[發(fā)明專利]一種多天線超高頻電子標(biāo)簽讀寫器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310168401.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN103218642A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳流鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 岳流鋒
• 主分類號(hào): G06K17/00
• 分類號(hào): G06K17/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子標(biāo)簽(RFID)領(lǐng)域，涉及一種超高頻電子標(biāo)簽讀寫器，具體為一種多天線超高頻電子標(biāo)簽讀寫器。

背景技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)(Radio?Frequency?Identification，RFID)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合傳輸特性自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，RFID由于其眾多便利的特點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，越來(lái)越受到人們的普遍關(guān)注。RFID技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用前景，其可以應(yīng)用于物流倉(cāng)儲(chǔ)中的倉(cāng)庫(kù)管理、身份識(shí)別、交通運(yùn)輸、食品醫(yī)療、動(dòng)物管理、門禁防盜以及工業(yè)軍事等多種領(lǐng)域，給人們生活帶來(lái)了極大的便利。

在RFID系統(tǒng)中，相對(duì)于13.56MHz及更低頻率的系統(tǒng)而言，超高頻識(shí)別技術(shù)(UHF?RFID)由于其工作頻段電磁波的波長(zhǎng)較短，因此標(biāo)簽可以采用物理尺寸相對(duì)很小的天線收發(fā)信號(hào)，從而為標(biāo)簽的小型化和低成本奠定了基礎(chǔ)，因此超高頻射頻識(shí)別技術(shù)(UHF?RFID)是近年來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向。

目前對(duì)于超高頻技術(shù)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO?18000-6C規(guī)定了860-960MHz的工作頻段，ISO18000-4規(guī)定了2.45GHz的工作頻段，而世界各國(guó)也分別制定了各自國(guó)家的許可工作頻段，大概每個(gè)頻段4～20MHz寬度不等，如我國(guó)規(guī)定840-845MHz及920-925MHz頻段用作UHF?RFID。對(duì)于UHF?RFID系統(tǒng)簡(jiǎn)單而言，由標(biāo)簽(Tag)、RFID讀寫設(shè)備(Reader)以及應(yīng)用軟件平臺(tái)構(gòu)成。標(biāo)簽和RFID讀寫設(shè)備是UHF?RFID系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)，其工作原理為：(1)RFID讀寫設(shè)備發(fā)射電磁波給標(biāo)簽，對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行指令控制、信息寫入讀出操作；(2)標(biāo)簽一方面接收RFID讀寫設(shè)備發(fā)射來(lái)的電磁波信號(hào)，另一方面，對(duì)于無(wú)源標(biāo)簽而言，利用RFID讀寫設(shè)備發(fā)射來(lái)的電磁波轉(zhuǎn)化為直流電源電壓，作為標(biāo)簽的工作電源；(3)標(biāo)簽將RFID讀寫設(shè)備發(fā)射的電磁波通過(guò)背向散射機(jī)制將標(biāo)簽的信息返回RFID讀寫設(shè)備。

可見，讀寫器作為UHF?RFID硬件基礎(chǔ)的RFID讀寫設(shè)備，其性能對(duì)于UHFRFID系統(tǒng)至關(guān)重要。目前，讀寫器分便攜式和固定式兩種，普遍采用直接變頻技術(shù)，即接收到的射頻信號(hào)直接送到零中頻下變頻器進(jìn)行下變頻得到基帶信號(hào)，濾除直流后在低頻對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行處理。便攜式讀寫器因體積原因，一般只有一個(gè)天線，而固定式讀寫器因性能要求嚴(yán)格，普遍是多天線的，典型的多天線擴(kuò)展的超高頻電子標(biāo)簽讀寫器如圖1示。該讀寫器包括天線101、環(huán)形器102、發(fā)射模塊103、接收模塊104、鎖相環(huán)電路105、數(shù)字處理電路106以及包括電源、通信、主控等模塊的其他電路107。其中天線101由多個(gè)天線(A1/A2/A3/A4)及一個(gè)一對(duì)多開關(guān)S1構(gòu)成。

然而，現(xiàn)有的讀寫器一般直接將原單天線的讀寫器增加開關(guān)擴(kuò)展板構(gòu)成，這樣不需要改動(dòng)原有布局，略微修改控制軟件即可，成本和難度均較低，但可靠性不高，天線開關(guān)容易損壞，且各天線需要獨(dú)立的天線檢測(cè)電路，而天線檢測(cè)比較復(fù)雜，如果增加天線檢測(cè)則會(huì)顯著增加成本，使用簡(jiǎn)單的短路型天線雖然方便檢測(cè)但是對(duì)天線局限性太大，而且簡(jiǎn)單測(cè)量開路短路來(lái)判斷天線電性能對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)欠佳。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明之目的在于提供一種多天線超高頻電子標(biāo)簽讀寫器，其通過(guò)包含兩個(gè)一對(duì)多開關(guān)的開關(guān)模塊將多個(gè)天線與發(fā)射模組及接收模組相連，并利用一個(gè)天線檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)天線的檢測(cè)，不僅降低了成本，而且不容易損壞天線開關(guān)，提高了系統(tǒng)可靠性。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提供一種多天線超高頻電子標(biāo)簽讀寫器，至少包含接收模組、發(fā)射模組、數(shù)字處理電路、鎖相環(huán)模塊以及電源、通信、主控模塊，除此之外，該讀寫器還包括天線模組和開關(guān)模塊，該天線模組包含多個(gè)天線，該開關(guān)模組包含多個(gè)定向偶合設(shè)備、第一一對(duì)多開關(guān)及第二一對(duì)多開關(guān)，該第一一對(duì)多開關(guān)的公共端接該發(fā)射模組的發(fā)射通道輸出，該第一一對(duì)多開關(guān)的多路端口分別接各定向耦合設(shè)備的發(fā)射端口，各定向耦合設(shè)備的公共端口接對(duì)應(yīng)天線，各定向耦合設(shè)備的接收端口接第二一對(duì)多開關(guān)的多路端口，該第二一對(duì)多開關(guān)的公共端口接一天線檢測(cè)模塊與該接收模組。

進(jìn)一步地，該第二一對(duì)多開關(guān)的公共端口通過(guò)一單刀雙擲開關(guān)接該天線檢測(cè)模塊與該接收模組。

進(jìn)一步地，該天線檢測(cè)模塊包括匹配衰減電路、檢波放大電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于接收通過(guò)第二一對(duì)多開關(guān)及單刀雙擲開關(guān)收集的天線反射信號(hào)，將天線反射的信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓，并根據(jù)直流電壓的大小獲得天線的當(dāng)前情況。