【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及rfid无线传输技术，具体涉及uhf rfid识别系统及方法。
技术介绍
1、rfid识别是基于无线原理进行的，大多的无线技术产品，都是通过rssi(receivedsignal strength indication)接收信号强度指示来判断的，阅读器发送能量给标签，标签基于反向散射原理将信息调制在无线波上返还给阅读器。如果说条码设备主要用于识别，那么rfid设备更多的是用于盘点，即扫码更多是1对1需要视距的进行，rfid更多的是1对多的不用视距和在正前方进行。
2、由此，rfid的特性带来便利的同时，也同样出现了问题，行李搬运场景，在1s内，rfid设备同时盘点到多件行李，不能分辨出人工具体在搬运的行李；且将行李放进斗车时，同样对于目标斗车的识别难以分辨。例如，申请号jp2017041557也是使用rfid无线传输技术，但识别定位需要多个天线，而且所获得的位置信息相对较广，不能确定否是所需要的目标。
3、而通过相位测距，首先对比rssi跟真实的距离会有更好的线性和对应效果，或者说更好的分辨率用于判断。例如用rssi判断，2个物体距离可能要差3-5m以上才能较准确判断。而用相位测距则只需要0.5-1m。其次，rssi受环境和是否遮挡影响比较大，如果目标与rfid设备之间被遮挡，则得到的rssi可能比远处一个视距目标的rssi更低，则系统会判定目标错误，而相位是不受是否被遮挡影响的，被影响的只有信号强度，没有相位。
4、虽然在申请号cn201210258635.2与au202029
技术实现思路
1、本专利技术主要解决现有技术中rfid本身没法做到精确的识读所需标签，尤其周边还有其它标签时。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、uhf rfid识别系统，包括以下部件：运算存储单元、无线电收发器、测相单元、天线，上述各部件被配置以执行以下步骤：
4、s1：运算存储单元对无线电收发器进行初始化处理；
5、s2：控制所述无线电收发器进行uhf rfid射频信号的发送；
6、s3：测相单元测量发送的uhf rfid射频信号得到第一相位值；
7、s4：通过标签接收并反向散射uhf rfid射频信号，所述无线电收发器接收所述标签返回的uhf rfid射频信号，获得所述返回的uhf rfid射频信号第一强度值rssi；所述测相单元测量所述标签返回的uhf rfid射频信号得到第二相位值，将第一相位值与第二相位值进行相减得到第一初始相位差；
8、s5：将所述第一强度值rssi与所述第一初始相位差传输给所述运算存储单元；将所述第一初始相位差进行距离校准，获得第一相位差；
9、s6：所述运算存储单元对第一强度值rssi进行判定，当所述第一强度值rssi小于设定阈值，所述无线电收发器进行发射频率的调整，选择不同频率的uhf rfid射频信号进行发送；
10、s7：再次重复s1至s5步骤，所述运算存储单元获得第二强度值rssi与第二相位差；
11、s8：所述运算存储单元通过计算获得天线与标签之间的距离值；
12、s9：当所述距离值小于设定的目标距离阈值，则判定精准识别成功。
13、所述强度值rssi小于设定阈值是为了提高效率，而非任何信号都进行精准识别的判断。
14、需要距离校准，是由于射频链路上阻容感器件和走线都会对相位造成影响，所以得到初始相位差以后还需要进行相位的距离校准。
15、所述第一相位差可以由运算存储单元计算得到，也可以将运算放在测相单元计算得到。
16、所述测相单元进一步包括以下模块：耦合器、下变频器、高通滤波器、相位检测器，上述各模块执行以下步骤：
17、所述耦合器前端耦合出发送和接收的uhf rfid射频信号；
18、所述下变频器将获取所述uhf rfid射频信号的载波下变频到0hz；
19、通过所述高通滤波器消除载波信号，将得到的信号传输给所述相位检测器，获得第一初始相位差。
20、需要高通滤波器消除载波信号，是由于载波信号的能量比实际有用信号更强，会导致捕捉不到有用信号的真实相位。
21、另一种所述测相单元进一步包括以下模块：耦合器、模数转换器、现场可编程逻辑门阵列，上述各模块执行以下步骤：
22、所述耦合器前端耦合出发送和接收的uhf rfid射频信号；
23、由所述模数转换器进行uhf rfid射频信号的采样，传输给所述现场可编程逻辑门阵列做数字域波形的处理，得到第一初始相位差。
24、所述第一初始相位差进行距离校准，是将所述标签紧靠所述天线所在系统的距离定义为0的位置，在0处测量得到相位校准值，将所述的第一初始相位差扣除相位校准值。
25、计算所述距离值步骤如下：
26、在t1时刻发送uhf rfid射频信号为f，第一相位值为θ1的调制信号；
27、经过所述标签接收并反向散射回的uhf rfid射频信号在t2时间得到第二相位值为θ2；
28、所述天线与所述标签之间的距离值为d；
29、发送的uhf rfid射频信号花费t2-t1的时间在空间中行进了2d的距离，由此得到如下公式(1)
30、d＝1/2*c*(t2-t1)
31、在整个传播过程中相位差变化了δφ，则得到以下公式(2)
32、
33、将公式(1)和公式(2)合并可以得到
34、
35、依次发出uhf rfid射频信号fa和fb两个信号，与接收的uhf rfid射频信号得到相位差分别为第一相位差δφa，第二相位差δφb，
36、δφa＝(4πfad)/c
37、δφb＝(4πfbd)/c
38、由上述两公式相减得到：
39、δφb－a＝δφb-δφa＝4πd(fb-fa)/c
40、
41、其中c为光速，θ0为相位校准值，为初始相位差，f为设置的频率参数，由此可以计算得出距离值d。
42、本专利技术距离值的获取也可以通过多次测量进行。uhf rfid射频信号依次为fa、fb、fc、fd，可以通过fa、fb计算一次距离，fc、fd计算一次距离；也可以采用fa、fb计算一次距离，fb、fc计算一次距离，fc、fd计算一次距离，数据利用率更高。
43、若所述距离值小于特定阈值时，计算所述距离值的计算式参数n为0，距离值d＝cδφ/4πf；运算存储单元获取第一强度值rssi与第一相位差，通过计算获得所述天线与所述标签之间的距离值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.UHF RFID识别系统，其特征在于，包括以下部件：运算存储单元(100)、无线电收发器(200)、测相单元(300)、天线(400)，上述各部件被配置以执行以下步骤：
2.根据权利要求1所述的UHF RFID识别系统，其特征在于，所述测相单元(300)进一步包括以下模块：耦合器(310)、下变频器(311)、高通滤波器(312)、相位检测器(313)，上述各模块执行以下步骤：
3.根据权利要求1所述的UHF RFID识别系统，其特征在于，所述测相单元(300)进一步包括以下模块：耦合器(310)、模数转换器(321)、现场可编程逻辑门阵列(322)，上述各模块执行以下步骤：
4.根据权利要求1-3任一所述的UHF RFID识别系统，其特征在于，所述第一初始相位差进行距离校准，是将所述标签(500)紧靠所述天线(400)所在系统的距离定义为0的位置，在0处测量得到相位校准值，将所述的第一初始相位差扣除相位校准值。
5.根据权利要求1-3任一所述的UHF RFID识别系统，其特征在于，计算所述距离值步骤如下：
6.根据
7.UHF RFID识别的方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的UHF RFID识别方法，其特征在于，计算所述距离值步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.uhf rfid识别系统，其特征在于，包括以下部件：运算存储单元(100)、无线电收发器(200)、测相单元(300)、天线(400)，上述各部件被配置以执行以下步骤：
2.根据权利要求1所述的uhf rfid识别系统，其特征在于，所述测相单元(300)进一步包括以下模块：耦合器(310)、下变频器(311)、高通滤波器(312)、相位检测器(313)，上述各模块执行以下步骤：
3.根据权利要求1所述的uhf rfid识别系统，其特征在于，所述测相单元(300)进一步包括以下模块：耦合器(310)、模数转换器(321)、现场可编程逻辑门阵列(322)，上述各模块执行以下步骤：
4.根据权利要求1-3任一所述的uhf rfid识别系统，其特征在于，所述第一初始相位...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁晟，郭锋，刘啟瑞，
申请(专利权)人：福建新大陆自动识别技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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