一种基于RFID技术的多频段无线采集装置及方法与流程

本发明涉及无线采集，尤其涉及一种基于rfid技术的多频段无线采集装置及方法。

背景技术：

1、rfid(radio frequency identification)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。作为条形码的无线版本，rfid技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一，在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。

2、目前的无线采集受到频率选择的限制，导致其在特定环境下的识别距离受到限制，且在某些频段上，由于频谱拥堵或外部干扰，存在通信质量下降，装置稳定性不佳的问题。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于rfid技术的多频段无线采集装置及方法，从而有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于rfid技术的多频段无线采集装置，包括如下步骤：

3、射频模块，包括基带处理器，用于发射和接收基带经过处理的数据信号；

4、控制模块，由mcu构成，用于整体控制，包括选择所述射频模块，控制射频信号的发射和接收，功率的大小调节，接口的选择以及数据何时上传；

5、功率放大模块，设于所述射频模块后，用于放大所述射频模块发出的信号，且对发出的信号进行输入滤波和输出滤波的过滤，接收信号时对接收的信号进行检波电路和副载波调制，以降低各种干扰信号。

6、进一步地，所述控制模块和所述射频模块之间设有接口模块。

7、进一步地，还包括设于所述功率放大模块和天线之间的频率可调模块，包括手动可调模式和自动可调模式，根据识别到信号的大小不同，增大或者减小功率放大器的放大倍数，形成闭环自动控制。

8、进一步地，所述自动可调模式包括耦合器和检波器，所述耦合器和检波器与所述基带处理器连接，用于将输入发射功率的部分耦合，其余部分功率经天线进行空间辐射。

9、进一步地，还包括多频段选择模块，包括手动模式和自动模式，用于选择频段在可调频段范围内查找标签，若是，建立连接，若否，发送连接失败。

10、进一步地，所述功率放大模块包括发射信号的放大和接收信号的前置放大，所述发射信号的放大和所述接收信号的前置放大可共用一个放大器。

11、进一步地，所述射频模块的中高频和超高频需采用不同类型的天线。

12、进一步地，还包括设于所述控制模块和所述功率放大模块之间的调制器和滤波器电路，用于发送信号，包括：

13、控制模块接收到计算机发来的读标签信号，启动读标签程序，并对读标签命令进行编码，并打包成串行基带信号送至调制器；

14、调制器将基带信号与本振信号混合，将信号调至与读标签命令的关联频段，并送至所述滤波器进行滤波；

15、滤波以后，信号被送至功率放大模块放大；

16、最后将放大后的信号送至天线发射。

17、进一步地，还包括设于天线和所述控制模块之间的解压电路、放大滤波、乘法器和解码器，用于接收信号，包括:

18、标签接收到读写器发来的信号，获得能量被激活，开始执行读写器命令，并将返回的应答信息送至天线；

19、读写器将天线接收到的信号送至带通滤波器滤波，然后送至小信号放大器进行放大；

20、信号经过滤波、放大后被送至射频模块解调出信号，然后送至放大、 低通滤波电路，滤掉剩余的载波信号，然后送至乘法器；

21、乘法器将双极性信号变为单极性信号，然后将信号送至整形及模数变换电路，形成基带信号，然后将基带信号进行解码并进行crc校验，形成标签信息，传给控制模块；

22、控制模块将接收的标签信息传给计算机进行处理。

23、本发明还一种基于rfid技术的多频段无线采集方法，使用上述的装置，包括：

24、发射和接收基带经过处理的数据信号；

25、选择控制射频信号的发射和接收，功率的大小调节，接口的选择以及数据何时上传；

26、放大发出信号，且对发出的信号进行输入滤波和输出滤波的过滤，接收信号时对接收的信号进行检波电路和副载波调制，以降低各种干扰信号。

27、进一步地，发送信号的方法，包括：

28、接收到计算机发来的读标签信号，启动读标签程序，并对读标签命令进行编码，并打包成串行基带信号；

29、将基带信号与本振信号混合，将信号调至与读标签命令的关联频段，并送进行滤波；

30、滤波以后，信号被放大；

31、最后将放大后的信号送至天线发射。

32、进一步地，接收信号的方法，包括:

33、标签接收到信号，获得能量被激活，开始执行读写器命令，并将返回的应答信息送至天线；

34、将天线接收到的信号滤波，然后小信号进行放大；

35、信号经过滤波、放大后解调出信号，然后送至放大、低通滤波电路，滤掉剩余的载波信号；

36、将双极性信号变为单极性信号，然后将信号送至整形及模数变换电路，形成基带信号，然后将基带信号进行解码并进行crc校验，形成标签信息；

37、将接收的标签信息传给计算机进行处理。

38、本发明的有益效果为：通过设置射频模块、控制模块和功率放大模块，通过控制模块监测标签返回信号的大小，并根据实际情况调整功率放大器的电压，实现了读写器对不同距离标签的动态适应，这使得装置能够在不同工作环境和条件下灵活应对，提高了装置的鲁棒性，当标签距离远且信号较弱时，装置通过增大功率以确保正确识别标签；而在标签距离较近、信号较强的情况下，则通过减小功率放大器的倍数，避免过度功率，从而实现能效的优化，有助于降低功耗，延长设备寿命，同时减少对环境的干扰，通过不断调整功率放大器，装置追求最佳的标签与读写器匹配状态，优化过程有助于提高标签的识别率，减少误识别的可能性，提升装置的性能和可靠性。

技术特征：

1.一种基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，所述主控模块和所述射频模块之间设有接口模块。

3.根据权利要求1所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，还包括设于所述功率放大模块和天线之间的频率可调模块，包括手动可调模式和自动可调模式，根据识别到信号的大小不同，增大或者减小功率放大器的放大倍数，形成闭环自动控制。

4.根据权利要求3所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，所述自动可调模式包括耦合器和检波器，所述耦合器和检波器与所述基带处理器连接，用于将输入发射功率的部分耦合，其余部分功率经天线进行空间辐射。

5.根据权利要求1所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，还包括多频段选择模块，包括手动模式和自动模式，用于选择频段在可调频段范围内查找标签，若是，建立连接，若否，发送连接失败。

6.根据权利要求1所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，所述功率放大模块包括发射信号的放大和接收信号的前置放大，所述发射信号的放大和所述接收信号的前置放大共用一个放大器。

7.根据权利要求1所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，所述射频模块的中高频和超高频需采用不同类型的天线。

8.根据权利要求1所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，还包括设于所述主控模块和所述功率放大模块之间的调制器和滤波器电路，用于发送信号包括：

9.根据权利要求1所述的基于rfid技术的多频段无线采集装置，其特征在于，还包括设于天线和所述主控模块之间的解压电路、放大滤波、乘法器和解码器，用于接收信号，包括:

10.一种基于rfid技术的多频段无线采集方法，其特征在于，使用如权利要求1至9中任一项所述的装置，包括：

11.根据权利要求10所述的基于rfid技术的多频段无线采集方法，其特征在于，发送信号的方法，包括：

12.根据权利要求10所述的基于rfid技术的多频段无线采集方法，其特征在于，接收信号的方法，包括:

技术总结
本发明涉及无线采集技术领域，尤其涉及一种基于RFID技术的多频段无线采集装置及方法，包括射频模块、控制模块和功率放大模块，通过控制模块监测标签返回信号的大小，并根据实际情况调整功率放大器的电压，实现了读写器对不同距离标签的动态适应，使装置能够在不同工作环境和条件下灵活应对，提高了装置的鲁棒性，当标签距离远且信号较弱时，装置通过增大功率以确保正确识别标签；而在标签距离较近、信号较强的时候，则通过减小功率放大器的倍数，避免过度功率，从而实现能效的优化，有助于降低功耗，延长设备寿命，通过不断调整功率放大器，装置追求最佳的标签与读写器匹配状态，提升装置的性能和可靠性。

技术研发人员：王真,路永玲,胡成博,朱雪琼,刘征宇,赵科,李玉杰,杨景刚
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17