一种基于UHFRFID射频干扰的数据传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，包括射频干扰节点、RFID阅读器和服务器，所述射频干扰节点包括控制模块、射频干扰模块、RFID标签和传感器。所述控制模块用于获取传感器采集的传感数据，根据所述传感数据控制射频干扰模块开启或关闭；所述射频干扰模块在开启时，干扰RFID阅读器阅读所述RFID标签，所述射频干扰模块关闭时，所述RFID阅读器正常阅读所述RFID标签；所述服务器，通过所述RFID阅读器采样RFID标签信息，解码出传感数据。本发明专利技术利用UHF RFID技术低功耗、低成本、通信协议简单的优点，采用射频干扰技术实现传感数据的传输。现传感数据的传输。现传感数据的传输。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统


[0001]本申请属于无线通信
，具体涉及一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统。

技术介绍

[0002]无线传感器网络被广泛应用于实际场景中，它具有感知、计算和通信的功能。可以监测环境的变化，包括温度、湿度、光照强度等。
[0003]但是无线传感器节点的通信模块非常耗能，经常更换电池带来很大的不便和不菲的成本开销。并且无线传感器节点实现网络通信需要复杂的网络协议来支持，这样会带来额外的能量和计算资源的开销，还会增加数据的时延。
[0004]UHF RFID技术是一种非接触式的自动识别技术。它包含阅读器、标签。阅读器是读写标签信息的设备，标签由天线和芯片组成，每个标签具有全球唯一的EPC（电子编码）。UHF RFID系统的工作原理是：阅读器以广播的方式向周围连续发送携带能量和信息的载波信号，标签捕获载波信号能量给自己供能以便于芯片的正常工作，然后将自身携带的数据通过反向散射的方式发送给阅读器。UHF RFID系统主要特点是标签不需要额外的能量供应，它工作的能量来自于阅读器发送的射频信号。主要功能是识别和定位，被广泛应用于物品的追踪、定位、库存的盘点。例如:物流管理，超市管理，仓库管理。UHF RFID技术具有低功耗、低成本、通信协议简单的优点。但是RFID标签只能够发送标签中固有的数据，不能够发送可变的数据，即不具备发送传感数据的能力。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，以克服无线传感器节点无线通信模块能耗高、无线网络协议复杂以及UHF RFID技术不能传输传感数据的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请技术方案如下：一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，所述基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，包括射频干扰节点、RFID阅读器和服务器，所述射频干扰节点包括控制模块、射频干扰模块、RFID标签和传感器，其中：所述控制模块，用于获取传感器采集的传感数据，根据所述传感数据控制射频干扰模块开启或关闭；所述射频干扰模块在开启时，干扰RFID阅读器阅读所述RFID标签，所述射频干扰模块关闭时，所述RFID阅读器正常阅读所述RFID标签；所述服务器，通过所述RFID阅读器采样RFID标签信息，解码出传感数据。
[0007]进一步的，所述射频干扰节点还包括电源模块，所述电源模块为电池。
[0008]进一步的，所述射频干扰模块发射功率为射频干扰模块对RFID标签产生完全干扰的最低发射功率。
[0009]进一步的，所述射频干扰模块的天线与RFID标签的距离小于2mm。
[0010]进一步的，所述传感数据传输的最大数据率等于所述RFID阅读器最大读取速率的一半。
[0011]进一步的，所述服务器通过所述RFID阅读器采样RFID标签信息，解码出传感数据，包括：服务器通过RFID阅读器持续不断的发送查询命令，来读取RFID标签信息，以此来进行采样，获取的RFID标签信息包括读取RFID标签的时间戳，从而可以计算出RFID标签持续可读的时间以及持续不可读的时间；当持续可读的时间为T1，且T1在[nT
‑
t，nT+t]的范围内，T为单位比特时间，t为误差变化值，则解码为n个比特1；当持续不可读的时间为T0，且T0在[mT
‑
t，mT+t]的范围内，则解码为m个比特0。
[0012]进一步的，所述RFID标签信息还包括RFID标签的EPC信息，所述服务器根据所述EPC信息来区分不同的射频干扰节点。
[0013]本申请提出的一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，利用现有成熟的商用RFID技术，扩展了传统RFID系统的功能，使其能够进行环境感知，并且相比较于传统的无线传感器节点，省去了复杂的无线传感器网络协议，去掉了无线传感器节点高功耗和复杂的无线通讯模块，节点功耗也大大降低，延长了节点工作时间，进而减少了电池维护次数。本申请利用UHF RFID技术低功耗、低成本、通信协议简单的优点，采用射频干扰技术实现传感数据的传输。
附图说明
[0014]图1为RFID阅读器查询标签过程图；图2为同频干扰现象过程图；图3为射频干扰模块干扰RFID标签过程图；图4为本申请基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统示意图；图5为本申请实施例的信号调制图；图6为本申请实施例RFID阅读器的信号采样图。
具体实施方式
[0015]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0016]RFID系统中阅读器读取标签的过程如图1，阅读器发射带有信号的载波，RFID标签可以从载波中捕获能量给自己供电，解码信息。阅读器先发送Query命令，RFID标签正确接收后返回一个16位的随机数(RN16)给阅读器。紧接着阅读器接收到RN16后，给RFID标签发送一个确认的命令(ACK)。RFID标签正确接收到ACK后，就会给阅读器返回协议控制字段(PC)、EPC以及一个校验码(CRC)。阅读器正确接收后发送一个QueryRep命令，标签读取完成。任何一个环节出现错误，都会导致阅读器读取标签失败。
[0017]射频干扰现象如图2所示，阅读器给RFID标签发射信号，当附近没有相同频段的信
号干扰的时候，RFID标签可以正常解码阅读器发射的信号。当RFID标签附近产生相同频段的射频信号的时候，这个干扰信号会和阅读器发射的信号发生碰撞，导致RFID标签不能够解码出阅读器发射的信号。
[0018]射频干扰模块干扰RFID标签的过程如图3所示，干扰模块产生的干扰信号会导致RFID标签无法解码阅读器的Query命令或者ACK命令，任何一个命令没有接收到都会导致阅读器读取RFID标签失败，导致RFID标签不可读。
[0019]在一个实施例中，如图4所示，提出了一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，包括射频干扰节点、RFID阅读器和服务器，所述射频干扰节点包括控制模块、射频干扰模块、RFID标签和传感器，其中：所述控制模块，用于获取传感器采集的传感数据，根据所述传感数据控制射频干扰模块开启或关闭；所述射频干扰模块在开启时，干扰RFID阅读器阅读所述RFID标签，所述射频干扰模块关闭时，所述RFID阅读器正常阅读所述RFID标签；所述服务器，通过所述RFID阅读器采样RFID标签信息，解码出传感数据。
[0020]在本实施例中，传感器采集传感数据，例如温度传感器采集温度，光照传感器采集光照强度，本实施例选用了DS18B20温度传感器和BH1750FVI光照传感器。容易理解的是，传感器是用于采集环境数据，本申请不限于具体的传感器类型。
[0021]控制模块从传感器中读取传感数据，将其转化为数字信号，数字信号可以采用二进制来进行表示，例如表示为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，其特征在于，所述基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，包括射频干扰节点、RFID阅读器和服务器，所述射频干扰节点包括控制模块、射频干扰模块、RFID标签和传感器，其中：所述控制模块，用于获取传感器采集的传感数据，根据所述传感数据控制射频干扰模块开启或关闭；所述射频干扰模块在开启时，干扰RFID阅读器阅读所述RFID标签，所述射频干扰模块关闭时，所述RFID阅读器正常阅读所述RFID标签；所述服务器，通过所述RFID阅读器采样RFID标签信息，解码出传感数据。2.根据权利要求1所述的基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，其特征在于，所述射频干扰节点还包括电源模块，所述电源模块为电池。3.根据权利要求1所述的基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，其特征在于，所述射频干扰模块发射功率为射频干扰模块对RFID标签产生完全干扰的最低发射功率。4.根据权利要求1所述的基于UHF RFID射频干扰的数据传输系统，其特征在于，所述射频干扰模块的天线与RFID标签的距离小于2mm。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱艺华，陈波，张玉繁，李燕君，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：