射频识别阅读器及其应用方法与流程

本发明涉及一种射频识别阅读器及其应用方法，尤指一种发射功率可调的射频识别阅读器及其应用方法。

背景技术：
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射频识别技术(radiofrequencyidentification，rfid)，是自动识别技术的一种，其通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。一套完整的rfid系统，由读写器(reader)、电子标签(tag)和数据管理系统三部分组成，其工作原理是读写器(reader)发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动电路将内部的数据送出，此时reader便依序接收解读数据，送给数据管理系统做相应的处理。rfid技术依靠电磁波，并不需要连接双方的物理接触，甚至高频段的rfid读写器可以同时识别、读取多个标签的内容，使得射频识别技术得到了越来越广泛的应用。

然而，由于用于射频识别的电磁波为不可视的，导致读写器在识读标签时具有盲目性，用户根本不知道读取到了哪个位置的标签。且由于不论待盘点的物品远近，读写器的天线都采用同样的功率来识读标签，造成在识读近距离物品时，功率相对过高，造成浪费；而在识读远距离物品时，则功耗相对过低，导致部分远距离的标签被遗漏而未被识读到。

本发明针对以上问题，提供一种新的射频识别阅读器及其应用方法，采用新的方法和技术手段以解决这些问题。

技术实现要素：

针对背景技术所面临的问题，本发明创作的目的在于提供一种发射功率可调的射频识别阅读器及其应用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

本发明提供一种射频识别阅读器，其特征在于，包括：定向天线，用以定向发射或接收信号；激光测距模组，用以产生光斑瞄准待识别物品，并用以测量待识别物品至所述射频识别阅读器的距离；控制单元，用以根据待识别物品至所述射频识别阅读器的距离调节所述定向天线的发射功率。

可选地，所述控制单元控制所述定向天线的发射功率与待识别物品至所述射频识别阅读器的距离正相关。

可选地，所述激光测距模组为相位激光测距模组或三角激光测距模组。

可选地，所述定向天线既为发射天线又为接收天线。

可选地，包括一激光模组，用以产生瞄准图案瞄准待识别物品，所述瞄准图案与所述定向天线的接收范围大致重合。

可选地，所述光斑的投射方向与所述定向天线的最大接收方向同轴设置或平行设置。

本发明提供一种射频识别阅读器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过激光测距模组发射光斑瞄准待识别物品，并测量待识别物品至所述射频识别阅读器的距离；步骤二：通过控制单元调节定向天线的功率，使得所述定向天线的功率与待识别物品至所述射频识别阅读器的距离相匹配；步骤三：通过定向天线朝向待识别物品发射射频信号并接收待识别物品上的电子标签反馈的信号或直接接收待识别物品上的电子标签发射的信号。

可选地，所述定向天线的发射功率与待识别物品至所述射频识别阅读器的距离正相关。

可选地，所述光斑的投射方向与所述定向天线的最大接收方向同轴设置或平行设置。

可选地，所述激光测距模组为相位激光测距模组或三角激光测距模组。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的射频识别阅读器，通过所述激光测距模组检测待识别物品至所述射频识别阅读器的距离，且所述激光测距模组同时用以产生光斑，指引用户瞄准待识别物品，所述控制单元根据该距离调节所述定向天线的发射功率，使得所述定向天线的发射功率与待识别物品的距离相匹配，以在待识别物品距离较近时降低所述定向天线的发射功率，降低功耗；而在待识别物品距离较远时增大所述定向天线的发射功率，以增大所述射频识别阅读器的识读距离。

附图说明

图1为本发明射频识别阅读器第一实施例的示意图，图中示出射频识别阅读器通过瞄准图案瞄准待识别物品的示意图；

图2为图1中射频识别阅读器的框图；

图3为本发明射频识别阅读器第一实施例中，通过瞄准图案指示定向天线的接收范围的示意图；

图4为图1中的射频识别阅读器的放大图，示出了显示框显示待识别物品的示意图；

图5为本发明射频识别阅读器第一实施例的使用方法的流程图；

图6为本发明射频识别阅读器第二实施例的框图；

图7为本发明射频识别阅读器第二实施例的使用方法的流程图。

具体实施方式的附图标号说明：

具体实施方式

为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的射频识别阅读器100的第一实施例，所述射频识别阅读器100主要包括定向天线1、激光模组2、距离检测模块9、摄像头6、显示屏5、触发按键3和控制单元4。

如图3所示，所述定向天线1设计成通过一定的辐射角度发射或接收信号，且所述定向天线1在沿着最大辐射方向x不同距离处的垂直平面上的接收范围a(a’)，均通过精确测定为已知形状，该形状通常为不规则形状，但也可根据需求而通过一定的技术手段将该形状调节为规则形状，如圆形或椭圆形等。本实施例中，所述定向天线1既为发射天线也为接收天线；其它实施例中，所述定向天线1可仅为接收天线，从而可另外设置发射天线。

请再次参考图2所示，所述距离检测模块9用以检测所述射频识别阅读器100与待识别物品8的距离，所述距离检测模块9可为红外距离传感器、激光测距模块、超声波测距模块等近距离测距精度较高的模组。本实施例中，所述距离检测模块9为红外距离传感器。

请继续参考图3所示，所述激光模组2包括激光发射器21和光学元件22，所述光学元件22为衍射光学元件22，以使得所述激光发射器21发射的激光透过所述光学元件22产生所需形状的瞄准图案p(p’)，所述瞄准图案p(p’)的形状与所述定向天线1的接收范围a(a’)的形状保持一致，且所述激光模组2产生的瞄准图案p(p’)的投射方向与所述定向天线1的最大接收方向同轴设置或平行设置，优选为同轴设置，使得在距离所述射频识别阅读器100一定距离处，所述激光模组2产生的瞄准图案p(p’)与定向天线1的接收范围a(a’)大致重合。更进一步地，由于所述定向天线1的接收范围a(a’)随距离增大而变化，所述光学元件22设计成使所述瞄准图案p(p’)的尺寸随距离增大而与所述定向天线1的接收范围a(a’)同步变化，从而使得所述瞄准图案p(p’)与所述定向天线1的接收范围a(a’)在不同的距离处总是保持大致重合。通过所述瞄准图案p(p’)可精确指示不同距离处所述定向天线1的接收范围a(a’)。

所述摄像头6用以采集待识别物品8的图像，所述摄像头6的光轴与所述定向天线1的最大辐射方向x(或最大接收方向)同轴设置或平行设置，所述定向天线1的接收范围a(a’)位于所述摄像头6的视场内。

如图1和图4所示，所述显示屏5上设有一个显示区域51，所述显示区域51通过线条在所述显示屏5上示出，从而形成一个显示框，所述摄像头6采集的待识别物品8的图像显示于所述显示屏5上，由于所述显示框的形状经人为设定而与所述定向天线1的接收范围a(a’)大致重合，用户经过调节，可使得待识别物品8完全落入显示框的范围内，或使显示框仅框选待识别物品8而不框选其它物品。其它实施例中，所述显示区域51可为整个显示屏5，即整个显示屏5的显示范围与所述定向天线1的接收范围a(a’)大致重合，而不设置显示框。由于所述显示区域51与所述瞄准图案p(p’)均具有指示所述定向天线1的接收范围a(a’)的作用，故在一些实施例中，二者可选其一，如在其它实施例中，可不设置所述激光模组2或不设置所述显示区域51。

如图2和图4所示，所述触发按键3电性连接于所述控制单元4，用以经由所述控制单元4控制所述激光模组2发射瞄准图案p(p’)，同时控制所述距离检测模块9检测距离，以及控制所述定向天线1发射或接收信号；当然，也可设置所述摄像头6经触发自动采集图像或经手动开启采集图像。首先，所述控制单元4控制所述激光模组2朝向待识别物品8投射瞄准图案p(p’)，与此同时，控制所述距离检测模块9检测待识别物品8与所述射频识别阅读器100之间的距离，所述距离检测模块9将该距离反馈至所述控制单元4，所述控制单元4即根据待识别物品8至射频识别阅读器100的距离调节所述定向天线1的发射功率，由于所述定向天线1在结构不变的情况下，发射功率越大，辐射距离越远，也即能识读越远的待识别物品8上的电子标签81，故设置所述定向天线1的发射功率与待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离正相关，这里可预先建立所述定向天线1的发射功率与待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离之间的关系表或函数关系，当所述控制单元4获得待识别物品8的距离之后，即可调用该关系表或函数关系，对所述定向天线1的发射功率做对应的设置。

之后，所述控制单元4控制所述定向天线1开始发射或接收信号，以激活或识读待识别物品8上的电子标签81，这一过程可与所述距离检测模块9的测距过程间隔一定时间，避免在距离还未测定之前，所述定向天线1已经开始接收信号，而不小心读到了旁边不需要读取的电子标签81。具体来说，这可以通过时序控制来实现，如当用户触发所述触发按键3之后，所述控制单元4首先控制所述距离检测模块9检测待识别物品8的距离，在一定时间(可根据需要设置，如3秒)之后，所述控制单元4控制所述定向天线1开始接收信号；或者也可通过组合触发方式来实现，如当用户触发所述触发按键3之后，所述控制单元4首先控制所述距离检测模块9检测距离，当用户再次触发另一按钮7时，所述控制单元4控制所述定向天线1开始接收信号；或者用户触发所述触发按键3之后，所述控制单元4首先控制所述距离检测模块9检测距离，且当用户保持手势不变达到一定时间，所述控制单元4控制所述定向天线1开始接收信号；等等。

所述控制单元4进一步解读出所述定向天线1接收的信号并将解读出的信息显示于所述显示屏5上。

具体来说，如图5所示，为本发明所述射频识别阅读器100的使用方法的流程图，包括以下步骤：

s1：通过所述距离检测模块9检测待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离。

具体来说，用户将所述射频识别阅读器100大致对准待识别物品8所在区域后，通过按压触发按键3触发所述激光模组2发射瞄准图案p(p’)，用户进一步调节瞄准图案p(p’)的位置以精确框选出待识别物品8所在区域。与此同时，所述距离检测模块9开始检测待识别物品8与所述射频识别阅读器100之间的距离。所述瞄准图案p(p’)的大小可刚好与待识别物品8所在区域一致，也可稍大于待识别物品8所在区域，这样可一次框选全部待识别物品8，且不会框选到其它物品，或者瞄准图案p(p’)的大小可小于待识别物品8所在区域，用户可通过上下左右移动所述射频识别阅读器100，即可使所述瞄准图案p(p’)遍历待识别物品8所在区域。

如前述，所述显示屏5上的所述显示区域51也可起到与所述瞄准图案p(p’)相类似的作用，故二者可相替换，或者二者可协同工作，共同辅助用户来定位待识别物品8。在一些实施例中，也可不通过所述激光模组2和所述显示屏5上的显示区域51来瞄准或定位待识别物品8，也即可不设置所述激光模组2，所述显示屏5上不设置所述显示区域51。

s2：通过控制单元4调节定向天线1的功率，使得所述定向天线1的功率与待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离相匹配。

这一过程可参考前面所述。

s3：通过定向天线1发射射频信号至瞄准图案p(p’)框选的区域并接收框选的区域中的电子标签81反馈的信号或直接接收瞄准图案p(p’)框选区域的电子标签81，其中，所述定向天线1的最大辐射方向x与所述瞄准图案p(p’)的投射方向同轴设置或平行设置。所述电子标签81可为有源标签、无源标签或半有源标签。

以无源标签为例，在所述激光模组2发射瞄准图案p(p’)一定时间后，所述控制单元4控制所述定向天线1发射射频信号至瞄准图案p(p’)框选的区域，以激活框选区域中的电子标签81，使电子标签81将信号反馈至所述射频识别阅读器100并被所述定向天线1接收，所述控制单元4进一步解码所述电子标签81反馈的信号，并将解码出的信息显示于所述显示屏5上。

若所述电子标签81为有源标签，则在所述激光模组2发射瞄准图案p(p’)一定时间后，所述控制单元4控制所述定向天线1接收瞄准图案p(p’)框选区域中的电子标签81发射的信号，所述控制单元4进一步解码所述电子标签81反馈的信号，并将解码出的信息显示于所述显示屏5上。半有源标签与此类似。

如图6所示，为本发明射频识别阅读器100的第二实施例，其与第一实施例的区别在于：通过一个激光测距模组2’检测待识别物品8与所述射频识别阅读器100之间的距离，且由于所述激光测距模组2’可发射光斑以辅助用户瞄准待识别物品8，故不再设置第一实施例中用来产生瞄准图案p(p’)的激光模组2。所述激光测距模组2’为相位激光测距模组2’或三角激光测距模组2’，以提高近距离测距的精度。所述光斑的投射方向与所述定向天线1的最大接收方向同轴设置或平行设置，使得在所述光斑瞄准待识别物品8时，所述定向天线1也对准了待识别物品8。

如图7所示，为本发明射频识别阅读器100第二实施例的使用方法的流程图，包括以下步骤：

s10：通过激光测距模组2’发射光斑瞄准待识别物品8，并测量待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离。

s20：通过控制单元4调节定向天线1的功率，使得所述定向天线1的功率与待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离相匹配。

s30：通过定向天线1朝向待识别物品8发射射频信号并接收待识别物品8上的电子标签81反馈的信号或直接接收待识别物品8上的电子标签81发射的信号。

本发明的射频识别阅读器及使用方法具有以下有益效果：

1、本发明的射频识别阅读器100，通过所述距离检测模块9检测待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离，所述控制单元4根据该距离调节所述定向天线1的发射功率，使得所述定向天线1的发射功率与待识别物品8的距离相匹配，以在待识别物品8距离较近时降低所述定向天线1的发射功率，降低功耗；而在待识别物品8距离较远时增大所述定向天线1的发射功率，以增大所述射频识别阅读器100的识读距离。

2、本发明的射频识别阅读器100，通过所述激光测距模组2’检测待识别物品8至所述射频识别阅读器100的距离，且所述激光测距模组2’同时用以产生光斑，指引用户瞄准待识别物品8，所述控制单元4根据该距离调节所述定向天线1的发射功率，使得所述定向天线1的发射功率与待识别物品8的距离相匹配，以在待识别物品8距离较近时降低所述定向天线1的发射功率，降低功耗；而在待识别物品8距离较远时增大所述定向天线1的发射功率，以增大所述射频识别阅读器100的识读距离。

以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。