[發(fā)明專利]基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310414363.9
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116562316A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王世偉;李鴻基;譚錦榮;滕程
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K17/00
• 代理公司: 深圳尚業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44503
• 代理人: 張文凱

本發(fā)明涉及基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統(tǒng)和方法，該無源射頻標簽識別系統(tǒng)包括二維多發(fā)多收收發(fā)緊密陣列天線面板及所述二維多發(fā)多收收發(fā)緊密陣列天線面板對應(yīng)的射頻前端控制電路模塊、空間雜波濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊和成像識別結(jié)果顯示器。本發(fā)明采用二維多發(fā)多收收發(fā)緊密陣列天線面板，能夠?qū)o源射頻標簽進行精準的成像識別，避免了傳統(tǒng)單一天線的誤差和不足，提高了識別的準確性；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對無源射頻標簽的識別，提高了標簽識別的準確性和效率，該系統(tǒng)在工業(yè)自動化、物流管理、安防監(jiān)控等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，該系統(tǒng)具有簡單、可靠、高效的特點，可以在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信天線領(lǐng)域，特別是涉及基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

RFID技術(shù)是一種通過無線射頻信號實現(xiàn)物品自動識別和跟蹤的技術(shù)。在RFID系統(tǒng)中，通常通過將一個小型的射頻標簽貼在物品上，并使用一個讀取器讀取標簽發(fā)送的射頻信號，實現(xiàn)對物品的識別和跟蹤。

目前市場上的大部分射頻標簽技術(shù)都需要進行復雜的射頻電路設(shè)計成本較高。為滿足低成本RFID標簽識別技術(shù)的需求，需要開發(fā)一種低成本的RFID標簽識別系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決目前射頻標簽技術(shù)都需要進行復雜的射頻電路設(shè)計成本較高的問題，本發(fā)明提供了一種基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統(tǒng)及方法，基于電磁成像的低成本RFID標簽識別系統(tǒng)將電磁成像技術(shù)與RFID技術(shù)相結(jié)合，通過利用電磁波的傳輸和反射特性，實現(xiàn)對射頻標簽的識別和跟蹤。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對不同形狀和材質(zhì)物品的識別，并且具有成本低、可靠性高的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

第一方面，本申請實施例提供了一種基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統(tǒng)，包括二維多發(fā)多收收發(fā)緊密陣列天線面板及所述二維多發(fā)多收收發(fā)緊密陣列天線面板對應(yīng)的射頻前端控制電路模塊、空間雜波濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)、數(shù)字信號處理模塊(DSP)和成像識別結(jié)果顯示器。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述二維多發(fā)多收收發(fā)緊密陣列天線面板模塊包括一組發(fā)射天線陣列和一組接收天線陣列，發(fā)射天線可以通過發(fā)射天線陣列射頻前端控制電路進行相位控制，其構(gòu)成一組相控陣，實現(xiàn)空間中的波束掃描。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述空間雜波濾波模塊包括一個帶通濾波器和一個空間同頻電磁噪聲消除模塊，帶通濾波器可以有效抑制空間中的非成像電磁信號頻段的頻率，防止頻帶以外的高頻信號和低頻信號對系統(tǒng)成像質(zhì)量產(chǎn)生影響，空間同頻電磁噪聲消除模塊可以進一步消除空間中的同頻噪聲。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)可以將電磁模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，便于后續(xù)的數(shù)字信號處理。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述數(shù)字信號處理模塊包括一塊具有特定數(shù)字信號處理的芯片，具有專一特定的快速傅里葉變換運算加速功能，可以對電磁信號進行處理，提取有效信息。

作為本發(fā)明的進一步方案，接收天線陣列的射頻前端控制電路模塊和發(fā)射天線陣列的射頻前端控制電路模塊分別控制接收天線陣列和發(fā)射天線陣列的射頻饋電，同時，發(fā)射天線射頻前端控制電路模塊設(shè)有一個發(fā)射信號控制模塊，具有控制所發(fā)射電磁信號的波形、相位的功能。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述發(fā)射信號控制模塊還具有時鐘對齊的功能，能夠?qū)r鐘與數(shù)字信號處理模塊的時鐘相對齊，保證信號收發(fā)的時間計算準確性。

作為本發(fā)明的進一步方案，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對無源射頻標簽的識別，提高了標簽識別的準確性和效率，該系統(tǒng)在工業(yè)自動化、物流管理、安防監(jiān)控等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，該系統(tǒng)具有簡單、可靠、高效的特點，可以在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。