一种防数据碰撞的超高频RFID电子标签及射频识别系统技术方案

本申请提供一种防数据碰撞的超高频RFID电子标签。电子标签包括收发装置和RFID芯片。收发装置包括匹配环，以及与匹配环耦合的弯折偶极子天线；其中，弯折偶极子天线包括第一弯折偶极子臂和第二弯折偶极子臂，第一弯折偶极子臂和/或第二弯折偶极子臂的至少部分位于匹配环所处平面的一侧。RFID芯片，与收发装置连接。本申请提供的电子标签具有较大的天线散射截面，可以有效减少标签密集环境读写数据碰撞，从而提高了数据读取率。从而提高了数据读取率。从而提高了数据读取率。

【技术实现步骤摘要】
一种防数据碰撞的超高频RFID电子标签及射频识别系统


[0001]本申请涉及射频识别
，具体涉及一种防数据碰撞的超高频RFID电子标签及射频识别系统。

技术介绍

[0002]射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号获得目标对象的数据，在整个识别的过程不需要人工的参与，以此可工作在各种恶劣的环境中。
[0003]目前国际上射频识别技术中被广泛采用的频率主要分布于四种波段：低频(125KHz~134.2KHz)、高频(13.56MHz)、超高频(860MHz~960MHz)、微波(2.4GHz~2.5GHz)。其中低频和高频由于其能量传输是通过电感耦合的方式，传输距离相对比较近，一般情况是低于10厘米，而且数据的传输速率比较慢，应用场合的局限性比较大；微波频段其标签为有源标签，成本比较高，所以应用也会受限。所以对于超高频RFID来说，无源标签的出现以及RFID技术的应用，可以满足读写器短时间内准确快速地识别完所有标签信息的情况。
[0004]但是，在读写器射频范围内，多个标签同时与读写器进行通信时会发生数据碰撞的问题，读写器就很难完全读取到数据或者读取到错误的数据，影响整个系统的识别效率。目前通过后期不断改进防碰撞算法来解决多标签之间发生碰撞的问题，在标签数量少的情况下，算法之间的影响相差不大，但是在数量非常多的情况下，特别是在标签密集环境下，碰撞的比例会急剧上升，算法的影响就各有千秋。
[0005]因此，有必要提出一种技术方案，解决现有技术中射频识别系统在标签密集环境中使用受限的问题。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种防数据碰撞的超高频RFID电子标签，解决现有技术中射频识别系统在标签密集环境中使用受限的问题。
[0007]基于以上目的，本申请提供一种防数据碰撞的超高频RFID电子标签，用于射频识别技术，通过阅读器读取电子标签包含的信息，所述电子标签包括：收发装置，接收来自所述阅读器的信号，并把所述阅读器要求的数据送回给所述阅读器；RFID芯片，与所述收发装置连接；其特征在于，所述收发装置包括匹配环，以及，与所述匹配环耦合的弯折偶极子天线；其中，所述弯折偶极子天线包括第一弯折偶极子臂和第二弯折偶极子臂，所述第一弯折偶极子臂和/或所述第二弯折偶极子臂的至少部分位于所述匹配环所处平面的一侧。
[0008]进一步的，所述匹配环所在平面为第一平面，所述第一偶极子臂在所述第一平面
内的投影为第一投影面，所述第二偶极子臂在所述第一平面内的投影为第二投影面，所述匹配环在所述第一平面内的投影为第三投影面，所述第三投影面为正六边形，所述第一投影面与所述第二投影面组合构成围绕所述第三投影面的至少两层正六边形开环结构。
[0009]进一步的，所述第一投影面与所述第二投影面组合构成的两层正六边形开环结构中，靠近所述第三投影面的为第一正六边形开环结构，远离所述第三投影面的为第二正六边形开环结构，所述第三投影面内环边长为大于2.5mm且小于7.5mm；所述第三投影面外环边长为大于3mm且小于9mm；所述第一正六边形开环结构的正六边形内环边长为大于4mm且小于12mm；所述第一正六边形开环结构的正六边形外环边长为大于4.5且小于13.5mm；所述第二正六边形开环结构的正六边形内环边长为大于5.5mm且小于16.5mm；所述第二正六边形开环结构的正六边形外环边长为大于6mm且小于18mm。
[0010]进一步的，所述第一正六边形开环结构与所述匹配环的间距大于0.5mm且小于1.5mm；所述第二正六边形开环结构与所述第一正六边形开环结构的间距大于0.5mm且小于1.5mm。
[0011]进一步的，所述第一弯折偶极子臂和/或所述第二弯折偶极子臂包括至少一个天线换面段，所述天线换面段的延伸方向与所述第一平面的夹角为5
°‑
15
°
。
[0012]进一步的，所述第一弯折偶极子臂包括至少两个天线换面段，其中，第一天线换面段在所述第一平面内的投影位于所述第一弯折偶极子臂与所述匹配环的连接处，第二天线换面段在所述第一平面内的投影位于两层正六边形开环结构的连接处；所述第二弯折偶极子臂包括至少两个天线换面段，其中，第三天线换面段在所述第一平面内的投影位于所述第二弯折偶极子臂与所述匹配环的连接处，第四天线换面段在所述第一平面内的投影位于两层正六边形开环结构的连接处。
[0013]进一步的，所述第一弯折偶极子臂和所述第二弯折偶极子臂的带宽为大于0.5mm且小于1.5mm。
[0014]进一步的，所述弯折偶极子天线的总输入阻抗与所述RFID芯片的输入阻抗相匹配。
[0015]进一步的，所述弯折偶极子天线的谐振频率在860MHz~960MHz。
[0016]本申请还提供一种射频识别系统，包括如上任一所述的防数据碰撞的超高频RFID电子标签。
[0017]本申请通过调整天线的物理结构，增大了天线的散射截面，使得当电子标签处于标签密集环境时，依旧具有较大的最大识别距离，并且可以有效减少读写数据碰撞，提高了数据读取率，从而解决现有技术中射频识别系统在标签密集环境中使用受限的问题。
附图说明
[0018]图1为本申请一种实施例提供防数据碰撞的超高频RFID电子标签示意图；图2为本申请实施例提供的防数据碰撞的超高频RFID电子标签在第一平面内的投影示意图；
图3为本申请实施例提供的防数据碰撞的超高频RFID电子标签的天线的辐射方向图；图4为本申请实施例提供的防数据碰撞的超高频RFID电子标签的天线输入阻抗示意图；图5为本申请实施例提供的防数据碰撞的超高频RFID电子标签的天线回波损耗示意图。
具体实施方式
[0019]以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述，但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。
[0020]对于射频识别系统，阅读器和RFID电子标签之间是通过无线电波进行数据传输的，根据耦合方式、工作频率和作用距离的不同，射频识别系统可以分为电感耦合方式和电磁反向散射方式。其中，又因电磁反向散射方式的射频识别系统的识别距离较远，该方式的识别系统又称为远距离RFID系统。现有超高频射频识别是一种利用电磁场反向散射方式进行标签识别的无线传输技术，能够实现快速无接触识别，准确读取多枚标签信息，同时具有较高的数据传输效率和数据安全性，目前在物流管理、生产管理、智慧交通以及无人超市等领域得到广泛应用。
[0021]但是，对于远距离RFID系统，当标签近距离放置且小于工作波长时，标签间的互耦效应成为影响射频识别系统的识别性能的重要因素，致使射频识别系统在标签密集环境中的使用受限。有鉴于此，本申请的目的在于提供一种技术方案，解决现有技术中射频识别系统在标签密集环境中使用受限的问题。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防数据碰撞的超高频RFID电子标签，用于射频识别技术，通过阅读器读取电子标签包含的信息，所述电子标签包括：收发装置，接收来自所述阅读器的信号，并把所述阅读器要求的数据送回给所述阅读器；RFID芯片，与所述收发装置连接；其特征在于，所述收发装置包括匹配环，以及，与所述匹配环耦合的弯折偶极子天线；其中，所述弯折偶极子天线包括第一弯折偶极子臂和第二弯折偶极子臂，所述第一弯折偶极子臂和/或所述第二弯折偶极子臂的至少部分位于所述匹配环所处平面的一侧。2.根据权利要求1所述的防数据碰撞的超高频RFID电子标签，其特征在于，所述匹配环所在平面为第一平面，所述第一偶极子臂在所述第一平面内的投影为第一投影面，所述第二偶极子臂在所述第一平面内的投影为第二投影面，所述匹配环在所述第一平面内的投影为第三投影面，所述第三投影面为正六边形，所述第一投影面与所述第二投影面组合构成围绕所述第三投影面的至少两层正六边形开环结构。3.根据权利要求2所述的防数据碰撞的超高频RFID电子标签，其特征在于，所述第一投影面与所述第二投影面组合构成的两层正六边形开环结构中，靠近所述第三投影面的为第一正六边形开环结构，远离所述第三投影面的为第二正六边形开环结构，所述第三投影面内环边长为大于2.5mm且小于7.5mm；所述第三投影面外环边长为大于3mm且小于9mm；所述第一正六边形开环结构的正六边形内环边长为大于4mm且小于12mm；所述第一正六边形开环结构的正六边形外环边长为大于4.5且小于13.5mm；所述第二正六边形开环结构的正六边形内环边长为大于5.5mm且小于16.5mm；所述第二正六边形开环结构的正六边形外环边长为大于6mm且小于18mm。4.根据权利要求3所述的防数据碰撞的超高频R...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪涛，姜逸璇，周娟，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：