专利名称：一种射频识别装置以及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种射频识别装置以及系统。
背景技术：
RFID (Radio Frequency Identification,射频识别)技术用于控制、检测和跟踪物体。RFID系统由读头装置和RFID卡装置组成，读头装置可固定或手持，RFID卡装置跟随待检测物体，读头装置通过射频信号识别RFID卡装置并读取RFID卡装置中的相关数据，从而实现检测、或定位待检测物体的目的，其特点在于读头装置与RFID卡装置之间不需要建立机械或光学接触。目前，无源超高频RFID系统中的读头装置能够读取数米外的RFID卡装置中的数据，因此被广泛应用于停车场车辆管理。无源超高频RFID系统的工作原理为携带RFID卡 装置的车辆进入停车场入口或者出口的特定区域时，由读头装置的发送电路向该RFID卡装置发送射频信号，该射频信号为RFID卡装置充电使得所述RFID卡装置向读头装置的接收前端返回一个回复信号，读头装置通过解析这个回复信号读取存储在RFID卡装置中的相关数据。但是，由于无源超高频RFID系统中射频信号为900MHz左右，因此难以通过调整读头装置的天线的夹角度来控制无源超高频RFID系统的扫描范围，导致停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID卡装置被误读的问题。另外，由于读头装置的发送电路和接收前端之间一般只有20dB左右的隔离度，二者之间容易造成干扰，因此不能在接收前端处设置放大电路，导致读头装置的灵敏度差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种射频识别装置以及系统，用于进行停车场车辆管理，尤其对目标车辆进行精准定位。通过使用本发明所述的射频识别装置和系统，能够通过激光调制技术对RFID卡装置进行精准定位，从而避免停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID卡装置被误读的问题。使用本发明所述的射频识别装置和系统，还能够提高读头装置的灵敏度。一种射频识别装置，包括RFID读头、第一下行放大电路和第一天线，所述射频识别装置还包括激光调制电路和上行放大电路；所述RFID读头的下行接口连接所述第一下行放大电路的输入端，所述第一下行放大电路的输出端连接所述激光调制电路；所述RFID读头的上行接口连接所述上行放大电路的输出端，所述上行放大电路的输入端连接所述第一天线。一种射频识别装置，包括RFID卡和第二天线，所述射频识别装置还包括发送电路，所述发送电路包括激光解调电路、第二下行放大电路和第三天线；
所述激光解调电路连接所述第二下行放大电路的输入端，所述第二下行放大电路的输出端连接所述第三天线，所述第二天线连接所述RFID卡；所述第三天线用于向所述第二天线发送射频信号。一种射频识别系统，包括读头装置和远端装置；所述读头装置与所述远端装置通过激光通道和射频通道通信连接；所述读头装置用于向所述远端装置发送激光信号，所述远端装置用于向所述读头装置发送射频信号。从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点
激光调制电路能够将经第一下行放大电路放大后的射频信号转换为激光信号并向携带RFID卡装置的目标车辆发送所述激光信号，实现对目标车辆的精准定位，从而避免停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID卡装置被误读的问题。另外，上行放大电路能够放大第一天线接收的射频信号，通过在下行通道和上行通道中使用不同的信号形式，能够避免干扰，因此提高了读头装置的灵敏度。
图I为本发明第一实施例的射频识别装置结构图；图2为本发明第二实施例的射频识别装置结构图；图3为本发明第三实施例的射频识别系统结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明中的说明书附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种射频识别装置以及系统，用于进行停车场车辆管理，尤其对目标车辆进行精准定位。以便避免停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID卡装置被误读的问题，同时还能够提高读头装置的灵敏度。本发明第一实施例将对一种射频识别装置进行详细说明，本实施例所述的射频识别装置可以为无源超高频RFID系统中的读头装置，其具体结构请参见图1，包括RFID读头10、第一下行放大电路11、激光调制电路12、上行放大电路13以及第一天线14，所述射频识别装置还进一步包括停车场系统15。其中，RFID读头10的下行接口连接第一下行放大电路11的输入端，第一下行放大电路11的输出端连接激光调制电路12。RFID读头10的上行接口连接上行放大电路13的输出端，上行放大电路13的输入端连接第一天线14。停车场系统15与RFID读头10通
信连接。RFID读头10用于向第一下行放大电路11发送基带信号。RFID读头10还用于接收经过上行放大电路13放大后的射频信号，并利用自身的本振信号通过混频的方式将其还原为基带信号。
第一下行放大电路11用于将RFID读头10发送的基带信号放大为符合激光调制电路12接收要求的射频信号。激光调制电路12用于将经第一下行放大电路11放大后的射频信号转换为激光信号并发送所述激光信号，这里不对所述激光信号的接收方作具体限定。在现有技术的无源超高频RFID系统中，并没有建立激光通道用于传输信号，本实施例装置中使用激光调制电路12的意义在于将下行通道中的一部分由射频通道转换为激光通道，从而避免上、下行通道均为射频通道时的相互干扰。上行放大电路13用于放大第一天线14接收的射频信号，并向RFID读头10发送所述射频信号。在现有技术的无源超高频RFID系统中，由于上、下行通道均为射频通道，在本实施装置中由于使用了激光调制电路12而避免上、下行通道均为射频通道时的相互干扰，因此能够在上行接收电路中设置上行放大电路13，从而提高读头装置的灵敏度。第一天线14用于接收RFID卡装置所发送的射频信号。
停车场系统15用于根据RFID读头10读取的数据进行车辆管理，所述数据为RFID读头10根据接收到的射频信号生成的。另外，停车场系统15为整个射频识别装置供电。在本实施中，激光调制电路12能够将经第一下行放大电路11放大后的射频信号转换为激光信号并向携带RFID卡装置的目标车辆发送所述激光信号，实现对目标车辆的精准定位，从而避免停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID卡装置被误读的问题。另外，上行放大电路13能够放大第一天线14接收的射频信号，通过在下行通道和上行通道中使用不同的信号形式，能够避免干扰，因此提高了读头装置的灵敏度。本发明第二实施例将对另一种射频识别装置进行详细说明，本实施例所述的射频识别装置可以为无源超高频RFID系统中的远端装置，所述远端装置包含现有技术中的RFID卡装置，所述射频识别装置都放置于车辆上，其具体结构请参见图2，包括发送电路20、RFID卡21以及第二天线22，所述射频识别装置还进一步包括触发器23、控制器24以及电源25。其中，发送电路20能够与RFID卡21通过射频通道进行通信连接。RFID卡21连接第二天线22。触发器23与控制器24通信连接，控制器24与发送电路20通信连接，电源25与发送电路20连接。发送电路20用于接收激光信号，把所述激光信号还原为射频信号，并向第二天线22发送所述射频信号。其中，发送电路20进一步包括激光解调电路201、第二下行放大电路202以及第三天线203。激光解调电路201连接第二下行放大电路202的输入端，第二下行放大电路202的输出端连接第三天线203。激光解调电路201用于将接收到的激光信号转换为射频信号并向第二下行放大电路202发送所述射频信号。第二下行放大电路202用于接收并放大激光解调电路201所发送的射频信号。第三天线203用于向第二天线22发送经第二下行放大电路202放大后的射频信号。发送电路20实际上为无源超高频RFID系统中下行通道的一部分。RFID卡21用于存储相关的车辆管理信息，并通过第二天线22向读头装置反射发送电路20发送的射频信号，所述反射的射频信号包含所述车辆管理信息。第二天线22用于接收第三天线203发送的射频信号，还用于向装置反射所述射频信号。
触发器23用于当满足触发条件时，触发所述控制器24工作。优选地，触发器23可以为电磁感应器。因此，在停车场管理中，一个具体的触发条件为车辆压地感。即车辆压地感时，电磁感应器感应地感信号，并触发控制器24工作。控制器24用于控制发送电路20的工作状态，所述工作状态包括开启状态和关闭状态。优选地，控制器24可以为单片机或者可编程逻辑器件。因此，在停车场管理中，单片机或者可编程逻辑器件只有在符合触发条件时才控制发送电路20进入开启状态，在其实情况下都控制发送电路20处于关闭状态，这样能够节省电源25的电量。电源25用于为所述发送电路供电。优选地，电源25可以为电池。当控制器24控制发送电路20进入开启状态时，就为无源超高频RFID系统建立了下行通道，当控制器24控制发送电路20处于关闭状态时，无源超高频RFID系统的下行通道也就断开了。这种设计能够节省本实施例装置的电量，延长其使用寿命。在本实施例中，发送电路20为下行通道的一部分，使用了激光信号，实现对读头装置对目标车辆的精准定位，从而避免停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID 卡装置被误读的问题。通过在下行通道和上行通道中使用不同的信号形式，能够避免干扰，因此提高了读头装置的灵敏度。本发明第三实施例将对一种射频识别系统进行详细说明，本实施例所述的射频识别系统具体结构请参见图3，包括读头装置31以及远端装置32。其中，读头装置31与远端装置32通过激光通道和射频通道通信连接。读头装置31用于向远端装置32发送激光信号。其中，读头装置31可以为如本发明第一实施例所述的射频识别装置，包括=RFID读头310、第一下行放大电路311、激光调制电路312、上行放大电路313、第一天线314以及停车场系统315。读头装置31的内部结构及各部件具体功能请参见本发明第一实施例以及图I的相关记载，这里不再赘述。远端装置32用于向读头装置31发送射频信号。其中，远端装置32可以为如本发明第二实施例所述的射频识别装置，包括发送电路320、RFID卡321、第二天线322、触发器323、控制器324以及电源325，发送电路320还进一步包括激光解调电路3201、第二下行放大电路3202以及第三天线3203。远端装置32的内部结构及各部件具体功能请参见本发明第二实施例以及图2的相关记载，这里不再赘述。一个具体的应用场景如下读头装置31放置于停车场入口处，远端装置32放置于车辆上。当车辆到达停车场入口处时，车辆压地感，触发器323感应到地感信号后触发控制器324控制发送电路320进入开启状态，电源325为发送电路供电，此时，本系统的下行通道建立完成。RFID读头310向第一下行放大电路311发送信号，第一下行放大电路311将该信号放大为激光调制电路312能够正常接收的射频信号，并向激光调制电路312发送该射频信号，激光调制电路312接收该射频信号后将其调制为激光信号并向远端装置32发送出去。激光解调电路3201接收该激光信号，并将其解调，还原为射频信号，发送至第二下行放大电路3202，第二下行放大电路3202将该射频信号放大，然后发送电路320通过第三天线3203将该放大后的射频信号发送至第二天线322。射频信号经过RFID卡321反射通过第二天线322发送至第一天线314，上行放大电路313将第一天线314接收的射频信号放大后发送回RFID读头310，RFID读头310接收经过上行放大电路313放大后的射频信号，并根据其生成数据，所述数据包含该车辆的车辆管理信息，停车场系统315根据所述数据进行相应的车辆管理。其中，远端装置32中的第三天线3203发送的射频信号可能会激活其它车辆上的RFID卡，这些RFID卡也会向读头装置31上报本卡信息。为了使得读头装置31工作更加准确，引入二次确认机制，具体为读头装置31接收到RFID卡上报的本卡信息后，再向该卡发送确认信息，如果该卡通过确认，则表示该卡为本次车辆管理的目标RFID卡，否则不予以通过。上述应用情景中的原理同样适用于停车场出口处等类似的情景，这里不可能一一列举，故不再赘述。
在本发明实施例所述的射频识别系统中，在下行通道中使用了激光信号，实现对目标车辆的精准定位，从而避免停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID卡装置被误读的问题。另外，在下行通道和上行通道中使用不同的信号形式，能够避免干扰，因此提高了读头装置的灵敏度。以上对本发明所提供的一种射频识别装置以及系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种射频识别装置，包括=RFID读头、第一下行放大电路和第一天线，其特征在于，所述射频识别装置还包括 激光调制电路和上行放大电路； 所述RFID读头的下行接口连接所述第一下行放大电路的输入端，所述第一下行放大电路的输出端连接所述激光调制电路； 所述RFID读头的上行接口连接所述上行放大电路的输出端，所述上行放大电路的输入端连接所述第一天线。
2.根据权利要求I所述的射频识别装置，其特征在于， 所述激光调制电路用于将经所述第一下行放大电路放大后的射频信号转换为激光信号并发送所述激光信号，所述上行放大电路用于放大所述第一天线接收的射频信号。
3.根据权利要求I或2所述的射频识别装置，其特征在于，所述射频识别装置进一步包括 停车场系统，所述停车场系统用于根据所述RFID读头读取的数据进行车辆管理； 所述停车场系统与所述RFID读头通信连接。
4.一种射频识别装置，包括=RFID卡和第二天线，其特征在于，所述射频识别装置还包括 发送电路，所述发送电路包括激光解调电路、第二下行放大电路和第三天线； 所述激光解调电路连接所述第二下行放大电路的输入端，所述第二下行放大电路的输出端连接所述第三天线，所述第二天线连接所述RFID卡； 所述第三天线用于向所述第二天线发送射频信号。
5.根据权利要求4所述的射频识别装置，其特征在于， 所述激光解调电路用于将接收到的激光信号转换为射频信号并向所述第二下行放大电路发送所述射频信号，所述第二放大电路用于接收并放大所述激光解调电路所发送的射频信号。
6.根据权利要求4或5所述的射频识别装置，其特征在于，所述射频识别装置进一步包括 触发器、控制器和电源； 所述触发器与所述控制器通信连接，用于当满足触发条件时，触发所述控制器工作；所述控制器与所述发送电路通信连接，用于控制所述发送电路的工作状态，所述工作状态包括开启状态和关闭状态； 所述电源与所述发送电路连接，用于为所述发送电路供电。
7.根据权利要求6所述的射频识别装置，其特征在于， 所述触发器为电磁感应器，所述控制器为单片机或者可编辑逻辑器件，所述电源为电池。
8.一种射频识别系统，其特征在于，包括 读头装置和远端装置； 所述读头装置与所述远端装置通过激光通道和射频通道通信连接； 所述读头装置用于向所述远端装置发送激光信号，所述远端装置用于向所述读头装置发送射频信号。
9.根据权利要求8所述的射频识别系统，其特征在于，所述读头装置为如权利要求I至3任一项所述的射频识别装置；所述远端装置为如权利要求4至7任一项所述的射频识别装置。
全文摘要
本发明实施例公开了一种射频识别装置以及系统，用于进行停车场车辆管理。本发明实施例装置包括RFID读头、第一下行放大电路和第一天线，所述射频识别装置还包括激光调制电路和上行放大电路；所述RFID读头的下行接口连接所述第一下行放大电路的输入端，所述第一下行放大电路的输出端连接所述激光调制电路；所述RFID读头的上行接口连接所述上行放大电路的输出端，所述上行放大电路的输入端连接所述第一天线。通过实施本发明方案，能够避免停车场管理中靠近目标车辆的其它车辆中的RFID卡装置被误读的问题。
文档编号G06K7/00GK102831367SQ20121020981
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者唐健, 邓小友, 王健, 王占波, 黄保华, 徐原森 申请人:深圳市捷顺科技实业股份有限公司