射频标签的读写装置以及读写方法与流程

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种射频标签的读写装置以及读写方法。


背景技术：

2.无源射频标签的应用已经非常普及，但是由于无源标签的能量来自于远端的无线发射，当标签天线方向和到达的射频信号极化方向不耦合的时候就会失败，无法对读写信号做出正确反应。单纯增加射频发射功率，增加极化方向可以缓解漏读的问题，但是又会导致工作范围外非预期处理的标签被误读或误写，导致出入库管理失败。
3.现有技术中解决上述问题的方法是在射频标签的读写现场建立射频屏蔽屋，读写标签仅仅在屏蔽屋中进行。这样的做法虽然可以解决大部分问题，但投入成本较高，对生产线占地要求很高，在工业现场无法满足。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以满足工业现场需求的射频标签的读写装置以及读写方法。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种射频标签的读写装置，包括写入模块和读取模块：所述写入模块采用近场低频射频信号对射频标签写入；所述读取模块采用远场高频射频信号对射频标签进行扫描式阅读，所述读取模块进一步包括：功率调节器，用于在阅读过程中从高到低调整读取模块的发射功率。
6.可选的，所述读取模块进一步包括一相位延迟器，用于对读取模块中的多个天线信号进行不同相位的延迟，形成合成波束的方向变化。
7.可选的，还包括一选择模块，与写入模块和读取模块连接，用于选择其中之一工作。
8.可选的，所述近场低频射频信号为125
±
5％khz或者13.56
±
5％mhz，所述远场高频射频信号为900
±
5％mhz。
9.为了解决上述问题，本发明提供了一种射频标签的读写方法，包括写入阶段和读出阶段，所述写入阶段采用近场低频射频信号对射频标签写入；所述读出阶段进一步包括：采用远场高频射频信号以从高到低调整读取信号功率的方式逐次对射频标签进行扫描式阅读；当相邻两读出的射频标签数目差大于一预定阈值时，停止降低功率。
10.可选的，采用各自具有不同相位的多个天线形成合成波束，对射频标签进行扫描式阅读。
11.上述技术方案利用不同的频率射频标签的特性不同防止误写，利用不同功率和不同波束方向来排除非工作范围内的射频标签，把射频标签的读写可靠性推高到很高的水平，完全可以达致进出库自动化管理。在选择双频射频标签的过程中，可以选择13.56mh和900mhz两个频段，前者用户可以用手机内置的nfc模块直接读写，后者可以读取远致15米的范围，进出库漏读的问题可以解决。
附图说明
12.图1所示是本发明一具体实施方式所述射频标签的读写装置的结构示意图。
13.附图2所示是本发明一具体实施方式中射频信号相位调制原理调制示意图。
14.附图3所示是本发明一具体实施方式中5个无方向性天线单元并行排列导致的增益变化。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明提供的射频标签的读写装置以及读写方法的具体实施方式做详细说明。
16.附图1所示是本具体实施方式所述射频标签的读写装置的结构示意图。所述装置包括写入模块11、读取模块12、以及选择模块13。所述写入模块11采用近场低频射频信号对射频标签写入。所述读取模块12采用远场高频射频信号对射频标签进行扫描式阅读。在本具体实施方式中，所述读取模块12进一步包括：功率调节器121，用于在阅读过程中从高到低调整读取模块的发射功率，以及相位延迟器122，用于对读取模块中的多个天线信号进行不同相位的延迟，形成合成波束的方向变化。选择模块13与写入模块11和读取模块12连接，用于选择其中之一工作。
17.上述装置在写入的时候，写入模块11采用读写距离较近的低频无源射频标签，如125k
±
5％khz或者13.56
±
5％mhz的射频标签，射频能量随着距离的变远极具衰减，不容易出现对工作范围外的其他射频标签误写。读取模块12在读标签的时候，采用距离较远的uhf频段射频标签进行阅读，在阅读过程中从高到低不断调整读写器的发射功率。
18.例如，在工业产品的生产过程中，可以采用写入模块11对射频标签写入，使用hf频段，例如13.56
±
5％mhz来对射频标签写入，写入内容包括hf标签特定存储区域和hf频段和uhf频段共享的公共区域。这个时候因为hf频段能量传输的衰减速度很快，写入距离仅限于读写器周边几cm的地方，不会因此对其他射频标签造成误写。离开生产线后进出仓储过程中，往往同时几十件产品在叉车或拖车上进出仓库的门禁。标签的贴放位置也各不相同，如果仍然采用13.56
±
5％mhz读取，由于射频标签相对于读写器的角度各异，距离远近不一，无论是近距离的iso14443还是远距离的iso15693规范标签都不能保证货物的进出仓准确被读出。这个时候选择模块13将装置切换到读取模块12工作，采用uhf频段，利用诸如iso18000
‑
6b或iso18000
‑
6c等射频标签规范，典型的uhf射频标签读写机的工作范围超过10m，远的甚至可以到30m，极大地降低了漏读率，提升了货物进出仓库的一次准确率。在选择双频射频标签的过程中，可以选择13.56
±
5％mh和900
±
5％mhz两个频段，前者用户可以用手机内置的nfc模块直接读写，后者可以读取远致15米范围，进出库漏读的问题可以解决。
19.进一步的，为了提高读取效率，还可以同时通过相位延迟器122对多个天线信号进行不同相位的延迟，人为形成合成波束的方向变化。工作范围外的射频标签被多次读出的概率大幅度降低，相反在多次读写中稳定被读出的射频标签可以被确认为确定在工作范围内的标签。各向异性可变增益天线阵列的原理是利用一路射频信号的输出到一个天线上，同时加上一个相位延迟输出到另一个天线上。在远处的任一点这两路同频信号就会产生固定的增强或者削弱的现象，在有的方向信号增强，有的方向信号变弱。发射源通过天线开关
依次打开天线开关，形成多天线分时复用的扫描模式。
20.附图2所示是同一个射频信号输出一路经过ant1发射，一路经过相位延迟组件延迟一定的相位角phase shift后加到ant2上，最后两天线发射的信号到达p点，分别是sinω和sin(ωt+σ+phase shift)，其中σ为ant1和ant2到达p点路程差导致的相位差，phase shift相则是相位延迟电路人为输入的。众所周知，单个无方向性的天线在多天线排列，同时发射会导致明显的各向异性，即在不同的方向，等效增益各不相同，且差距巨大。附图3所示是5个无方向性天线单元并行排列导致的增益变化。
21.功率调节器121用于在阅读过程中从高到低调整读取模块的发射功率。开始读标签的时候，采用预设较大功率，同时读取多个射频标签，记入(tag0,tag1,
……
tagn)，然后改变多天线网络的相位延迟组合，改变不同方向的增益，重新读取多个射频标签记入(tag0a,tag1a,
……
tagna)，(tag0b,tag1b,
……
tagnb),以此类推，对预设的几个方向读取若干次，其中方向的选择原则是尽量在增益大的地方不应该出现标签误读。再降低功率，读取标签，记入(tag0p1,tag1p1,
……
tagnp1),继续降低功率，读取标签，记入(tag0p2,tag1p2,
……
tagnp2)。功率的选择原则由高到低，单次降低1～3db,漏读率高于一个预设的阈值，例如10％时，意味着已经读到了边界位置，即可以停止。在误读的标签tagq出现的次数远低于正常的tag0～tagn时，还可以设立读出频次截止数，排除误读的远距离标签。
22.利用上述装置，还可以实施射频标签的读写方法，包括写入阶段和读出阶段，所述写入阶段采用近场低频射频信号对射频标签写入；所述读出阶段进一步包括：采用远场高频射频信号以从高到低调整读取信号功率的方式逐次对射频标签进行扫描式阅读；当相邻两读出的射频标签数目差大于一预定阈值时，停止降低功率。
23.上述技术方案利用不同的频率射频标签的特性不同防止误写，利用不同功率和不同波束方向来排除非工作范围内的射频标签，把射频标签的读写可靠性推高到很高的水平，完全可以达致进出库自动化管理。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。