[發明專利]一種用于液體的低頻磁傳輸通信方法及系統

有效

• 申請號: 201110357502.6
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN103106417A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 傅培成;趙穎淑;楊曉峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱沅辰科技有限公司
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及無線信息采集技術領域，特別涉及一種用于液體的低頻磁傳輸通信方法及系統。

背景技術

現代信息化管理要求對信息進行自動采集和處理。目前信息的自動(無線)采集技術主要是利用RFID技術進行信息的傳送。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

RFID系統通常由以下三部分組成：

標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；

讀寫器(Reader)：讀取(或寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；

天線(Antenna)：在標簽和讀寫器間傳遞射頻信號。

RFID的工作原理是讀寫器通過天線發送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場(射頻場)時產生感應電流從而獲得能量，發送出自身編碼等信息被讀寫器讀取并解碼后送至應用系統進行有關處理。

RFID技術根據其電子標簽的工作原理可以分為：無源RFID系統和有源RFID系統。無源RFID系統的標簽沒有內部供電電源，標簽內部集成電路通過接收到讀寫器發送的電磁波進行驅動。當標簽接收到足夠強度的信號時，可以讀取自身的ID或存儲于內部存儲器的數據向讀寫器發送。無源RFID系統成本較低。有源RFID系統與無源RFID系統相比，其標簽內部具有供電電源，能夠主動發送某一頻率的信號。有源RFID系統傳輸距離遠。

由于液體對無線電波的吸收作用，傳統的RFID系統特別是高頻RFID系統，很難透過液體進行數據讀取。甚至在含水量較高的環境，包含人體，都會對RFID的讀取產生很大影響。和固體物品相比，RFID在液體環境下讀取準確率至少降低20％以上。當讀取裝有液體物品的貨盤上貨箱信息時，只能讀取貨盤周圍的貨箱，由于無線電波的反射或被吸收，中間的貨箱無法正確讀取。

傳統的RFID主要采用以下方式進行液體環境下的讀取：

(1)電子標簽貼附于液體包裝物的表面，將具有復磁導率的材料的RFID絕緣體，或單獨使用或與介電絕緣體材料組合使用，插入到RFID電子標簽電路和液體包裝物的表面之間，通過使得電子標簽與液體包裝物表面之間具有不同的介電系數，從而降低液體對無線電波影響。

(2)通過改進電子標簽的天線設計，減少存在比如金屬、液體和人體這樣的材料時由于啟動RFID標簽與RFID標簽讀寫器之間的通信而造成的失諧影響。

(3)通過采用低頻無源標簽，利用低頻無線電波的波長較長，受液體影響小特性，使得讀寫器可以進行標簽的識別和讀取。

但是上述三種方式分別存在以下問題：

第一種方式和第二種方式有很大的局限性。具體而言，電子標簽只能置于液體包裝物的表面，無法置于液體內部。并且只能在某個角度和方向進行讀取，無法做到全方位的讀取。如果電子標簽改變位置，則讀取準確率會大大降低。電子標簽需要保持清潔，無法應用于惡劣的環境。如果電子標簽表面粘附了水或者油污等，讀取準確率也會受到影響。

第三種方式的讀取距離有限，通常情況下為10-60厘米，無法應用于液體環境下需要較長作用距離的數據讀取。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一。為此，本發明的第一個目的在于提供一種用于液體的低頻磁傳輸通信方法。本發明的第二個目的在于提供一種用于液體的低頻磁傳輸通信系統。

為實現上述目的，本發明第一方面的實施例提供了一種用于液體的低頻磁傳輸通信方法，包括如下步驟：讀寫器對請求信息進行編碼，并將編碼后的請求信息與第一載波信號進行混頻以生成調制請求信號，采用電感耦合模式將所述調制請求信號發送至多個標簽；

所述多個標簽接收所述調制請求信號并將所述調制請求信號還原為數字請求信號，對所述數字請求信號進行應用碼匹配以生成匹配的碼流，通過所述匹配的碼流按照預設的采樣頻率采樣串行的數字信號，并對所述串行的數字信號進行數據處理，包括如下步驟：

對所述串行的數字信號中的數據進行合法性判別；

在合法性判別通過后，對所述串行的數字信號中的命令字段進行解析以得到對

應于所述請求信息的應答信息；

對所述應答信息進行編碼和調制以得到標簽調制信號；和