基于双频电子标签的射频识别系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于双频电子标签的射频识别系统，包括天线激活源、双频射频电子标签和读卡器；天线激活源，包括：存储器，用于存放每个低频天线ID编码及天线激活源ID编码；低频射频电路和若干个与低频射频电路相连的低频天线；位于低频射频电路和主控电路之间功率控制电路，该功率控制电路用于调节低频天线发射功率；第一薄码开关，该第一薄码开关一端连接到所述主控电路，另一端连接到用于设置工作模式的第二薄码开关、RS485通讯电路和高频无线模块；主控电路；所述双频射频电子标签，包括：低频接收天线，低频电路，高频电路，高频天线。本发明专利技术增大了低频信号的覆盖范围，提高低频信号的稳定性，解决各个天线之间的干扰问题，可以实现精确定位、识别距离可调。

【技术实现步骤摘要】
基于双频电子标签的射频识别系统
本专利技术涉及无线射频识别领域，尤其涉及一种基于双频电子标签的射频识别系统。
技术介绍
近年来，物联网是人们普遍关注的一项新技术，射频识别技术作为物联网的一个关键技术得到了迅速的发展。小区、矿区、公路等复杂环境的管理一直受到国家有关部门的高度重视，但是由于管理疏忽而导致的纷争甚至事故还是屡有发生，造成很多个人和国家的利益的不必要损失。如何加强管理措施，如何准确、实时、快速的掌握居民小区内非本小区人员状态、矿区人员分布及流动情况、公路收费效率以及突发事故救援的高效运作是国家有关部门迫切需要解决的问题。改变落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化是从根本上解决这些问题的重要途径。目前，在实际中使用的低频激活源都是单天线的，激活源的发射距离通常在5米左右，信号范围较小，容易激活不到标签，并且低频天线具有一定的方向性，它所发射的低频信号场不是正圆形而是椭圆形的，这就导致了在不同方向上标签的信号强度不一致，甚至没有信号，因此也就不能准确定位，给管理带来很多不便和麻烦。同时，也正由于现有低频激活源为单天线，人们必须来布置更多的设备来覆盖相同的区域，并且在安装施工的时候必须要保证他们的信号不能有交叉，否则就会相互干扰而产生信号盲区，这样一来，既增加了设备成本，也增加了施工难度，在多天线低频激活源问世之后，竞争力就表现得非常低下。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于双频电子标签的射频识别系统，此射频识别系统增大了低频信号的覆盖范围，提高低频信号的稳定性，解决各个天线之间的干扰问题，可以实现精确定位、识别距离可调、解决单天线激活源的信号覆盖范围小、多个读卡器同时读到同一个电子标签且不稳定的困扰，并降低了功耗，延长了电池的使用寿命，能长期无故障运作。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于双频电子标签的射频识别系统，包括天线激活源、双频射频电子标签和读卡器，天线激活源根据设定的工作模式向外发射低频激活信号，所述双频射频电子标签接收低频激活信号并将低频激活信号解析后加上强度标识信号、电子标签ID号信息调制成高频编码信号，所述读卡器接收此高频编码信号；所述天线激活源，包括：存储器，用于存放每个低频天线ID编码及天线激活源ID编码；低频射频电路和若干个与低频射频电路相连的低频天线，所述低频射频电路包括串联的与门和功率MOS管驱动模块，所述与门用于将来自主控电路的数据信号调制到125KHz载波信号形成低频激活信号，所述功率MOS管驱动模块将低频激活信号进行功率放大生成低频射频信号；位于低频射频电路和主控电路之间功率控制电路，该功率控制电路用于调节低频天线发射功率；第一薄码开关，该第一薄码开关一端连接到所述主控电路，另一端连接到用于设置工作模式的第二薄码开关、RS485通讯电路和高频无线模块，所述工作模式包括有效的天线数目、每个天线的工作次序、每个天线的发射功率、每个天线的工作时长；所述第二薄码开关、RS485通讯电路和高频无线模块各自另一端均连接到所述主控电路，所述RS485通讯电路通过来自网络的信号实现对主控电路工作模式的配置，所述高频无线模块通过来无线实现对主控电路工作模式的配置；主控电路，根据所设定的工作模式将来自存储器的低频天线ID编码、天线激活源ID编码通过低频射频电路生成含有低频天线ID编码、天线激活源ID编码和工作模式信息的低频激活信号；所述双频射频电子标签，包括：低频接收天线，用于接收来自天线激活源的低频射频信号，并生成含有信号源编码的感应信号；低频电路，根据来自低频接收天线的感应信号生成低频信息信号；高频电路，用于将来自微控制器的强度标识信号、信号源编码和电子标签ID号调制成编码信号；高频天线，用于将编码信号通过高频载波发射到空间中；存储有电子标签ID号的所述微控制器，根据所述低频信息信号来实现休眠和启动状态的切换，此微控制器被编程为：步骤一、读取所述低频信息信号并根据其强度生成强度标识信号，步骤二、分析并提取所述低频信息信号并根据其产生信号源编码，步骤三、在一时间间隔内启动定时器中断，在中断状态下，依次执行：开启所述高频电路、关闭所述高频电路和开启低频电路，步骤四、当持续时间达到所述时间间隔，则退出所述定时器中断。上述技术方案进一步改进的技术方案如下：1.上述方案中，所述天线激活源还包括一连接到所述主控电路的信号指示灯，其用于显示天线激活源的工作状态。2.上述方案中，所述天线激活源还包括一电源转换电路，用于给天线激活源提供电能。3.上述方案中，还包括一连接到双频射频电子标签的锂电池，其用于提供电源；位于所述锂电池和微控制器之间的电压检测单元，将来自电源的电压与阈值电压比较判读所述锂电池的电量大小。4.上述方案中，还包括一指示灯，连接到所述微控制器，用于指示双频射频电子标签的工作状态。5.上述方案中，所述低频信号的频率为125KHz。6.上述方案中，所述高频载波的频率为2.45GHz。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1、本专利技术射频识别系统增大了低频信号的覆盖范围，提高低频信号的稳定性，解决各个天线之间的干扰问题，可以实现精确定位、识别距离可调、解决单天线激活源的信号覆盖范围小、多个读卡器同时读到同一个电子标签且不稳定的困扰，并降低了功耗，延长了电池的使用寿命，能长期无故障运作。2、本专利技术射频识别系统由于采用了多天线电路设计，信号覆盖范围比较广、信号稳定性高，并且工作频率为125KHz，实现比较容易，电路简单，成本低廉，便于推广应用；其采用多种方式来调节发射功率，使安装施工更灵活，更方便。3、本专利技术射频识别系统将低频与高频电路、有线通讯与无线通讯电路恰到好处的融合在一起，使得工作性能更可靠，使用更便利，用户更易接受使用。4、本专利技术射频识别系统采用发射功率可调的方式设计，使其信号覆盖范围可调，能够适应更多不同的应用环境。5、本专利技术射频识别系统将低频与高频电路恰到好处的融合在一个标签系统中，使得功耗更低，唤醒距离可以准确控制在0.5~7米范围内，而数据通讯距离不受影响。6、本专利技术射频识别系统应用软件编程采用独特的方式，使得使用极为简单，用户只用携带即可，进入唤醒区域时，系统将会自动处理相关信息。附图说明附图1为本专利技术基于双频电子标签的射频识别系统结构示意图；附图2为本专利技术射频识别系统中低频射频电路和低频天线电路示意图；附图3为本专利技术射频识别系统中功率控制电路电气示意图；附图4为本专利技术射频识别系统中天线激活源主程序流程图；附图5为本专利技术射频识别系统中天线激活源控制子程序流程图；附图6为本专利技术射频识别系统中高频无线数据通讯子程序流程图；附图7为本专利技术射频识别系统中RS485通讯电路子程序流程图；附图8为本专利技术硬件系统结构示意图；附图9为本专利技术主程序流程图；附图10为本专利技术外部唤醒中断服务子程序流程图；附图11为本专利技术定时器1中断（高频数据发送）服务子程序流程图；附图12为本专利技术定时器2中断（定时配置）服务子程序流程图。以上附图中：1、天线激活源；2、双频射频电子标签；3、读卡器；4、存储器；5、低频射频电路；51、与门；52、功率MOS管驱动模块；6、低频天线；7、主控电路；8、功率控制电路；9、第一薄码开关；10、第二薄码开关；11、RS485通讯电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双频电子标签的射频识别系统，其特征在于：包括天线激活源（1）、双频射频电子标签（2）和读卡器（3），天线激活源（1）根据设定的工作模式向外发射低频激活信号，所述双频射频电子标签（2）接收低频激活信号并将低频激活信号解析后加上强度标识信号、电子标签ID号信息调制成高频编码信号，所述读卡器（3）接收此高频编码信号；所述天线激活源（1），包括：存储器（4），用于存放每个低频天线ID编码及天线激活源ID编码；低频射频电路（5）和若干个与低频射频电路（5）相连的低频天线（6），所述低频射频电路（5）包括串联的与门（51）和功率MOS管驱动模块（52），所述与门（51）用于将来自主控电路的数据信号调制到125KHz载波信号形成低频激活信号，所述功率MOS管驱动模块（52）将低频激活信号进行功率放大生成低频射频信号；位于低频射频电路（5）和主控电路（7）之间功率控制电路（8），该功率控制电路（8）用于调节低频天线（6）发射功率；第一薄码开关（9），该第一薄码开关（9）一端连接到所述主控电路（7），另一端连接到用于设置工作模式的第二薄码开关（10）、RS485通讯电路（11）和高频无线模块（12），所述工作模式包括有效的天线数目、每个天线的工作次序、每个天线的发射功率、每个天线的工作时长；所述第二薄码开关（10）、RS485通讯电路（11）和高频无线模块（12）各自另一端均连接到所述主控电路（7），所述RS485通讯电路（11）通过来自网络的信号实现对主控电路（7）工作模式的配置，所述高频无线模块（12）通过来无线实现对主控电路（7）工作模式的配置；主控电路（7），根据所设定的工作模式将来自存储器（4）的低频天线ID编码、天线激活源ID编码通过低频射频电路（5）生成含有低频天线ID编码、天线激活源ID编码和工作模式信息的低频激活信号；所述双频射频电子标签（2），包括：低频接收天线（13），用于接收来自天线激活源（1）的低频射频信号，并生成含有信号源编码的感应信号；低频电路（14），根据来自低频接收天线（13）的感应信号生成低频信息信号；高频电路（15），用于将来自微控制器（16）的强度标识信号、信号源编码和电子标签ID号调制成编码信号；高频天线（17），用于将编码信号通过高频载波发射到空间中；存储有电子标签ID号的所述微控制器（16），根据所述低频信息信号来实现休眠和启动状态的切换，此微控制器（16）被编程为：步骤一、读取所述低频信息信号并根据其强度生成强度标识信号，步骤二、分析并提取所述低频信息信号并根据其产生信号源编码，步骤三、在一时间间隔内启动定时器中断，在中断状态下，依次执行：开启所述高频电路（15）、关闭所述高频电路（15）和开启低频电路（14），步骤四、当持续时间达到所述时间间隔，则退出所述定时器中断。...

【技术特征摘要】
1.一种基于双频电子标签的射频识别系统，其特征在于：包括天线激活源（1）、双频射频电子标签（2）和读卡器（3），天线激活源（1）根据设定的工作模式向外发射低频激活信号，所述双频射频电子标签（2）接收低频激活信号并将低频激活信号解析后加上强度标识信号、电子标签ID号信息调制成高频编码信号，所述读卡器（3）接收此高频编码信号；所述天线激活源（1），包括：存储器（4），用于存放每个低频天线ID编码及天线激活源ID编码；低频射频电路（5）和若干个与低频射频电路（5）相连的低频天线（6），所述低频射频电路（5）包括串联的与门（51）和功率MOS管驱动模块（52），所述与门（51）用于将来自主控电路的数据信号调制到125KHz载波信号形成低频激活信号，所述功率MOS管驱动模块（52）将低频激活信号进行功率放大生成低频射频信号；位于低频射频电路（5）和主控电路（7）之间的功率控制电路（8），该功率控制电路（8）用于调节低频天线（6）发射功率；第一薄码开关（9），该第一薄码开关（9）一端连接到所述主控电路（7），另一端连接到用于设置工作模式的第二薄码开关（10）、RS485通讯电路（11）和高频无线模块（12），所述工作模式包括有效的天线数目、每个天线的工作次序、每个天线的发射功率、每个天线的工作时长；所述第二薄码开关（10）、RS485通讯电路（11）和高频无线模块（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：申辉辉，
申请(专利权)人：苏州木兰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：