[發明專利]一種諧波射頻識別系統

無效

• 申請號: 201310141102.0
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103198283A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陳勇;閔昊;閆娜;談熙
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于自動識別技術領域，具體涉及一種諧波射頻識別系統。

背景技術

射頻識別技術，通常又稱為電子標簽，是一種通過無線電信號來識別特定目標并讀寫相關數據的通訊技術。射頻識別具有低成本、非接觸、快速通信、加密性能好的優勢，在物流、倉儲、收費、門禁、數據錄入等領域得到了廣泛的應用。

一個典型的射頻識別系統由PC終端、閱讀器和標簽組成，閱讀器與標簽之間通過天線進行信息和能量的無線傳遞。閱讀器發射帶有調制數據的電磁波至標簽，標簽處理信號后通過一定的反射機制返回信號，實現閱讀器與標簽的通信。PC終端對閱讀器收到的信息進行存儲和處理，通過數據庫管理和軟件平臺，實現對標簽信息的管理。

射頻識別有多種分類方式，例如按工作頻段可以分為低頻、高頻、超高頻、微波；根據供電方式可以分為無源、半有源、有源。無源射頻識別標簽是指標簽內部沒有電池，內部電路工作所需能量靠接收外來電磁波獲取，因其體積小、成本低、壽命長而廣泛應用。無源標簽和半有源標簽至閱讀器的信息傳遞通過反向散射閱讀器發射的電磁波來實現，稱為反向散射調制。

射頻識別系統最重要的性能指標是靈敏度，包括閱讀器接收靈敏度和標簽靈敏度，二者共同決定了射頻識別系統的靈敏度。閱讀器接收靈敏度是指閱讀器能夠有效檢測的最小的標簽返回信號強度，標簽靈敏度是指標簽可以正常工作的最小的輸入射頻功率。隨著標簽整流效率的提高和低功耗技術的發展，標簽靈敏度越來越高；而閱讀器接收靈敏度對系統的瓶頸效應日益顯現。在傳統射頻識別系統中，標簽反向散射的載波與閱讀器發射載波同頻率，閱讀器自干擾和多徑干擾很嚴重，限制了閱讀器接收靈敏度的提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種射頻識別系統，以減小閱讀器的自干擾和多徑干擾問題，從而提高閱讀器及射頻識別系統的靈敏度。

傳統射頻識別系統中，下行鏈路（閱讀器到標簽）和上行鏈路（標簽到閱讀器）的載波頻率相同，也就是閱讀器發射和接收的載波頻率相同。閱讀器發射和接收模塊的隔離度有限，發射模塊到接收模塊的載波泄漏會限制其接收靈敏度，這就是自干擾；閱讀器發射載波強度較大，經過環境的各種反射后有一部分會回到閱讀器接收模塊，這就是多徑干擾；傳統射頻識別系統的自干擾和多徑干擾嚴重限制了閱讀器接收靈敏度的提高。本發明提出“諧波射頻識別”或者叫“異頻射頻識別”，基本思想就是下行鏈路和上行鏈路的載波頻率不同，并且上行載波是下行載波經過簡單變化得到的（這是從低功耗和方便解調角度考慮）。只要上行和下行鏈路載波頻率互異，閱讀器的自干擾和多徑干擾就可以大幅減小，從而提升閱讀器及系統的靈敏度。也就是設閱讀器發射載波頻率為????????????????????????????????????????????????，則標簽反向散射載波頻率為，F表示某種函數關系。

從標簽低功耗和閱讀器方便解調角度考慮，上行載波頻率與下行載波頻率應存在較為簡單的對應關系，比如諧波、分頻、相干波等。標簽反向散射的載波頻率通常可以由專門模塊來產生（對的變換），也可以從傳統標簽結構產生的信號中提取。

本發明的諧波射頻識別系統結構：諧波射頻識別系統由傳統射頻識別系統發展而來，仍然由PC機終端1、閱讀器2、閱讀器天線3、標簽天線4和標簽芯片5連接組成，如附圖1所示。與傳統射頻識別系統的區別在于閱讀器收、發模塊的本征頻率不同，標簽需要產生或者獲取的模塊。其中，PC機終端1負責數據的處理和管理；閱讀器2負責發射指令和載波并接收解調標簽返回指令；標簽芯片5從閱讀器2發射載波中獲取能量以供給標簽芯片工作，解調閱讀器指令，并做相應處理后返回指令或數據；閱讀器天線3、標簽天線4是閱讀器與標簽傳遞信號和能量的通道，負責無線電的傳遞。

本發明中，射頻識別系統反向散射示意如圖2所示。標簽芯片5包括：標簽基帶6，第一標簽等效阻抗7，第二標簽等效阻抗8，控制信號9。閱讀器2發射信號10，標簽5返回信號11。

本發明所述的諧波射頻識別系統，其標簽反向散射載波為閱讀器發射載波的諧波。

本發明所述的諧波射頻識別系統，其標簽反向散射載波為閱讀器發射載波的分頻率波。

本發明所述的諧波射頻識別系統，其標簽反向散射載波為閱讀器發射載波的相干波。

本發明所述的諧波射頻識別系統，其射頻識別系統可以工作在全雙工模式。

本發明所述的諧波射頻識別系統的工作流程如下：

（1）閱讀器向標簽發射頻率為的載波，標簽對射頻信號進行整流得到標簽所需的能量并進行存儲；