专利名称：一种rfid信号检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种RFID信号检测装置及其检测方法。
背景技术：
现在，无源RFID (射频身法识别)广泛运用在各种行业。但是，由于无源RFID标签的信号较为微弱，其检测距离较有源RFID标签要小很多，这样，大大的制约了其运用领域。但是，在很多场合，出于安全、环保等多方面考虑，不能使用有源RFID标签，例如在石油天然气等管道中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种RFID信号检测装置及其检测方法，能够极大的提升对无源RFID标签的检测能力，当然本发明的技术方案也能运用到有源RFID领域。本发明首先提供一种RFID信号检测装置，包括:电流电压转换单元，用于把天线上的电流信号转化为相应的电压信号；滤波单元，用于对所述电流电压转换单元输出的电压信号进行滤波处理，提取射频标签反激信号；锁相检波单元，用于根据参考信号将所述滤波单元输出的信号转换为相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函 数信号；以及，处理单元，用于对所述锁相检波单元输出的信号进行处理，并得到与该射频标签的相关的信息。相应的，本发明还提供一种采用所述RFID信号检测装置的检测方法，包括如下步骤:电流电压转换步骤，把天线上的电流信号转化为相应的电压信号；滤波步骤，对所述电流电压转换单元输出的电压信号进行滤波处理，提取射频标签反激信号；锁相检波步骤，根据参考信号将所述滤波单元输出的信号转换为相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号；以及，处理步骤，对所述锁相检波单元输出的信号进行处理，并得到与该射频标签的相关的信息。优选的，所述处理单元包括:积分模块，用于将所述锁相检波单元输出的信号进行积分处理；放大模块，用于将所述积分模块输出的信号进行放大处理；以及，计算模块，用于将所述放大模块输出的信号进行模数转换并进行计算处理，以获得与该射频标签的相关的信息。优选的，所述锁相检波单元包括:
参考频率模块，用于产生周期性频率信号；以及，乘法处理模块，用于将所述参考频率模块输出的信号与所述滤波单元输出的信号进行乘法运算，以产生与所述滤波单元输出的信号相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号。优选的，所述滤波单元采用开关滤波器。与现有技术相比，本发明的优点在于:能够极大的提升对无源RFID标签的检测能力，能够有效的实现对较长距离的无源RFID标签进行测距及定位，当然本发明的技术方案也能运用到有源RFID领域。
图1是本发明RFID信号检测装置一种实施例的结构示意图；图2是图1所示实施例中一部分进一步具体的结构示意
图3是图1所示实施例中一部分进一步具体的结构示意图；图4是图1所示实施例中电流电压转换单元输出电信号的示意图；图5是本发明检测方法一种实施例的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例做进一步的说明。如图1所示，一种RFID信号检测装置，包括:电流电压转换单元，用于把天线上的电流信号转化为相应的电压信号；滤波单元，用于对所述电流电压转换单元输出的电压信号进行滤波处理，提取射频标签反激信号；锁相检波单元，用于根据参考信号将所述滤波单元输出的信号转换为相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号；以及，处理单元，用于对所述锁相检波单元输出的信号进行处理，并得到与该射频标签的相关的信息。结合图4所示，上述实施例中，RFID信号检测装置的天线上，按时序分布有如下电流/[目号:1、天线产生的磁场信号:天线产生的、用于激励无源RFID标签的信号，其信号的强度最大；2、放电突变:天线释放电荷时候产生的突变信号；3、天线被标签磁场反激信号:RFID标签被反激共振产生的信号，是极其微弱的震荡信号，而当没有RFID标签的时候，这部分信号则是直流。以上三种信号按时序依次排列，互不重叠，循环往复。其中，RFID标签被反激共振产生的信号最为微弱，远远小于其他两个信号。如不加分离，则根本无法对RFID标签被反激共振产生的信号进行有效的处理。电压信号输入到滤波单元，滤波单元按照时序，将上述第I种和第2种信号进行滤除，将其信号位置以Ov信号代替。滤波后宏观上按时域平铺可视作仅有RFID标签被反激共振产生的信号，当然这个信号非常微弱。
其中，所述滤波单元采用开关滤波器。所述滤波单元的输出天线反激共振信号到锁相检单元。如图2所示,所述锁相检波单元包括:参考频率模块，用于产生周期性频率信号；以及，乘法处理模块，用于将所述参考频率模块输出的信号与所述滤波单元输出的信号进行乘法运算，以产生与所述滤波单元输出的信号相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号。所述参考频率模块按时序输出参考信号到乘法处理模块，参考信号与反激共振电压信号同相或反相，以一个固定频率变换。两信号作数字乘法运算，产生与所述滤波单元输出的信号相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号，以便后继处理。如图3所示,所述处理单元包括:积分模块，用于将所述锁相检波单元输出的信号进行积分处理；放大模块，用于将所述积分模块输出的信号进行放大处理；以及，计算模块，用于将所述放大模块输出的信号进行模数转换并进行计算处理，以获得与该射频标签的相关的信息。处理单元测量出的放大后正弦波幅值包含了手持仪天线和标签的位置关系，经过一定算法可解析出。所以能定位和测距。其中，所述锁相检波单元所向所述处理单元输出乘法结果。乘法信号包含有效信号和无效信号。所述积分模块能够将无效信号积分为0，有效信号被积分为与参考信号反转频率一致的正弦波，其波峰值与天线反激共振电压信号幅值成正比，有一定的倍数关系。经放大的正弦波信号直接输出到模数转化模块转化为相应的数字信号，以计算模块进行处理。当然，计算模块还能输出量程调节信号到放大模块中的进行相应的调整，实时控制量程防止放大饱和，扩大测量范围。如图5所示，结合图1、2和3，检测方法一种实施例包括如下往返循环的过程。I)开始步骤；2)电流电压转换步骤，把天线上的电流信号转化为相应的电压信号；3)滤波步骤，采用开关滤波器对所述电流电压转换单元输出的电压信号进行滤波处理，提取射频标签反激信号；4)锁相检波步骤，根据参考信号将所述滤波单元输出的信号转换为相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号；5)积分变换步骤，将所述锁相检波单元输出的信号进行积分处理；6)选频放大步骤，将所述积分模块输出的信号进行放大处理。然后，对放大处理得到的信号进行计算处理，将以获得与该射频标签的相关的信息，能够有效的实现对较长距离的无源RFID标签进行测距及定位。以上内容是结合具体的实施例对本 发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种RFID信号检测装置，其特征在于，包括: 电流电压转换单元，用于把天线上的电流信号转化为相应的电压信号； 滤波单元，用于对所述电流电压转换单元输出的电压信号进行滤波处理，提取射频标签反激信号； 锁相检波单元，用于根据参考信号将所述滤波单元输出的信号转换为相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号；以及， 处理单元，用于对所述锁相检波单元输出的信号进行处理，并得到与该射频标签的相关的彳目息。
2.如权利要求1所述的RFID信号检测装置，其特征在于，所述处理单元包括: 积分模块，用于将所述锁相检波单元输出的信号进行积分处理； 放大模块，用于将所述积分模块输出的信号进行放大处理；以及， 计算模块，用于将所述放大模块输出的信号进行模数转换并进行计算处理，以获得与该射频标签的相关的信息。
3.如权利要求1或2所述的RFID信号检测装置，其特征在于，所述锁相检波单元包括: 参考频率模块，用于产生周期性频率信号；以及， 乘法处理模块，用于将所述参考频率模块输出的信号与所述滤波单元输出的信号进行乘法运算，以产生与所述滤波单元输出的信号相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号。
4.如权利要求3所述的 RFID信号检测装置，其特征在于，所述滤波单元采用开关滤波器。
5.一种采用如权利要求1所述RFID信号检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤: 电流电压转换步骤，把天线上的电流信号转化为相应的电压信号； 滤波步骤，对所述电流电压转换单元输出的电压信号进行滤波处理，提取射频标签反激信号； 锁相检波步骤，根据参考信号将所述滤波单元输出的信号转换为相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号；以及， 处理步骤，对所述锁相检波单元输出的信号进行处理，并得到与该射频标签的相关的信息。
全文摘要
本发明涉及一种RFID信号检测装置及其检测方法。一种RFID信号检测装置，包括电流电压转换单元，用于把天线上的电流信号转化为相应的电压信号；滤波单元，用于对所述电流电压转换单元输出的电压信号进行滤波处理，提取射频标签反激信号；锁相检波单元，用于根据参考信号将所述滤波单元输出的信号转换为相应的、其幅值与该射频标签相关的周期函数信号；以及，处理单元，用于对所述锁相检波单元输出的信号进行处理，并得到与该射频标签的相关的信息。
文档编号G06K7/00GK103235925SQ201310158400
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者肖蕾 申请人:肖蕾