一种实现标签高效读取的装置及方法与流程

本发明涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种尤其适用于标签密度较高的智能书架、档案管理、货架盘点等领域的实现标签高效读取的装置及方法。

背景技术：

在现有射频识别技术领域，射频识别系统一般包括射频天线、用于控制射频信号发射及接收的读写模块，以及固定在待识别物品上的射频标签，使用时射频天线输出射频信号，对射频标签进行读取，射频标签上携带的信息再经射频天线反馈至读写模块内的信号接收电路，对接收到的信息进行处理后，即可完成对射频标签以及其所表示的物体的ID识别。在该系统中，射频天线是整个射频识别系统的重要组成部分，其完成射频识别系统中磁场的发射和接收。当将射频识别技术应用于智能书架及档案管理等领域时，需要将射频天线排列为多个框形天线逐层排列的形式，每层多个天线以一定间距排列，排列的间距与天线的读取距离有关。

在现有多天线射频识别盘点装置中，采用双天线依次切换读取，这种切换读取的方式容易读取到相邻天线框区内的图书标签，导致读取时间较长，且单次切换天线检卡的时间将根据单层的天线数量被叠加，导致现有的多天线盘点装置盘点时间长，用户使用有明显卡顿感，实时性不强的问题。

技术实现要素：

本发明针对传统射频识别技术对于多天线的检卡方式依赖于单天线或双天线单独检测的形式，对于图书档案管理等标签和天线数量较多的场合利用天线依次切换检卡的方式，导致磁场内已检测出的标签重复被检测，干扰后续的标签读取，造成检卡时间长，检卡效率低的问题，提出了一种大大提高了单层天线的检卡效率，从根本上改善了盘点装置的实时性的实现标签高效读取的装置及方法。

本发明可以通过以下措施达到：

一种实现标签高效读取的装置，设有多层架体，架体上放置待检测标签及标签载体，架体上还设有标签读取机构，其特征在于多层架体的每一层均设有两个以上的射频天线，所述射频标签读取机构包括射频天线、电源模块、射频读写器，其中射频读写器又包括读写器主控单元、射频载波发射模块以及射频输出切换控制模块，其中电源模块与射频读写器相连接，读写器主控单元分别与射频输出切换控制模块、射频载波发射模块相连接，射频载波发射模块的输出端与射频输出切换控制模块相连接，射频输出切换控制模块的输出端分别与两个以上的射频天线相连接。

本发明所述架体每层之上排放两个以上射频天线，架体的层与层之间采用金属板以屏蔽射频磁场，避免层间检卡的串扰。

本发明所述射频天线，同时起到了盘点标签以及分隔货物的作用，在射频检卡过程中开关磁场操作受到读写器控制，理论上只要读写器输出功率足够，在保证单层读取时间的条件下，可以级联更多的射频天线。

本发明所述射频读写器，包含读写器主控单元、射频载波发射模块、射频输出切换控制模块，其中读写器主控单元主要负责射频发射信号的调试以及标签返回信号的检波，是整个射频部分的核心，射频载波发射模块主要负责产生射频载波，用于调制信号的发送以及产生13.56M磁场以维持标签的激活状态，射频输出切换控制模块用以总体协调射频的发送，其仍由读写器主控单元控制，负责控制射频是否输出，以及磁场输出是否带有调制信号。只有处于检卡状态的天线发射出的射频信号有调制信号，其余天线发射的射频信号仅有13.56M射频载波，输出功率可以小于检卡状态天线，用以维持标签激活状态，这种方式除了可以降低功耗，还可以降低相邻两层天线的窜读率。

本发明还提出了一种实现标签高效读取的方法，其特征在于包括下列内容：

步骤1：系统上电，射频读写器完成基本数据的加载；

步骤2：射频读写器的基本数据正常加载完成后，输出天线切换控制信号以及射频信号，其中天线切换控制信号传送至射频输出切换控制模块,分别控制每个天线切换控制模块中的一个高频开关导通以及载波和射频信号的选择发送，前两个射频天线3处于工作状态，将该天线对应的框架内标签全部检出；

步骤3：读写器主控单元切换对射频输出切换控制模块的控制信号，射频天线的第一路射频调制信号不再发射，仅发射射频载波，第三路射频开启，并与第二路射频天线开始同步射频信号发送，完成对应第二个天线框架内标签的读取；

步骤4：第二三路射频天线完成对其相对应范围内标签的读取后，读写器主控单元再次输出射频切换信号，通过控制射频输出切换控制模块，依次开启射频天线，完成整层的标签检测流程；

步骤5：读写器控制单元切换至下一层，重复上述步骤，直至整架标签检测完成。

本发明与现有技术相比，改进射频检卡方式和算法，采用多天线配合检卡，单层已开启的天线在后续天线开启检卡后其磁场始终处于打开状态，已检出的标签不会脱离磁场，从而始终处于置静止状态，不会对后续的标签检测造成影响。具有以下优点：识别速度快：使用磁场不间断的检卡方式可以防止已检出的标签在断磁场后重复被读取，干扰后续的标签读取，造成不必要的时间浪费，标签盘点的时间大幅缩短；更好的实时性：盘点效率的提高，可以大大优化物品是否在架的实时性显示，避免物品状态变化到显示的长时间延迟；应用范围广：该技术可广泛应用于标签密度较高的图书档案、货物盘点等领域；更低的成本：相比于传统的检卡设备，在保证相同检卡时间的前提下，每层可以级联更多的射频天线，存储和摆放更多的货物，从而节省成本。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的电路框图。

附图标记：架体1、标签及标签载体2、射频天线3、电源模块4、读写器调试模块5、射频载波发射模块6、射频输出切换控制模块7、射频读写器8

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

如图1所示，本发明提出的一种多天线高效读取装置，所述装置包括：架体1、标签及标签载体2、射频天线3、电源模块4、射频读写器8，其中射频读写器8又包括读写器主控单元5、射频载波发射模块6以及射频输出切换控制模块7。所述架体1每层均安置多个射频天线3，采用本发明中的高效读取方式，可以在不改变货物摆放方式的前提下，大大提高了检卡的效率，架体中同层天线依次打开磁场，使进入磁场并被检出的标签始终处于被激活并置静止的状态，磁场内参与检卡的只有被磁场激活且没有检出的标签，从而能够最大程度的降低检卡流程的复杂度，有效缩短盘点时间，也从一定程度上降低漏读率。

所述架体1，每层之上排放多个射频天线3，理论上采用本发明所述层与层之间采用金属板以屏蔽射频磁场，避免层间检卡的串扰。

所述射频天线3，同时起到了盘点标签以及分隔货物的作用，在射频检卡过程中开关磁场操作受到读写器控制，理论上只要读写器输出功率足够，在保证单层读取时间的条件下，可以级联更多的射频天线。

所述射频读写器8，包含读写器主控单元5、射频载波发射模块6、射频输出切换控制模块7，其中读写器主控单元5主要负责射频发射信号的调试以及标签返回信号的检波，是整个射频部分的核心，射频载波发射模块6主要负责产生射频载波，用于调制信号的发送以及产生13.56M磁场以维持标签的激活状态，射频输出切换控制模块7用以总体协调射频的发送，其仍由读写器主控单元5控制，负责控制射频是否输出，以及磁场输出是否带有调制信号。只有处于检卡状态的天线发射出的射频信号有调制信号，其余天线发射的射频信号仅有13.56M射频载波，输出功率可以小于检卡状态天线，用以维持标签激活状态，这种方式除了可以降低功耗，还可以降低相邻两层天线的窜读率。

实施例2：

步骤1：系统上电，射频读写器完成基本数据的加载。

步骤2：射频读写器的基本数据正常加载完成后，输出天线切换控制信号以及射频信号，其中天线切换控制信号传送至射频输出切换控制模块7,分别控制每个天线切换控制模块中的一个高频开关导通以及载波和射频信号的选择发送，前两个射频天线3处于工作状态，将该天线对应的框架内标签全部检出；

步骤3：读写器主控单元5切换对射频输出切换控制模块7的控制信号，射频天线3的第一路射频调制信号不再发射，仅发射射频载波，第三路射频开启，并与第二路射频天线开始同步射频信号发送，完成对应第二个天线框架内标签的读取。

步骤4：第二三路射频天线完成对其相对应范围内标签的读取后，读写器主控单元5再次输出射频切换信号，通过控制射频输出切换控制模块7，依次开启射频天线，完成整层的标签检测流程；

步骤5：读写器控制单元切换至下一层，重复上述步骤，直至整架标签检测完成。

本发明与现有技术相比，改进射频检卡方式和算法，采用多天线配合检卡，单层已开启的天线在后续天线开启检卡后其磁场始终处于打开状态，已检出的标签不会脱离磁场，从而始终处于置静止状态，不会对后续的标签检测造成影响。具有以下优点：识别速度快：使用磁场不间断的检卡方式可以防止已检出的标签在断磁场后重复被读取，干扰后续的标签读取，造成不必要的时间浪费，标签盘点的时间大幅缩短；更好的实时性：盘点效率的提高，可以大大优化物品是否在架的实时性显示，避免物品状态变化到显示的长时间延迟；应用范围广：该技术可广泛应用于标签密度较高的图书档案、货物盘点等领域；更低的成本：相比于传统的检卡设备，在保证相同检卡时间的前提下，每层可以级联更多的射频天线，存储和摆放更多的货物，从而节省成本。