[發明專利]多路射頻天線切換裝置和RFID多天線系統

有效

• 申請號: 201310592442.5
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103632116B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 郭辰明;李顯科;劉成永;任永濤;高明;朱慶賢;李峰
• 申請（專利權）人: 威海北洋電氣集團股份有限公司
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00;G06K7/10
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 初姣姣

技術領域

?本發明涉及射頻識別（RFID,?Radio?Frequency?Identification）技術領域，具體地說是一種能夠有效降低漏檢、誤檢率的多路射頻天線切換裝置和RFID多天線系統。

背景技術

眾所周知，射頻識別系統一般包括電子標簽、讀寫器以及后端應用系統三部分，其中讀寫器為連接后端應用系統和電子標簽的主要通道，主要包括：天線模塊、射頻通道模塊以及控制處理模塊，其中射頻通道模塊和控制處理模塊又可以直接集成在讀寫器中，部分讀寫器還可以與天線模塊集成，工作時，每個讀寫器驅動一個與其相對應的天線，但單個的天線的覆蓋范圍有限，尤其在障礙物多、環境復雜的情況下，其有效覆蓋距離會進一步縮短，不利于對大量電子標簽的快速讀取，因此多數射頻識別系統采用使一個讀寫器帶多個天線的方式，目前常見的形式包括一帶二、一帶四等形式，但讀寫器天線數量無法無限擴展，這是由于：一、多個讀寫器天線組成的陣列同時讀取到一個標簽時，在控制處理模塊會出現碰撞，影響控制處理效率；二、國家標準中對讀寫器的發射功率有限制，在此條件下，通過并聯多個射頻端口驅動多個天線工作，會降低每個天線的有效功率，縮短天線讀取距離。

在現有的RFID系統中，成對天線工作時，采用功率分配的形式實現，將射頻讀寫器的功率平均分配給兩天線，每個天線只獲得射頻讀寫器功率的一半，這樣每個天線獲得的能量很少，對兩天線之間的標簽會存在少檢、漏檢的情況，并且成對天線之間工作不可控，只能選擇天線組同時工作或者天線組同時不工作，讀取性能不穩定，讀取成功率低。

發明內容

本發明針對現有射頻讀寫器在一帶多模式下工作時，多個天線能量不足以及多路射頻信號發生碰撞導致的檢測成功率低等問題，提出了一種能夠有效提高檢測成功率的多路射頻天線切換裝置和RFID多天線系統。

本發明可以通過以下措施達到：

一種多路射頻天線切換裝置，包括射頻讀寫器、兩路以上射頻開關電路組成的射頻開關單元、控制器、兩個以上射頻天線組成的射頻天線組，其特征在于射頻讀寫器的控制信號輸出端與控制器相連接，射頻讀寫器的射頻信號輸出端與射頻開關單元相連接，射頻開關單元的輸出端與射頻天線組相連接，控制器的控制信號輸出端與射頻開關單元的控制信號輸入端相連接。

本發明所述射頻讀寫器設有微控芯片ARM、與微控芯片相連接的調制電路、與調制電路輸出端相連接的功率放大電路，其中功率放大電路的輸出端與射頻開關單元的輸入端相連接，使功率放大電路輸出的射頻信號經射頻開關單元的選擇后送入射頻天線。

本發明所述控制器中設有微控芯片，該微控芯片也可以采用ARM實現，控制器的控制信號輸入端與射頻讀寫器中微控芯片ARM相連接，用于接收射頻讀寫器輸出射頻信號時所對應的控制命令，控制器根據該控制命令，向射頻開關單元輸出切換控制命令，控制射頻開關單元中的多路射頻開關電路的通斷。

本發明射頻開關單元中射頻開關電路包括高電平導通模塊以及與高電平導通模塊相連接的匹配電路，其中高電平導通模塊的控制信號輸入端與控制器相連接，高電平導通模塊的射頻信號輸入端與射頻讀寫器中功率放大電路的輸出端相連接，匹配電路與射頻天線相連接。

本發明還設有指示燈，用于指示某路射頻開關的開啟/關閉狀態。

本發明射頻開關電路中高電平導通模塊設有高頻開關控制電路、交直流導通電路，其中高頻開關控制電路設有三極管，用于將控制單元的信號轉換成直流的導通信號；交直流導通電路用于提供直流信號與交流信號的導通路徑，從而實現該當直流信號不導通時，交流信號即射頻信號不導通，當直流信號導通時，交流信號即射頻信號導通，依靠交直流導通電路的特性，可以完成對任意的天線切換控制。

本發明控制器中還設有控制使能電路，用于實現控制器工作使能。

本發明使用時射頻讀寫器提供射頻信號，并將射頻信號送至射頻開關單元，同時射頻讀寫器向控制器提供與輸出的射頻信號相對應的控制命令也即地址信號，控制器接收由射頻讀寫器發送的地址信號后，首先進行判斷使能控制電路是否使能，當使能控制電路使能后，控制器開始工作，將地址信號轉換成高低電平的控制信號，并將控制信號傳送給射頻開關單元，射頻開關單元中設有兩路以上的射頻開關電路，射頻開關電路設有交直流導通電路和高頻開關控制電路，交直流導通電路提供直流信號與交流信號的導通路徑，高頻開關控制電路將高低電平的控制信號轉換成交直流導通信號，對應射頻天線組天線就能夠有選擇地工作，從而實現成對天線之間的切換控制。