本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及sawrfid標(biāo)簽的一種新型寬溫度范圍測溫方法。

背景技術(shù)：

射頻識別技術(shù)(radiofrequencyidentification,rfid)利用射頻信號實現(xiàn)目標(biāo)識別以及對相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取，是一種非接觸式標(biāo)簽的技術(shù)。正是由于它的非接觸特性，可以在識別過程中無需人工干預(yù)，有利于系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)。近年來，rfid技術(shù)在物流管理、防偽、畜牧業(yè)監(jiān)控管理、高速公路自動收費、跟蹤和定位等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。

采用聲表面波(surfaceacousticwave,saw)技術(shù)的射頻標(biāo)簽是一種純無源且不帶有任何半導(dǎo)體集成電路芯片的射頻識別技術(shù)?；趕aw技術(shù)的rfid系統(tǒng)由閱讀器和sawrfid標(biāo)簽組成。sawrfid標(biāo)簽由天線、叉指換能器(interdigitaltransducer,idt)和反射柵構(gòu)成。其系統(tǒng)工作原理與雷達(dá)系統(tǒng)類似：閱讀器發(fā)送查詢信號至標(biāo)簽天線，標(biāo)簽天線接收到的查詢信號經(jīng)叉指換能器，由壓電材料的逆壓電效應(yīng)，查詢信號在壓電基片上轉(zhuǎn)換為沿壓電晶向傳播的聲表面波。經(jīng)過一段延時后到達(dá)反射柵，一部分能量被放射回idt，另一部分能量透射繼續(xù)沿壓電晶向傳播。被放射回idt的聲表面波由壓電材料的正壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成電磁波，通過標(biāo)簽天線發(fā)送至閱讀器。經(jīng)反射柵反射的回波相位會隨溫度變化，根據(jù)這種特性，可實現(xiàn)sawrfid標(biāo)簽對溫度的測量。

目前，在sawrfid標(biāo)簽中常用的測溫方法是在saw標(biāo)簽中放置區(qū)別于編碼反射柵，專門用于測溫的反射柵。然而這種方法具有嚴(yán)重的不足，如果測溫反射柵數(shù)量過多，將嚴(yán)重降低saw標(biāo)簽的編碼容量。即使僅放置三根測溫反射柵已達(dá)到了較高的測溫精度，但由于現(xiàn)有方法為解決相位2π模糊性問題，需要特別地在標(biāo)準(zhǔn)溫度下構(gòu)造第二、三根反射柵相位差與第一、二根反射柵相位差足夠小的差值，使得saw標(biāo)簽在應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)該差值的變化不超過2π，這一處理方式限制了saw標(biāo)簽的測溫范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種sawrfid標(biāo)簽的一種新型寬溫度范圍測溫方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的sawrfid標(biāo)簽的一種新型寬溫度范圍測溫方法，包括如下步驟：

步驟1、在閱讀器發(fā)射的查詢信號的最大頻率間隔內(nèi)分配頻率差，選擇出滿足構(gòu)造同余方程進(jìn)行相位差抗模糊的多個查詢信號的頻率差；

步驟2、在sawrfid標(biāo)簽內(nèi)選取任意位置上的兩根反射柵；

步驟3、提取各頻率查詢信號由兩根反射柵反射產(chǎn)生的回波信號的模糊相位，進(jìn)而得到每根反射柵的各組頻率差所對應(yīng)的模糊相位差；

步驟4、通過多組頻差及模糊相位差構(gòu)造同余方程實現(xiàn)相位差抗模糊；

步驟5、在標(biāo)準(zhǔn)溫度下，通過步驟3及步驟4標(biāo)定兩根反射柵之間的無模糊相位差；

步驟6、將saw標(biāo)簽所處實際環(huán)境溫度下兩根反射柵間的無模糊相位差與標(biāo)準(zhǔn)溫度下兩根反射柵間的無模糊相位差比較，進(jìn)而得到相對標(biāo)準(zhǔn)溫度的溫度變化量，實現(xiàn)溫度測量。

優(yōu)選的，步驟1包括：

閱讀器發(fā)射多個不同頻點的查詢信號，在可實現(xiàn)的信號最大頻率間隔內(nèi)分配多個頻率差時，為了滿足構(gòu)造同余方程實現(xiàn)相位差抗模糊的要求，每組頻率差應(yīng)滿足

其中c為電磁波傳播速度3×10⁸m/s；每組頻率差的ξk互為質(zhì)數(shù)；δd為任意非負(fù)整數(shù)。

優(yōu)選的，步驟3包括通過正交解調(diào)技術(shù)提取各頻率查詢信號由兩根反射柵反射產(chǎn)生的回波信號的模糊相位。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明使saw標(biāo)簽不再區(qū)分測溫及編碼反射柵，在相同的信息空間和頻帶寬度下，大大提升編碼容量。同時，saw標(biāo)簽的測溫范圍將大大提升，且該范圍僅受制作saw標(biāo)簽的材料可承受的最大溫度范圍決定。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明sawrfid標(biāo)簽的一種新型寬溫度范圍測溫方法的系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明具體實施例所使用的sawrfid標(biāo)簽示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的一種sawrfid標(biāo)簽的一種新型寬溫度范圍測溫方法，包括如下步驟：

步驟1、在閱讀器發(fā)射的查詢信號的最大頻率間隔內(nèi)分配頻率差，選擇出滿足構(gòu)造同余方程進(jìn)行相位差抗模糊的多個查詢信號的頻率差。

閱讀器發(fā)射多個不同頻點的查詢信號，在可實現(xiàn)的信號最大頻率間隔內(nèi)分配多個頻率差時，為了滿足構(gòu)造同余方程實現(xiàn)相位差抗模糊的要求，每組頻率差應(yīng)滿足

其中c為電磁波傳播速度3×10⁸m/s；每組頻率差的ξk互為質(zhì)數(shù)；δd為任意非負(fù)整數(shù)。

假設(shè)閱讀器1發(fā)射的查詢信號的最大頻率間隔為δfmax＝10mhz，選擇三個頻點構(gòu)造頻率差實現(xiàn)sawrfid標(biāo)簽的一種新型寬溫度范圍測溫方法。根據(jù)式(1)，選取δd＝5，可計算出ξ1＝8、ξ2＝25，則有δf12＝7.5mhz、δf23＝2.4mhz。因此，在超高頻(uhf)頻段中選取發(fā)射的查詢信號頻點為f1＝917.5mhz、f2=925mhz、f3=927.4mhz。

步驟2、如圖2所示，在sawrfid標(biāo)簽內(nèi)選取任意位置上的兩根反射柵，在本實施例中選取反射柵202a及反射柵202b。

步驟3、通過正交解調(diào)技術(shù)提取各頻率查詢信號由兩根反射柵反射產(chǎn)生的回波信號的模糊相位，進(jìn)而得到δf12與δf23所對應(yīng)的反射柵202a反射回波的模糊相位差為及以及反射柵202b反射回波信號的模糊相位差為及由于相位存在2π模糊性，則δf12與δf23所對應(yīng)的反射柵202a回波信號的無模糊相位差為及以及反射柵202b回波信號的無模糊相位差為及

步驟4、假設(shè)發(fā)射信號均為視距傳播，則不存在障礙物遮擋，發(fā)射信號經(jīng)過sawrfid標(biāo)簽內(nèi)的反射柵反射后被閱讀器1接收。反射回波信號y(t)可表示為：

其中fi是發(fā)射信號的頻率；為發(fā)射信號的初相位；τ1＝2r/c為發(fā)射信號在自由空間中由閱讀器到saw標(biāo)簽2傳播的雙程延時，其中r為閱讀器與saw標(biāo)簽間的真實距離；τ2,k＝2dk/v為發(fā)射信號在saw標(biāo)簽101內(nèi)由換能器201到第k根反射柵傳播的雙程延時，其中dk為換能器201到第k根反射柵間的距離，v為聲表面波在基片上的傳播速度。

在該反射回波信號模型下，反射柵202a的回波信號可構(gòu)造式(3)所示的同余方程進(jìn)行相位差抗模糊：

其中d1為換能器201到反射柵202a間的距離301。

根據(jù)中國余數(shù)定理解出如(3)所述的同余方程中的未知數(shù)m1與m2，則得到δf12與δf23所對應(yīng)的反射柵202a回波信號的無模糊相位差及

同理，反射柵202b的回波信號可構(gòu)造式(4)所示的同余方程進(jìn)行相位差抗模糊：

其中d2為換能器201到反射柵202b間的距離，該距離為距離301與距離302之和。

根據(jù)中國余數(shù)定理解出如(4)所述的同余方程中的未知數(shù)m3與m4，則得到δf12與δf23所對應(yīng)的反射柵202b回波信號的無模糊相位差及

步驟5、在標(biāo)準(zhǔn)溫度下，通過步驟3及步驟4，標(biāo)定反射柵202a及反射柵202b間的無模糊相位差為

步驟6、根據(jù)式(5)，將標(biāo)簽所處實際環(huán)境溫度下反射柵202a及反射柵202b之間的無模糊相位差與標(biāo)準(zhǔn)溫度下兩根反射柵間的無模糊相位差比較，進(jìn)而得到相對標(biāo)準(zhǔn)溫度t0的溫度變化量，則測量出的溫度為t0+δt。

其中，φij為第i根反射柵與第j根反射柵在標(biāo)簽所處環(huán)境溫度下的相位差；φij,0為第i根反射柵與第j根反射柵在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的相位差；tcd為延時溫度系數(shù)。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。