[發(fā)明專利]一種遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610129229.4
• 申請(qǐng)日: 2016-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105680913A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李齊營(yíng);張來(lái)保;孫洪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李齊營(yíng);張來(lái)保;孫洪濤
• 主分類(lèi)號(hào): H04B5/00
• 分類(lèi)號(hào): H04B5/00;G06K7/10
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責(zé)任公司 21119
• 代理人: 龍鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于動(dòng)態(tài)管理的遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置。

背景技術(shù)

在常規(guī)的RFID系統(tǒng)中，當(dāng)作為應(yīng)答器的IC卡、電子標(biāo)簽等處在其讀寫(xiě)器的有效范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)答器就能獲取讀寫(xiě)器輻射出的無(wú)線電波而被激活，讀寫(xiě)器與應(yīng)答器之間便建立其無(wú)線通信，進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，這種交換信息按一定格式處理并進(jìn)行加密，數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，因此該技術(shù)被廣泛應(yīng)用在公共交通交費(fèi)卡、車(chē)輛檢查檢測(cè)卡、身份識(shí)別卡等近距離識(shí)別及信息交換領(lǐng)域。

但由于常規(guī)的RFID系統(tǒng)中的IC卡應(yīng)答器體積小、無(wú)電源，電能只能從讀寫(xiě)器輻射出的無(wú)線電波中獲取，而有源電子標(biāo)簽雖預(yù)置了鋰電池，但使用時(shí)間必竟有限，與讀寫(xiě)器之間的無(wú)線通信功率非常小，識(shí)別距離很有限，除此之外，RFID功能受限的原因還有以下幾個(gè)方面：

1、使用頻段易受干擾。目前使用的功率小于100mw不受無(wú)線電管理委員會(huì)嚴(yán)格管理的頻段是：13.56MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz、5.8GHz，而IC卡最普遍的是使用13.56MHZ，電子標(biāo)簽大都采用2.45GHZ，因此RFID系統(tǒng)稍不注意就會(huì)遇到被干擾的環(huán)境。盡管目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織專門(mén)為此制定了ISO14443和ISO15693標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，但被受到干擾的可能性仍然極易發(fā)生。

2、數(shù)據(jù)調(diào)制載波的方式過(guò)于簡(jiǎn)單。無(wú)線通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)必須要反映在載波的哪個(gè)特征上，才能傳輸，常規(guī)RFID采用的振幅鍵控即ASK方式。這種把數(shù)據(jù)反映在載波的振幅變化上是最簡(jiǎn)單的方法，盡管ASK還提供了間斷式的電能供應(yīng)答器芯片使用，但ASK性能最差，但由于其解調(diào)簡(jiǎn)單方便，而不得己采用的工作方式。

3、傳輸速率和靈敏度無(wú)法進(jìn)一步同時(shí)提高。常規(guī)的RFID的數(shù)據(jù)傳輸速率需要很高，達(dá)每秒100KBit以上，因?yàn)殡p方識(shí)別距離很短，數(shù)據(jù)交換必須在很短時(shí)間內(nèi)完成。但過(guò)高的傳輸速率要占用較寬的傳輸通帶，而接收機(jī)在通帶過(guò)寬時(shí)的接收靈敏度大大下降，作用距離就會(huì)受到影響，這是一對(duì)矛盾，一方面不可能靠加大發(fā)射功率來(lái)提高傳輸距離，另一方面由于靈敏度受噪聲影響又提高不了，致使目前RFID靈敏度值僅為-80dBm到-102dBm之間，即使有源標(biāo)簽發(fā)射功率最大可達(dá)15dBm(31mw)，但系統(tǒng)作用距離仍達(dá)不到千米數(shù)量級(jí)。

4、天線效率低。讀寫(xiě)器與應(yīng)答器之間相互識(shí)別的距離很有限，IC卡（無(wú)源）識(shí)別距離僅為2-10cm,有源標(biāo)簽識(shí)別距離在80米左右，即使采用固定定向讀寫(xiě)器，它加裝了帶功率放大的高增益定向天線，其識(shí)別距離也很難超過(guò)1000米。而且識(shí)別可靠性還與應(yīng)答器是否處在讀寫(xiě)器的最大輻射范圍內(nèi)有關(guān)，相互位置稍有變化，識(shí)別能力大大下降。因此常規(guī)RFID不適用在任何方向上的同時(shí)識(shí)別和遠(yuǎn)距離識(shí)別，由于這些致命的缺點(diǎn)存在，致使其應(yīng)用范圍受到了很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服常規(guī)RFID識(shí)別系統(tǒng)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種識(shí)別距離遠(yuǎn)、靈敏度高的遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置，射頻接收的信息輸入FFSK調(diào)制/解調(diào)模塊，F(xiàn)FSK調(diào)制/解調(diào)模塊處理后的信息信號(hào)輸入CPU，CPU輸出信號(hào)通過(guò)FFSK調(diào)制/解調(diào)模塊、PLL調(diào)頻模塊、高效功放模塊輸入收發(fā)轉(zhuǎn)換模塊，收發(fā)轉(zhuǎn)換模塊連接天線。

所述收發(fā)轉(zhuǎn)換模塊將接收到的讀寫(xiě)器信息通過(guò)高靈敏接收模塊輸入FFSK調(diào)制/解調(diào)模塊。

所述CPU連接用于預(yù)置數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)器。

配有可充電鋰電池組和太陽(yáng)能輔助充電系統(tǒng)，太陽(yáng)能輔助充電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池組和電源充放電管理模塊，太陽(yáng)能電池組通過(guò)電源充放電管理模塊連接鋰電池組輸入端。

本發(fā)明的遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置，重點(diǎn)改變了識(shí)別條件過(guò)于嚴(yán)格的無(wú)線通信系統(tǒng)，大幅度提高了系統(tǒng)性能，有效地提高了識(shí)別距離，將RFID應(yīng)用推上一個(gè)新的高度，改變了數(shù)據(jù)調(diào)制的方式，由ASK改為FFSK，（相位連續(xù)FSK）通道帶寬比較窄，提高了抗干擾和抗誤碼能力。提高了接收靈敏度，可達(dá)到-120dBm以上，比常規(guī)RFID高幾十倍；發(fā)射采用了高效率功放技術(shù)；系統(tǒng)可以采用異頻全雙工工作或單頻單工工作兩種模式；制定了適合系統(tǒng)工作的新的通信協(xié)議，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的安全性與可靠性；利用太陽(yáng)電池作為電能補(bǔ)充，大大提高了識(shí)別器連續(xù)工作的能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實(shí)施方式