率序列输出，其中N为可设置的频率个数；2、频率响应估计模块根据射频模块接收的标签返回信号，计算相应频率下的标签反馈信号能量，得到频率响应估计结果；3、计算与控制模块（1）接收频率响应估计结果，判断出所输出估计中的最大值Emax与其对应的频率值fmax；4、最终，计算与控制模块（1）输出的标签数量估计值M为：，其中，L为天线线圈的等效电感，C为天线线圈的等效电容；5、最终，计算与控制模块（1）输出的频率控制字K为：，其中，W为直接数字频率合成器（DDS）中的累加器位数，fclk为DDS的输入时钟。所述调制模块（2）用于将计算与控制模块产生的标签读写命令与载波自适应模块产生的载波（3）按照标签读写协议生成调制的标签读写命令（21）。所述载波自适应模块（3）用于根据计算与控制模块（1）提供的频率控制字（12），输出自适应调整后的载波（31）。在本专利技术中，参见图2所示，载波自适应模块（3）基于直接数字频率合成器实现。载波自适应模块（3）各端子连接为：直接数字频率合成器U1（AD9835芯片）的1端经并联电阻R47和电容C48后接模拟地；2端接供电电平Vref本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：通过计算与控制模块控制载波自适应调整模块进行频率序列输出，其中，N为可设置的频率个数；步骤2：频率响应估计模块根据射频模块接收的标签返回信号，计算相应频率下的标签反馈信号能量，得到频率响应估计结果；步骤3：计算与控制模块接收频率响应估计结果，判断出所输出估计中的最大值Emax与其对应的频率值fmax；步骤4：计算与控制模块输出的标签数量估计值M为：，其中，L为天线线圈的等效电感，C为天线线圈的等效电容；步骤5：计算与控制模块输出的频率控制字K为：，其中，W为直接数字频率合成器（DDS）中的累加器位数，fclk为DDS的输入时钟。

【技术特征摘要】
1.一种重叠标签载波自适应调整与数量预估计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：通过计算与控制模块控制载波自适应调整模块进行频率序列输出，其中，N为可设置的频率个数；步骤2：频率响应估计模块根据射频模块接收的标签返回信号，计算相应频率下的标签反馈信号能量，得到频率响应估计结果；步骤3：计算与控制模块接收频率响应估计结果，判断出所输出估计中的最大值Emax与其对应的频率值fmax；步骤4：计算与控制模块输出的标签数量估计值M为：，其中，L为天线线圈的等效电感，C为天线线圈的等效电容；步骤5：计算与控制模块输出的频率控制字K为：，其中，W...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟宁，刘成永，任永涛，原金鹏，孙杰林，高明，张友春，向俊敏，夏俊玲，
申请(专利权)人：威海北洋电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37