一种远距离识别装置，把射频接收后的信号经过FFSK调制/解调模块恢复后输入CPU，CPU输出信号通过FFSK调制/解调模块、PLL调频模块、高效功放模块经收发转换模块辐射到天线。本发明专利技术的远距离识别装置，改变了识别条件过于严格的无线通信系统，大幅度提高了系统性能，有效地提高了识别距离，改变了数据调制的方式，提高了接收灵敏度，制定了适合系统工作的新的通信协议，增强了数据传输时的安全性与可靠性；利用太阳电池作为电能补充，大大提高了识别器连续工作的能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线射频识别（RFID）
，尤其涉及一种用于动态管理的远距离识别装置。
技术介绍
在常规的RFID系统中，当作为应答器的IC卡、电子标签等处在其读写器的有效范围内时，应答器就能获取读写器辐射出的无线电波而被激活，读写器与应答器之间便建立其无线通信，进行双向数据交换，这种交换信息按一定格式处理并进行加密，数据传输安全可靠，因此该技术被广泛应用在公共交通交费卡、车辆检查检测卡、身份识别卡等近距离识别及信息交换领域。
但由于常规的RFID系统中的IC卡应答器体积小、无电源，电能只能从读写器辐射出的无线电波中获取，而有源电子标签虽预置了锂电池，但使用时间必竟有限，与读写器之间的无线通信功率非常小，识别距离很有限，除此之外，RFID功能受限的原因还有以下几个方面：
1、使用频段易受干扰。目前使用的功率小于100mw不受无线电管理委员会严格管理的频段是：13.56MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz、5.8GHz，而IC卡最普遍的是使用13.56MHZ，电子标签大都采用2.45GHZ，因此RFID系统稍不注意就会遇到被干扰的环境。尽管目前国际标准化组织专门为此制定了ISO14443和ISO15693标准，进行了严格规定，但被受到干扰的可能性仍然极易发生。
2、数据调制载波的方式过于简单。无线通信系统中，数据必须要反映在载波的哪个特征上，才能传输，常规RFID采用的振幅键控即ASK方式。这种把数据反映在载波的振幅变化上是最简单的方法，尽管ASK还提供了间断式的电能供应答器芯片使用，但ASK性能最差，但由于其解调简单方便，而不得己采用的工作方式。
3、传输速率和灵敏度无法进一步同时提高。常规的RFID的数据传输速率需要很高，达每秒100KBit以上，因为双方识别距离很短，数据交换必须在很短时间内完成。但过高的传输速率要占用较宽的传输通带，而接收机在通带过宽时的接收灵敏度大大下降，作用距离就会受到影响，这是一对矛盾，一方面不可能靠加大发射功率来提高传输距离，另一方面由于灵敏度受噪声影响又提高不了，致使目前RFID灵敏度值仅为-80dBm到-102dBm之间，即使有源标签发射功率最大可达15dBm(31mw)，但系统作用距离仍达不到千米数量级。
4、天线效率低。读写器与应答器之间相互识别的距离很有限，IC卡（无源）识别距离仅为2-10cm,有源标签识别距离在80米左右，即使采用固定定向读写器，它加装了带功率放大的高增益定向天线，其识别距离也很难超过1000米。而且识别可靠性还与应答器是否处在读写器的最大辐射范围内有关，相互位置稍有变化，识别能力大大下降。因此常规RFID不适用在任何方向上的同时识别和远距离识别，由于这些致命的缺点存在，致使其应用范围受到了很大限制。
技术实现思路
为了克服常规RFID识别系统存在的上述问题，本专利技术提供了一种识别距离远、灵敏度高的远距离识别装置。
本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种远距离识别装置，射频接收的信息输入FFSK调制/解调模块，FFSK调制/解调模块处理后的信息信号输入CPU，CPU输出信号通过FFSK调制/解调模块、PLL调频模块、高效功放模块输入收发转换模块，收发转换模块连接天线。
所述收发转换模块将接收到的读写器信息通过高灵敏接收模块输入FFSK调制/解调模块。
所述CPU连接用于预置数据信息的存储器。
配有可充电锂电池组和太阳能辅助充电系统，太阳能辅助充电系统包括太阳能电池组和电源充放电管理模块，太阳能电池组通过电源充放电管理模块连接锂电池组输入端。
本专利技术的远距离识别装置，重点改变了识别条件过于严格的无线通信系统，大幅度提高了系统性能，有效地提高了识别距离，将RFID应用推上一个新的高度，改变了数据调制的方式，由ASK改为FFSK，（相位连续FSK）通道带宽比较窄，提高了抗干扰和抗误码能力。提高了接收灵敏度，可达到-120dBm以上，比常规RFID高几十倍；发射采用了高效率功放技术；系统可以采用异频全双工工作或单频单工工作两种模式；制定了适合系统工作的新的通信协议，增强了数据传输时的安全性与可靠性；利用太阳电池作为电能补充，大大提高了识别器连续工作的能力。
附图说明
图1是本专利技术远距离识别装置的结构原理框图。
具体实施方式
本专利技术的远距离识别装置原理如图1所示，射频接收的信号经FFSK调制解调模块恢复后输入CPU。CPU输出信号通过FFSK调制/解调模块、PLL调频模块、高效功放模块输入收发转换模块，收发转换模块连接天线，收发转到天线。CPU连接用于预置数据信息的存储器。该应答器配有可充电锂电池组和太阳能辅助充电系统，太阳能辅助充电系统包括太阳能电池组和电源充放电管理模块，太阳能电池组通过电源充放电管理模块连接锂电池组输入端。
各部分原理如下：
FFSK调制/解调模块：快速频偏键控，也叫相位连续频移键控，数据的变化反映在调制信号的频率变化上，抗干扰能力大大增强，占用基带宽度较窄，二进制解码特性改善。FFSK是一个基带波形变换器。
PLL调频模块：是一种高稳定度的频率产生器，用于确定无线通信系统的频段和频点，并可以灵活配置。在要求的频点上PLL也用作高性能的调频器。因此识别器可灵活配置到不同的工作频道上。FFSK信号对PLL进行直接调频，选择合适的调制指数，使调频性能达到最佳。
高效率功放模块：采用C类或D类高效功放，电能转换效率极高。
高灵敏接收模块：由于是带宽有限的调频信号，可采用高增益限幅较大，获取高质量接收，其灵敏度可接近-120dBm，比常规高几十倍。
收发转换模块：共用一付天线，提供接收与发射的切换和保护。
在应答器中采用有源供电方式：配有可充电锂的电池，为了使电能及时补充，增加了太阳能辅助充电系统。
协议流程：读写器在一个规定的周期里，4秒左右，只有在开始的很短一段时间内发出自身系统的网络识别码、读写器ID码、功能指令码以及对在上一个周期里收到的多个应答器信息后的确认码。应答器在收到读写器的网络识别和ID码后，确认自己已在识别网络内，再根据收到的功能指令码，执行相关的操作。在满足条件时，就在随后周期剩余时间内，按一定规则选择自己的时间窗口，上传应答信息，并在下一个周期接收读写器发出的对自己的确认信息。收到确认，表明信息传输成功，以后就不再响应读写器的同一个指令，除非有新的功能指令需要发出。如收不到确认，则继续选择窗口重传。由于读写器的周期绝大部分用于应答器的上传，因此系统设计最多可允许16个应答器一起响应。同时通过确认，使应答器免去不必要的重复响应，提高了系统识别的容量。
数据传输的保护措施：读写器与应答器之间每次只交换一帧数据，这帧数据为了安全先进行加密处理，再作16位CRC校验，并把以上数据连同CRC校验码分组作纠错编码处理（纠一位随机错误），在传输前再作交织处理，接收时先解交织、纠错，再16位CRC校验，最后解密，恢复出原始一帧数据。由于采用多重保护措施，它能对无线传输系统中可能引发的一定长度的突发错误和任一位随机错误都有自动纠正能力，因此在有干扰时，系统仍能安全准确可靠的工作，也有效增加了相互识别的距离。
本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种远距离识别装置，其特征在于：射频接收的信息输入FFSK调制/解调模块，FFSK调制/解调模块处理后的信息信号输入CPU，CPU输出信号通过FFSK调制/解调模块、PLL调频模块、高效功放模块输入收发转换模块，收发转换模块连接天线。
【技术特征摘要】
1.一种远距离识别装置，其特征在于：射频接收的信息输入FFSK调制/解调模块，FFSK调制/解调模块处理后的信息信号输入CPU，CPU输出信号通过FFSK调制/解调模块、PLL调频模块、高效功放模块输入收发转换模块，收发转换模块连接天线。
2.根据权利要求1所述的一种远距离识别装置，其特征在于：所述收发转换模块将接收到的读写器信息通过高灵敏接收模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：李齐营，张来保，孙洪涛，
申请(专利权)人：李齐营，张来保，孙洪涛，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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