一种基于可变功率的射频rfid测距结构及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于射频识别(RFID)技术领域，具体涉及一种基于可变功率的射频RFID测距结构及方法。
【背景技术】
[0002]GPS定位技术可以说是最专业的定位系统，它具有全天候、高精度、高效益等显著特点。但是对于室内定位来说，由于GPS受建筑物影响较大且成本高、功耗大，因此室内定位多采用R FID定位技术。RFID是一门独立的将不同的跨学科的专业技术综合在一起，如高频技术、微波与天线技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据与密码学、制造技术和应用技术等。这是本世纪最有发展前途的信息技术之一，已得到世界各国的高度重视并得到广泛开发与应用。RFID系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境进行识别，并且识别速度极快。
[0003]现在已有的技术主要是通过一些算法来实现。1、TOA算法，通过获得发射机发射的信号到达目标再返回发射机的时间，由传播时间得出标签到阅读器的距离。然后根据三边定位法或多边定位法解出目标标签的位置。缺点就是该算法要求标签和阅读器要同步，其次环境的复杂性会导致多径效应并降低系统的定位精度。2、TDOA算法，是对TOA算法的改进，在不同的测量点同步发射信号，通过计算不同节点到达目标的距离差来定位。缺点是要求所有阅读器同步，此外阻挡物和空间的复杂性使得阅读器可能接收不到标签发出的信号。还会受到多径和噪声的影响。3、A0A算法，利用阵列天线实现，通过检测信号是从哪个方向反射回来的，那么信号就在这条线上。当有两个基站时，两条直线交点处就是目标位置。但是由于要加阵列天线，所以成本高。3、与本专利较为接近的方法是RSSI算法，即利用已知发射信号强度和接受节点收到的信号强度，计算在传输过程的损耗，使用信号模型将损耗转化为待定位标签与已知位置阅读器之间的距离。待定标签的位置是以阅读器为圆心估算距离为半径的圆上。最后多个阅读器的圆之交点就是目标标签的位置。缺点就是定位精度不高，读写器在接受信号时很容易受到干扰。由于阻挡物多，存在非常严重的非视距效应。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种电子检测包装机的连接座，利用变化RFID功率进行测距，不仅节约成本，而且简单实用。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种基于可变功率的射频RFID测距结构，该结构包括主模块和从模块，所述主模块由主MCU处理器模块、以及分别连接主MCU处理器模块的显示模块、主RFID模块和衰减器组成，其中，所述主RFID模块与衰减器上设有天线并通过天线互相串接，所述衰减器与主RFID模块串接构成发射信号衰减链路及应答信号接收链路；
所述从模块由相互连接的从RFID模块和从MCU处理器模块组成，所述从RFID模块上设有天线，从MCU处理器模块与从RFID模块组成发射信号接收链路和应答信号发射链路；所述发射信号接收链路接收来自发射信号衰减链路的信号，所述应答信号接收链路接收来自应答信号发射链路的信号。
[0006]进一步的，所述衰减器或设置于从模块中，所述衰减器与从MCU处理器模块相连接，并且所述衰减器与从RFID模块通过天线串接，并构成相应的信号链路。
[0007]进一步的，所述从模块传输距离大于或等于主模块最大传输距离。
[0008]一种基于可变功率的射频RFID测距方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤I)初始化主模块和从模块中的各个模块，具体为主RFID模块、从RFID模块和显不丰旲块；
步骤2) MCU处理器模块设置衰减器的衰减量为最小；
步骤3)主模块广播信号；
步骤4)检测从模块应答信号，若主模块检测不到应答信号则跳转至步骤6)，若主模块检测到应答信号则转至步骤5);
步骤5)判断衰减量是否达到最大，若是，则转至步骤6)，若否，则增大衰减分贝数并跳转至步骤3);
步骤6)查表给出距离范围，即根据衰减器的衰减分贝数查衰减分贝数与传输距离关系表得出测距范围；
步骤7)显示模块进行信号显示，显示衰减器衰减的分贝数以及主模块、从模块之间的距离。
[0009]进一步的，所述衰减器衰减量也包括由小到大递增的方式。
[0010]本发明的有益效果是:
本发明利用衰减器来改变RFID信号功率，能够使从模块处于能或不能接收到主模块信号的两种状态，从而避过检测功率大小这一难题，并且结构简单，定位的精确度高，成本低，抗干扰能力强。
【附图说明】
[0011]图1为本发明主模块的结构示意图；
图2为本发明从模块的结构示意图
图3为本发明测距方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0013]参照图1和图2所示，一种基于可变功率的射频RFID测距结构，该结构包括主模块和从模块，所述主模块由主MCU处理器模块、以及分别连接主MCU处理器模块的显示模块、主RFID模块和衰减器组成，其中，所述主RFID模块与衰减器上设有天线并通过天线互相串接，所述衰减器与主RFID模块串接构成发射信号衰减链路及应答信号接收链路；
所述从模块由相互连接的从RFID模块和从MCU处理器模块组成，所述从RFID模块上设有天线，从MCU处理器模块与从RFID模块组成发射信号接收链路和应答信号发射链路；所述发射信号接收链路接收来自发射信号衰减链路的信号，所述应答信号接收链路接收来自应答信号发射链路的信号。
[0014]在本实施例中，主MCU处理器模块和从MCU处理器模块都采用STM32F101芯片，主RFID模块和从RFID模块都采用NRF24L01+芯片，衰减器采用HMC274QS16，显示模块采用LCD1602显示器。
[0015]在其它的实施例中，所述衰减器或设置于从模块中，所述衰减器与从MCU处理器模块相连接，并且所述衰减器与从RFID模块通过天线串接，并构成相应的信号链路，如:从RFID模块与衰减器集成，所述衰减器与从RFID模块集成组成发射信号衰减链路及应答信号接收链路；主模块由相互连接的主RFID模块和主MCU处理器模块组成，所述主RFID模块上设有天线，主MCU处理器模块与主RFID模块组成发射信号接收链路和应答信号发射链路。
[0016]所述从模块传输距离大于或等于主模块最大传输距离，而传输距离即衰减器衰减分贝数为O时的信号传输距离，在程序初始化时已经确定。
[0017]参照图3所示，一种基于可变功率的射频RFID测距方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
步骤I)初始化主模块和从模块中的各个模块，具体为主RFID模块、从RFID模块和显不丰旲块；
步骤2) MCU处理器模块设置衰减器的衰减量为最小；
步骤3)主模块广播信号；
步骤4)检测从模块应答信号，若主模块检测不到应答信号则跳转至步骤6)，若主模块检测到应答信号则转至步骤5);
步骤5)判断衰减量是否达到最大，若是，则转至步骤6)，若否，则增大衰减分贝数并跳转至步骤3);
步骤6)查表给出距离范围，即根据衰减器的衰减分贝数查衰减分贝数与传输距离关系表得出测距范围；
步骤7)显示模块进行信号显示，显示衰减器衰减的分贝数以及主模块、从模块之间的距离。
[0018]所述衰减器衰减量也包括由小到大递增的方式。
[0019]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于可变功率的射频RFID测距结构，该结构包括主模块和从模块，其特征在于，所述主模块由主MCU处理器模块、以及分别连接主MCU处理器模块的显示模块、主RFID模块和衰减器组成，其中，所述主RFID模块与衰减器上设有天线并通过天线互相串接，所述衰减器与主RFID模块串接构成发射信号衰减链路及应答信号接收链路； 所述从模块由相互连接的从RFID模块和从MCU处理器模块组成，所述从RFID模块上设有天线，从MCU处理器模块与从RFID模块组成发射信号接收链路和应答信号发射链路；所述发射信号接收链路接收来自发射信号衰减链路的信号，所述应答信号接收链路接收来自应答信号发射链路的信号。
2.根据权利要求1所述的基于可变功率的射频RFID测距结构，其特征在于，所述衰减器或设置于从模块中，所述衰减器与从MCU处理器模块相连接，并且所述衰减器与从RFID模块通过天线串接，并构成相应的信号链路。
3.根据权利要求1所述的基于可变功率的射频RFID测距结构，其特征在于，所述从模块传输距离大于或等于主模块最大传输距离。
4.一种基于可变功率的射频RFID测距方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤I)初始化主模块和从模块中的各个模块，具体为主RFID模块、从RFID模块和显不丰旲块； 步骤2) MCU处理器模块设置衰减器的衰减量为最小； 步骤3)主模块广播信号； 步骤4)检测从模块应答信号，若主模块检测不到应答信号则跳转至步骤6)，若主模块检测到应答信号则转至步骤5); 步骤5)判断衰减量是否达到最大，若是，则转至步骤6)，若否，则增大衰减分贝数并跳转至步骤3); 步骤6)查表给出距离范围，即根据衰减器的衰减分贝数查衰减分贝数与传输距离关系表得出测距范围； 步骤7)显示模块进行信号显示，显示衰减器衰减的分贝数以及主模块、从模块之间的距离。
5.根据权利要求4所述的基于可变功率的射频RFID测距结构，其特征在于，所述衰减器衰减量也包括由小到大递增的方式。
【专利摘要】本发明是一种基于可变功率的射频RFID测距结构及方法，该结构包括主模块和从模块，主模块由主MCU处理器模块、以及分别连接主MCU处理器模块的显示模块、主RFID模块和衰减器组成，其中，主RFID模块与衰减器上设有天线并通过天线互相串接，衰减器与主RFID模块串接构成发射信号衰减链路及应答信号接收链路；从模块由相互连接的从RFID模块和从MCU处理器模块组成，所述从RFID模块上设有天线，从MCU处理器模块与从RFID模块组成发射信号接收链路和应答信号发射链路。本发明利用衰减器来改变RFID信号功率，能够使从模块处于能或不能接收到主模块信号的两种状态，从而避过检测功率大小这一难题。
【IPC分类】G06K17-00
【公开号】CN104866877
【申请号】CN201510212151
【发明人】王军, 杨会玲, 陈伟, 袁新潮
【申请人】苏州科技学院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月30日