本发明专利技术公开了一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置及其调节方法，其中阻抗自调节ISO15693标签读写装置包括：微控制器；发射电路，其具有微控制器接口，所述微控制器接口与所述微控制器电气相连，通过微控制器控制发射电路的开启或关闭；天线负载，用于跟标签近场耦合，向标签传递能量以及进行数据交换；阻抗匹配网络，连接在所述发射电路和天线负载之间，并通过微控制器上的软件调节其输入、输出阻抗；接收电路，用于接收标签的数据，对射频信号进行处理，输出数字信号给微控制器。本发明专利技术显著提高了ISO15693标签读写器盘点的正确率以及读写标签数据的成功率,并且简化了读写装置生产中的调试过程，降低了人工成本。降低了人工成本。降低了人工成本。
【技术实现步骤摘要】
阻抗自调节ISO15693标签读写装置及其调节方法
[0001]本专利技术涉及RFID标签读写
，具体涉及一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置及其调节方法。
技术介绍
[0002]RFID标签被广泛地运用在图书馆、档案管理、物流仓储、生活服务等领域。按RFID的工作频段划分，主要有微波、超高频、高频(HF)、低频等，其中高频RFID的典型工作频率为13.56Mhz。
[0003]高频RFID系统应用中，通常需要读写装置首先读出天线感应范围内的一个或多个标签的UID(即：唯一序列号)，这一操作称为“盘点”,再根据需要决定是否读取或写入标签的其它数据。
[0004]其中一些应用场景(例如门禁考勤、公交系统等)，标签持有者依次主动将标签靠近读写装置的天线感应区，对装置的性能没有很严苛的要求；但另外一些应用(例如仓储盘点等)中情况相当复杂，一直面临标签盘点遗漏和数据读写成功率不高的缺陷，从而给应用带来很大的问题。造成标签盘点遗漏和数据读写失败的客观因素比较复杂，例如：电子标签与天线距离较远；电子标签平面与天线平面完全垂直；多个电子标签重叠；电子标签靠近金属；电子标签本身灵敏度较低等。
[0005]上述客观不利条件很多情况下难以避免,技术人员不断尝试改进RFID标签读写装置，希望提高性能。
[0006]理论研究表明RF系统要发挥最佳性能需要实现阻抗匹配。阻抗匹配是电子技术中的一项基本概念，指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配的一种工作状态，通过匹配可以实现能量和信号的最优传送。阻抗匹配的条件为：纯电阻电路中，负载电阻和激励源内部电阻相等；复数阻抗电路中，负载阻抗和激励源内部阻抗应为一对共轭复数。
[0007]具体到RFID读写装置中，射频发射电路可以看做是“激励源”，射频天线可以看做是“负载”，两者需要实现阻抗匹配。很多场合下，要实现良好的阻抗匹配将困难重重，这是因为：
[0008](1)工业化生产中，用于制造电子电路的元器件本身有一定误差，造成实际电路的阻抗值与理论计算存在偏差；
[0009](2)在电路中使用电位器、可调电容等阻抗可变的器件，配合人工调试来得到需要的阻抗值不失为一种方法，但存在费时费力、效率不高的问题，并且某些复杂拓扑的负载(例如多个天线通过功分器连接)很难通过人工调校得到精准的阻抗值；
[0010](3)某些应用中RFID读写器和天线物理上是分离的(通过射频同轴线连接)，多套设备现场安装配对是随机的，这给通过人工调试阻抗匹配带来另一重挑战；
[0011](4)RFID读写装置的天线本质上是一个线圈，通过近场耦合与RFID标签之间传递能量和信号，在实际安装使用中，不能忽略周围环境对天线阻抗的影响(例如附近的金属机柜等)，周围环境跟设备生产调试的试验室通常存在差异，环境甚至有可能随时发生改变。
[0012]由于上述因素的影响，很多RFID读写装置实际使用中不能保证良好的阻抗匹配，性能不能发挥到最佳，“盘点”遗漏以及读写失败的问题仍然制约着高频RFID技术在一些场合下的应用。
[0013]作为高频RFID技术的应用实例，ISO15693标签是高频RFID标签的一种，标签芯片有若干个型号，都符合ISO15693协议，现有技术普遍存在上述不足。
技术实现思路
[0014]有鉴于此，专利技术人对ISO15693协议进行了针对性研究，产生了本专利技术，提出一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置及其调节方法，显著提高了ISO15693标签读写器盘点的正确率以及读写标签数据的成功率,并且简化了读写装置生产中的调试过程，降低了人工成本。
[0015]所采用的技术方案为：
[0016]本专利技术的一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，包括：
[0017]微控制器；
[0018]发射电路，其具有微控制器接口，所述微控制器接口与所述微控制器电气相连，通过微控制器控制发射电路的开启或关闭；
[0019]天线负载，用于跟标签近场耦合，向标签传递能量以及进行数据交换；
[0020]阻抗匹配网络，连接在所述发射电路和天线负载之间，并通过微控制器上的软件调节其输入、输出阻抗；
[0021]接收电路，用于接收标签的数据，对射频信号进行处理，输出数字信号给所述微控制器。
[0022]进一步地，所述阻抗匹配网络的电路模型是一个含有可调电容的T型二端口网络，通过微控制器对所述T型二端口网络中的可调电容进行自动调节。
[0023]进一步地，用固定电容和可调容性模组并联来等效所述可调电容，所述可调容性模组包括m个可调支路，m为不小于1的自然数；每个可调支路包含一个电子射频开关和支路二端网络，并且通过开、关所述电子射频开关来改变所述可调支路的电容值。
[0024]进一步地，所述电子射频开关是PIN二极管或集成在专用芯片内部的开关电路。
[0025]进一步地，所述支路二端网络由若干无源器件通过串、并联组成，整体阻抗呈容性。
[0026]进一步地，所述可调容性模组还包括阻抗控制电路，其具有与可调支路数目相等的微控制器接口，通过软件控制所述电子射频开关的闭合和断开。
[0027]进一步地，所述软件为固化在所述微控制器内的嵌入式软件。
[0028]本专利技术的一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置的调节方法，其是嵌入式软件执行如下步骤：
[0029]S1.先执行初始化流程再进入循环模式工作阶段，初始化流程包括在微控制器内定义阻抗状态表的操作，所述阻抗状态表为一个数据表格，具有J行，每一行通过m个取值范围为0或1的数据来对应m个所述电子射频开关应设定的开、关状态，从而对应所述阻抗匹配网络的一种阻抗设置状态，所述J为大于1的自然数；
[0030]S2.在循环模式工作阶段，按需执行标签盘点的流程；
[0031]S3.在循环模式工作阶段，按需执行对标签数据读写的流程。
[0032]进一步地，S2中，执行标签盘点的流程，包括如下步骤：
[0033]S21.定义一个标签数目计数器TagCount,并将初值设为0；
[0034]S22.为存储盘点到的标签，准备一块数据区域BUFF，将该区域的全部数据清0；用LEN字节存储一个标签的信息,预期标签最大数目为NUM，BUFF的大小应不少于NUM
×
LEN字节，其中LEN为自然数，NUM为自然数；
[0035]S23.为设置阻抗，定义一个整型变量Index,并将初值设为0,所述整型变量Index只在S2的操作步骤中有效；
[0036]S24.打开发射电路；
[0037]S25.在阻抗状态表中查找第Index行，按本行m个元素的数值来设置微控器m个相关引脚的电平，从而控制m个可调支路电子射频开关的通断，从而调整阻抗匹配网络的输入、输出阻抗；
[0038]S26.执行标签盘点,每盘到一张标签后，将标签信息添加到BUFF,并且向该标签发送符合IS本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，包括：微控制器；发射电路，其具有微控制器接口，所述微控制器接口与所述微控制器电气相连，通过微控制器控制发射电路的开启或关闭；天线负载，用于跟标签近场耦合，向标签传递能量以及进行数据交换；阻抗匹配网络，连接在所述发射电路和天线负载之间，并通过微控制器上的软件调节其输入、输出阻抗；接收电路，用于接收标签的数据，对射频信号进行处理，输出数字信号给所述微控制器。2.根据权利要求1所述的阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，所述阻抗匹配网络的电路模型是一个含有可调电容的T型二端口网络，通过微控制器对所述T型二端口网络中的可调电容进行自动调节。3.根据权利要求2所述的阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，用固定电容和可调容性模组并联来等效所述可调电容，所述可调容性模组包括m个可调支路，m为不小于1的自然数；每个可调支路包含一个电子射频开关和支路二端网络，并且通过开、关所述电子射频开关来改变所述可调支路的电容值。4.根据权利要求3所述的阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，所述电子射频开关是PIN二极管或集成在专用芯片内部的开关电路。5.根据权利要求3所述的阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，所述支路二端网络由若干无源器件通过串、并联组成，整体阻抗呈容性。6.根据权利要求3所述的阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，所述可调容性模组还包括阻抗控制电路，其具有与可调支路数目相等的微控制器接口，通过软件控制所述电子射频开关的闭合和断开。7.根据权利要求6所述的阻抗自调节ISO15693标签读写装置，其特征在于，所述软件为固化在所述微控制器内的嵌入式软件。8.一种权利要求7所述的阻抗自调节ISO15693标签读写装置的调节方法，其特征在于，嵌入式软件执行如下步骤：S1.先执行初始化流程再进入循环模式工作阶段，初始化流程包括在微控制器内定义阻抗状态表的操作，所述阻抗状态表为一个数据表格，具有J行，每一行通过m个取值范围为0或1的数据来对应m个所述电子射频开关应设定的开、关状态，从而对应所述阻抗匹配网络的一种阻抗设置状态，所述J为大于1的自然数；S2.在循环模式工作阶段，按需执行标签盘点的流程；S3.在循环模式工作阶段，按需执行对标签数据读写的流程。9.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙国，郑彦斌，
申请(专利权)人：厦门印天电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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