专利名称：Rfid标签读取装置的制作方法
RFID絡读取装置
駄领域
本发明涉^/人在物流等领 贴于^1物上的RF1D标签上将设定于该 RFID ^^上的固有l^i只符以非^l虫方^a^^取的RFID纟^读取^g。
背景餘
jthf中RFID^^读取装置(以下简称为"读取装置")的与RFID标签的通 信用彌B驗于该mh的高频电路^i、备的构鹏素。这些构鹏素可根 据读取錢的i顿用^^用各种安装麟。例如，在以读取陈列于店铺的货 架上的商品上粘贴的RFID ，碟为目的时，在架板的上面鹏面设有与i^^板 面积，相同的薄型的M单元。高频电路收藏^S于货架的适当位置上的筐 体中。高频电路和織单元以具有m^特性阻抗的同轴电缆相驗。繊单元 设有铁氧体等高导磁率且薄型的磁性体；以该磁性体为磁芯绕成的环形，； 进行阻抗匹配的匹配电路。以这样的读取装置依 烦陈歹盱货架上的众多商品 进行RFID丰^的读取，再将读取后的i[^，iJit^几等设备。
但是，当lW读取装置的，与高频电路的阻抗匹配不适当时，会发生读 取范围变窄等问题。尤其是在读取± 附陈列于货架上的商品的RFK)标签 时，由于货架的材戯陈列于货^i:的商品的材质、 、朝向等原因，雜 熟l嘴频率^^的阻總动导致阻抗匹配不成的情况。
为解决这一问题，特开2004~355212号公报中公示了将匹配电路的常数 《 可变式的技术。此公报公示的i^:如该，的图1 4所示，先在高频电 路的m部侧进行驶波比及皿功率等的检测，再根据该检测 设于，部 的匹配电路的常idi行可变控制。战公报所示的駄，虽是关于非撤蟠IC
卡的，但基石li^与RFIE^礎相同。因此鹏用于RFID标签的读取装置。
但是，J^公报所示的技术系在高频顿各的，部与连接，的高自信 号线外另设了用于进行匹配电路的常数可变控制的控制用信号线的结构。因 此，^h^l,織与高频电路相距纟腿的场戶;M微置时，^t着导致體作业烦杂的问题。 发明内容本发明的目的在于麟一种设置作业性良好、且阻抗匹配良好的RFID标 签的读取装置。为超ij战目的，本申请发明涉及的RFID丰礎读取錢设有下歹ij驢 与RFLD 1^^通信用的天线；将与RFID t^的通信用信号进行，的高频电 路；与^^高频^l进ffii接的信号线；抓高频电路向^^出的高離 号上将阻抗调翻控带腊号进行動啲動B驢；将/A^(^g^信号线输入 的^瞻号进行高Mt号及控审腊号分离的分离體；将由分离縫分离的高 Mt号进行阻抗匹鹏输入織的匹配鹏；根据由分离装置分离的控审腊号将匹配电路的鹏常mia行控制的调^g。本发明因阻抗调M控伟l腊号動P于传输高劍言号的信号线上，所以不必 體控带腊号4彌用的信号线。也就是说不必增设高频电MlJ与^!lJ之间的 鹏。由此能将良好的體作业性和阻抗调整功育謙而得之。作为i鹏葡腊号融盱高频信号上的方法，换句谢兑，使传输高,鹏号的 信号线多重化的方法，可用种l^多。作为動卩方法的一例，本申请提案的伊征在于，，融卩^a将对应控制信号的电压值的直流信号&ta于高,鹏号上，战分离縫iiil滄波电路将高離号与控律赔号进行分离。此方法中，对从高频輸输出的所有髙鹏号施 力喧流偏压，由，啲滤波电路将直流成分与交流成^it行分离。而后，将分离后的直皿分的M值即偏压^Mtffl来作为控翁腊号，对匹配电路的常 又，作为劐昉法的另夕HR本申请提案的特征在于，±3 )口^1!在使高 号的输出在予跪时间停止的同时，在该停止时间内将数^te的控制 信号进行输出，战分离^sia滤波电路将高^ft号与控审腊^t行分离， ，调皿置设有将由分离^a分离后的控第,号进行保持的^^g，同时根据由该保i^g保持的控库瞻号将匹配电路的电路常i[a行控制。此方法系一种时分割多 式，在将高Mt号停止的,中鹏帝l腊号作为数滩号进 行传输。因为高^j言号和控带腊号通常形成不同的频带，所以可由天^ii的滤 波w^离高離号和控伟幅号。而后，根据分离后的控伟赔号将匹配鹏的常f[^预^^制。此方法中控制信号的传输为fs，性的，因雌天鄉IJ體控制信号的保,置，根据保持后的控伟赔号将匹配电路的常Mfi^整控 制。又，此方法有时在^t腔伟瞻号的保^g等上需要电源。因此，本申请提案的特征在于，Jd^J口體对翻信号施加直流偏压，战分离體在 >^瞻号进行偏压电流分离的同时，将该偏压电流作为电源供给，^^ 置。又，阻抗调整的方馳可采用多种方法。作为其中1iJ,本申请提案的特征在于，设有皿号线上的驶波tbis行检测的检测^g和根据由该检测^a检 测出的驻波比将j^串i腊号进行输出的控制装置。作为另外一例，本申请提 案的iir征在于，设有将予腕的校正用RHD i礎进行检测的检测^g和根据由该检测體的校正用RFID t礎检测状况将战控制信号进行输出的控制装 置。本发明的mt外的目的、繊及效果在以下的详细说明中予以表明。
图1为RFID ^^读取装置的结构图；图2为实施例1涉及的控制单元的功能框图；图3为实施例1涉及的織单元的功能框图；图4为放大^&输出信号的说明图；图5为控审腊号的说明图；图6为^ij信号的说明图；图7为实施例2涉及的控制单元的功肯滩图；图8为实施例2涉及的M单元的功能框图；图9为实施例2涉及的阻抗调整电路的功能框亂图10为放大电路输出信号的说明图；图11为直流偏压后,出信号的说明图；图12为数^4ffi审腊号的说明图；图13为传输信号的说明图；图14为实施例3涉及的控制单元的功能框图。具体实旨式 (实施例l)下面参照附图就本申请发明的一实施例涉及的RHD ，^读取^a进衍兑明。图1为RFID f礎读取装置的離繊亂图2为控制单元的功肖滩亂 图3为織单元的功肯離图。本实施例涉及的读取^S是用于从陈歹赃货架上的商品IO上附设的RFID 上读取该RFID^^11的固有标识符即固有编号的装置。 一般瞎况， 商品陈列货架是由对电織的形,生很大影响的鍋制成，因此，蹄了陈 列货架后再添置读取縫时，織的阻抗匹配调 ^必不可少之事。又，商 品货架上陈歹瞎各种材质的商品，且商品的陈列数也在不断变化，因此，即使 在<顿时，阻抗匹配调整也 1、不可少之事。本申请发明涉及的读取縫将自 动进fi^样的阻抗匹配调整。RFTD機读取装置如图1所示，设有控制单元跳織单元200;连接 于两单元IOO、 200间的高Mt号^^用同轴电缆300。，单元200设于商品 陈列货架的上面或下面。另外，控制单元100设于陈列货架下部的丰膽等适当 的地方。控制单元100连接于进行陈列货架辦管理的计飾50等，将检测 到的RFTD^^11的固有编号的清单B^该it^t几50。控制单元100如图2所示，设有用于同上位驢50连接的通信接口 101; 将与RED禾礎11的通信进行控制的通儲制部102;将禾蔬通^S制部102 的输出信号调制为高鹏号的调制电路lll; 载波的振荡电路112;将高频 信号进行放大的放大电路120;将直流偏压施加于高鹏号上的直流偏压勵口 电路130;将电压 t波比(VSWR)进fi^十测的马t波比计测电路150。驻波比 计测电路150经连接器(无图示)及同轴电缆30C于天线单元200。控制 单元100还设有将由天线单元200接收到的高劍言号进行方tt的放大^ 160;从高Mt号进^^l信信，调的解调电路113。控制单元100还设有根据 驶波比计测电路150的测定结果 阻抗匹配调翻控伟赔号的控伟赔号賊 部170。，调制电路111、解调电路113、振荡电路112装"^用的通信用IC110 中。M单元200设有绕于薄型箱状筐体201的内部周边的，线圈202。又， ，单元200设有乡Si^器(无图示)连接于同轴电缆300的交^l:流分离电 路203。该交皿流分离电路203将，制单元100接收的信号分离为直M 分和交 分。分离后的直,分的,在控制单元100的直流偏ffi^加电路130中^施加的偏压值。分离后的交 分^^^侧的放大电路120输出常^ia^控制的阻抗调整电路205。 、、 '接着，mjtk读取装置的动作进微明。首先，就读取驢的s^j作进行说明。纟礎通微制部102按照与RF1D |孫11的通信用协iJUS对 S信电鄉 出。t礎通鎌制部102 ,出信"^M;调制电路川调制到振荡电路112供 给的微。从调制鹏川输出的高Mt号由放大电路120方j^后，根据需要 S5il流偏ffi^加电路130进行直流偏压施加。皿流偏压働B电路130输出 的高Mt号经轮波比计测电路150、同轴电缆3(XM繊lj繊单元200。传^沃线单元200后的髙,Mt号由交M:流分离电路203分离为直流信 号和交流信号。i^t流信号相当于由J^m流偏ffiM加电路130働啲直流偏 压。另一方面，交流信号相当于由，调制^ 111输出的高劍言号。此高频 信号经匹配电路204 AU^线线圈202进行发射。RFID标签11将接收到的高频 信号作为电源^柳并工作，发出应^ft号。^^圈202接收到的应，号经 匹配鹏204、交^l:流分离电路203、同轴电缆300、驶波比计测鹏150输 Al嗾收侧的放大电路160。由放大秒各160放大后的高/ 号3131)1 调顿各 113进棚调。解调后的信号输入磁通鎌制部102。接着，就阻抗匹配调整的动作进4预明。此读取體中，将从控制单元100 送往織单元200的阻抗调翻的控制言号与高鹏号""^M:同轴电^S行 嫩雜鹏号隨流信号组成，鹏制值与顿值相对应。控带腊号生成 部170呈将敏波比计测鹏150计测的驻波比' 最小状以反馈控制生成控制 信号。直流偏压働口电路130将控审Jf言号生成部170生成的控律赔号作为直流 偏压，施加到放大电路120输出的高M^号上。图4所示为i^夂大电路120输 出的高^i言号。图5所示为，审腊号生成部170输出的控带腊号。图6所示 为^E流偏i!M加^ 130输出的動瞻号。作为直流偏压，働盯控库赔号的働瞻号由纖单元200的交^E流分 离电路203分离为控审腊号和高^t号。阻抗调整^ 205根据控审腊号的电 压值、即根据同轴电缆300上的传输信号的直流偏压值将阻抗调整电路205的 常idaW周整。作为具体的鹏结构的一例，在匹配电路204中将预定的阻抗 元件和晶体管及继电器开关等的开关元件的串联^^进行一个或多^f页设。而且，阻抗调整电路205根据控希'腊号的电压ilMii^，开关元件的开、織 4界刀换将匹配电路204的常数进4ft刀换。iffiii^中读取^g，倉辦将与RFID标签ll的通信用高^ft号和P鹏匹配 调OT的信号用一个同轴电缆300进行传渝，因此能将^g作业性和阻抗匹配 调整功兽嫌而得之。(实施例2)下面参照附图就本发明的实施例2涉及的RF1D t^读取^g进行说明。 图7为控制单元的功育滩图；图8为纖单元的功肖離图；图9为阻抗调整电 路的功能框图。本实施例涉及的读取装置与实施例1的不同之处在于控审腊号的叠加方 式。具体地说，iffil使高Mt号暂时停止并在该停止时间插入数割七了的控制 信号，用一个同轴电缆300将高Mt号和控制言号的双方进行传输。下面就不 同之^Sfi^细说明。控制单元100如图7戶标，设有^^大电路120发出的高Mt号J^加直 流偏压的直流偏压施加电路131;根据驶波比计测鹏150的测定结果生成阻 抗匹配调,的控帝,号的控带腊号《部171;将由控库!腊号^部171生 成的控制言号进行数對言号化的编码部172;将编码部172的输出和放大电路 120的输出进行混合的混合器173。直流偏腿加鹏131中的偏压电压与战实施例1不同，是固定电压。 此偏压腿作为天线单元200中各鹏的电源刺顿。控制单元100与实施例 1相同，呈以驶波比计测鹏150计测的驻波比妙最d^由反馈控制生鹏 帝赔号。又，控帝l腊号生成部171仅在接收到^^通鎌制部102发出的縱 许可信号时进行控审腊號出。^单元200如图8所示，设有使由交tt流分离电路203分离后的直流 信号稳定化的电源电路210;使由交驢流分离电路203分离后的交流信号的 高频M31的高通滤波器221;倒^频带舰的teil搶波器222;将匹配鹏 204的常数进行控制的P且抗调整电路230。高通滤波器221至少^^C电路120 发出的高 号舰。又,1gJl溏波器222至少使綱部172的输出信号舰。 爐是说，该高通滤波器221及^I滤波器222超顿与RFID丰礎11的通信 用高Mt号和控翁腊号相分离的分离电m^用。阻抗调整电路23o如图9所示，设有将M;leyi滤波器222后的信号进行解码并^带腊号进行提取的解码部231;将i^码部231提取的控审腊号的 11^行{親的 保持部232;根据 ^持部232 ,的控帝値将匹配电路 204的常M行控制的控制部233。此阻抗调整鹏230将由交驢流分离电 路203分离后的直流信号、即由直流偏压施加輸131施加的偏压电流作为电 源舡作。接着，就本实施例涉及的读取驢的P且抗匹配调整的动作进4预明。丰碟 通鎌制部102以予腕的时间间隔停ih^t信号的输出。又，t^I^^制部 102 ^i^信号的停止时间内对控带腊号生成部171进行，许可信号的送出。 直流偏,加顿各131对放大后的高,号进，ff页定的偏压电压的施加。另一 方面，控带腊号 部171呈以轮波比计测电路150计测的驻波比鈔最小状 由反馈控制生鹏制腊号，仅在接收到标签通j謙制部102发出的縱许可信 号时进行控伟i腊号输出。，制言号由编码部172进行数m，并在混合器173 中混合到直流偏压施加电路131的输出信号中。图10戶标为織大鹏120 输出的高,鹏号。图11所示为iAl:流偏压施加电路131输出的高z鹏号。图 12所示为从编码部172输出的信号。图13所示为从混^m出的動[ ft号。经同轴电缆300传输的動瞻号在纖单元200的交驢流分离电路203 中分离为直流信号和高Mi号。分离后的直流信号在电源电路210进行^E稳 定化后，作为电源供给阻抗调整电路230。分离后的高'Mf号中，放大电路120 的输出信号经高通滤波器221及匹配电路204供纟^^线圈202。分离后的高 劍言号中的数^号成^^^I澹波器222输入阻抗调整电路230。 M31了低 通滤波器222后的数^t号由阻抗调整电路230的解码部231进fi^码^l取 控审腊号。解码后的控制信号由 ^部232进行保持。控伟嘟233根据数阻抗匹^调歡法与实施^J 1相同。 、'… 乂 b 、根据这种读取體，与实施例1相同地，能够将与RF1D丰蔬11的通信用高劍言号和阻抗匹配调自的信号用一个同轴电缆300进行传输，因此能将體作业性和阻抗匹配调整功育謙而得之。 (实施例3)下面参照附图就本发明的实施例3涉及的RFID纟^读取^S进4亍说明。图14为控制单元的功肯滩图。本实施例涉及的读取縫与实施例1的不同之处在于控带腊号 部的 控审腊号生成方法。也就是说，在实施例1呈法波比 最d^>l^￡行反馈控制， 而本实施例在根据予跪的^JOT RFID标签的检测状^ift行控审腊号生M面 两者有所不同。关于控律赔号的動昉法与实施例1相同。下面就不同之舰微明。^iEfflRFID丰碟设于读取范围的夕卜缘Pf銜。本实施例中，在商品陈列架 的后方上部，了 1个^iE用RF1D * 。 ^!Effl RFID丰^的夫M与设于商 品10上的通常的RFID +礎11 一致。丰^的固有编号进行指定，并试图謝ra校!OT RHD+^的读取。当1^^通 ^S制部102在不旨臓取舰用RED l絡时，将对控制言号 部175发出 改变阻抗匹配调,的控带腊号的指令，直到读取成功为止。控审腊号^;部 175根据+礎通鎌制部102发出的指令使阻抗匹配调觀的控带腊号被并 进行输出。关于雌律i腊号与实施例1相同。^^通離制部102在校IOT RFID 标签的读取成功后，对控帝腊号生成部175发出维^S制用信号的指令。这种读取装置根据^IEfflRFID标签的检测状^a行阻抗调整，因此提髙 了读取的确实性。关于别的作用及效果与实施例1相同。本实施例作为实施例 1的 例作了说明，而±^实施例2也可做同样的' 。以ijt^发明的实施例做了详细地说明，而本发明并不仅P艮于此。例如， 战各实施例中，作为读取驢设置的目的场所以陈列货架做了说明，而本发 明是不问JCT用途的。又，战实施例中，作为控律i腊号的fetl卩方法列举了使控伟赔号作为直流偏iliS行融啲方駄J微^:信号在高频电路的停止期间进行動啲方法，而細期働卩方法也可以。例如，可考虑调幅及调频等多种方法。再者，实 施例1中详述的直流偏压的方法从电路结构简单的观点来看比^fflg^的调制 方法的一方更为有利。
权利要求
1.一种RFID标签读取装置，其特征是，设有与RFID标签通信用的天线；将与RFID标签的通信用信号进行处理的高频电路；与天线及高频电路进行连接的信号线；在从高频电路向天线输出的高频信号上将阻抗调整用控制信号进行叠加的叠加装置；将从叠加装置经信号线输入的叠加信号进行高频信号及控制信号分离的分离装置；将由分离装置分离的高频信号进行阻抗匹配后输入天线的匹配电路；根据由分离装置分离的控制信号将匹配电路的电路常数进行控制的调整装置。
2. ^^权利要求i戶腿的,标签读取錢，其特征是，戶;M^/燥 置将对離带腊号的腿值的直流信号融盱高Mt号上，戶;M分离^fiii3i微电路将高劍言号与控制言号进行分离。
3. 根据权利要求1所述的rfid丰蔬读取装置，期寺征是，所繊B装置 在使高Mt号的输出在预定时间停止的同时，在该停止时间内将数字化后的控审'腊号进行输出；所述分离^a通过滤波电路将高频信号与控制信号进行分 离；戶腿调^a设有将由分离體分离后的控库赔号进行保持的^f^a， 同,据由该^^MW的控带腊号将匹配电路的电路常fda行控制。
4. 根据权利要求3戶腿的RFID标签读取縫，其特征是，戶;f^J卩装 飘劐瞻号鋤B直流偏压；所述分离縫SM4Mt号进行偏压电流分离的 同时，将该偏压电流作为电源供给J^保^S。
5. 根据权利要求l、 2、 3、 4所述的RFIDl礎读取装置，期寺征是，设 有離号处的轮波ttJS行检测的检测装置；根据由该检测驢检测出的驻波比将戶; ^伟赔^^ 出的控制驢。
6. 根据权禾i傻求l、 2、 3、 4所述的,*礎读取装置，MT征是，设 有将 页定的舰用RFTD丰礎进行检测的检测錢；根据由该检测錢的校iOT rhd ^^检观默况将戶; ^伟赔号进行输出的控带皿。
7.—种RFID丰^读取^g的调^"法，其特征是，设有与RF1D标签 通信用的，；将与RFTD t礎的通信用信号进行M的高频^;与^^ 高频电路进^ii接的信号线；^^与信号^iS行阻抗匹配的阻抗匹配电路；使阻抗调整用控制信号動赃从高频电路向天线输出的高频信号上荆专 输至膽号线上；将在信号线上传输的動瞻号分离为高Mt号及控审腊号；根据分离后的控律i腊号将匹配电路的电路常fdS行控制。
全文摘要
本发明提供一种RFID标签读取装置，该读取装置的控制单元(100)将阻抗调整用控制信号叠加在从高频电路向天线单元(200)输出的高频信号上，天线单元(200)设有将该叠加信号进行高频信号及控制信号分离的分离装置(203)；将由分离装置分离的高频信号进行阻抗匹配后输入天线的匹配电路(204)；根据由分离装置分离的控制信号将匹配电路的电路常数进行控制的调整装置(205)。
文档编号G06K7/00GK101276400SQ20081009513
公开日2008年10月1日 申请日期2008年2月5日 优先权日2007年2月6日
发明者佐藤正亮, 岛本岳, 松本尚人, 桑子祐治, 田幡胜 申请人:三电有限公司