專利名稱：Rfid閱讀器輸出控制設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及射頻標(biāo)識(shí)(RFID)系統(tǒng)，并特別涉及基于發(fā)送的RF信號(hào)的駐波比(SWR)控制RFID閱讀器的發(fā)送器輸出功率電平。
相關(guān)技術(shù)的說明RFID系統(tǒng)在包括庫存控制和監(jiān)視的各種應(yīng)用正不斷增加。手持的RFID閱讀器可用于室內(nèi)也可用于室外，并可以由電池供電。在RFID系統(tǒng)中，RFID標(biāo)志器發(fā)送RFID詢問信號(hào)，這是一種RF信號(hào)。RFID標(biāo)志器接收發(fā)送的RF信號(hào)，并以包含標(biāo)識(shí)信息和業(yè)內(nèi)已知其它信息的回答信號(hào)響應(yīng)。RFID閱讀器接收RFID標(biāo)志器的回答信號(hào)，并恢復(fù)包含在該信號(hào)內(nèi)的信息。RFID標(biāo)志器必須在從RFID閱讀器起預(yù)定的最大半徑之內(nèi)，以便RFID閱讀器能夠從RFID標(biāo)志器回答信號(hào)檢測到并取回?cái)?shù)據(jù)。對(duì)于RFID閱讀的這一預(yù)定的最大半徑稱為最大RFID讀取范圍。如果RFID閱讀器不指向在RFID標(biāo)志器的最大RFID閱讀范圍內(nèi)的對(duì)象，則RFID閱讀器將連續(xù)不斷發(fā)送RFID詢問信號(hào)，該信號(hào)將被輻射到環(huán)境中，并如果由電池供電，將連續(xù)不斷地使電池放電。因而，希望控制RFID閱讀器的RF輸出功率電平，使得當(dāng)對(duì)象不在讀取RFID標(biāo)志器的最大閱讀范圍時(shí)，RF輸出功率電平將被設(shè)置為低功率模式。
本發(fā)明的概述基于從RFID閱讀器發(fā)送的RF信號(hào)的被測量的SWR，用于確定對(duì)象是否處于從RFID閱讀器起用于閱讀RFID標(biāo)志器的最大半徑內(nèi)的一種方法和設(shè)備。根據(jù)所測量的SWR控制RFID閱讀器的輸出功率電平。
通過本發(fā)明實(shí)施例以下的詳細(xì)說明，本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用將顯而易見。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的框圖。
圖2是使用本發(fā)明一實(shí)施例的RFID系統(tǒng)的框圖。
圖3是圖1中所示的操作方法的流程圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說明參見圖1，示出RFID閱讀器2的一框圖，包括天線4，雙向耦合器6，發(fā)送器8，信號(hào)處理器10，接收器12，及控制器14?？刂破?4控制發(fā)送器8以預(yù)選的RF輸出電平發(fā)送RFID詢問信號(hào)。發(fā)送器8通過雙向耦合器6向天線4發(fā)送RFID詢問信號(hào)以便向外輻射。任何接收RFID詢問信號(hào)的RFID標(biāo)志器5以包含標(biāo)識(shí)信息的回答信號(hào)響應(yīng)。取自雙向耦合器6發(fā)送的RFID詢問信號(hào)正向RF信號(hào)16饋送到信號(hào)處理器10。雙向耦合器6是配置在天線4和發(fā)送器8之間的已知的裝置，該裝置允許訪問發(fā)送的或正向的RF信號(hào)16與反射的RF信號(hào)18。來自雙向耦合器6的反射的RF信號(hào)18饋送到信號(hào)處理器10，并進(jìn)入接收器12。反射的RF信號(hào)18是從天線4附近的對(duì)象被反射的發(fā)送的RFID詢問信號(hào)。信號(hào)處理器10提取正向RF信號(hào)16對(duì)反射的RF信號(hào)18的比率以確定SWR。SWR的電平指示發(fā)送的信號(hào)被反射回天線4的量。增加天線4附近的對(duì)象的數(shù)目或尺寸則增加SWR的電平。然后SWR被發(fā)送到控制器14。控制器14使用SWR確定適當(dāng)?shù)腞F輸出功率電平供發(fā)送器8選擇。高SWR指示對(duì)象處于離RFID閱讀器最大讀取半徑之內(nèi)而適于讀取RFID標(biāo)志器，對(duì)于這種SWR控制器14將選擇高RF輸出功率電平。
當(dāng)發(fā)送器8向天線4發(fā)送RFID詢問信號(hào)以便被向外輻射時(shí)，任何收到RFID詢問信號(hào)的RFID標(biāo)志器5以包含標(biāo)識(shí)信息和/或其它數(shù)據(jù)的回答信號(hào)響應(yīng)。被反射的RF信號(hào)18從雙向耦合器6被發(fā)送到接收器12。接收器12檢測來自任何RFID標(biāo)志器(5)包含在被反射的RF信號(hào)18中的信號(hào)，并將標(biāo)識(shí)信息/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到控制器14供進(jìn)一步處理。接收器12可以規(guī)定接收的RFID信號(hào)以便由控制器正確地讀取信息/數(shù)據(jù)。
在操作中，當(dāng)RFID閱讀器2被指向一對(duì)象以便讀取所附加的、連接的，或以某種方式與該對(duì)象相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)志器，且對(duì)象處于最大RFID讀取范圍之內(nèi)時(shí)，由于從對(duì)象反射的RF信號(hào)所至SWR將是高電平，且控制器14將設(shè)置發(fā)送器8為高輸出電平。最大RFID閱讀范圍將根據(jù)工作頻率與具體的RFID閱讀器的功率電平而變化，并易于由業(yè)內(nèi)一般專業(yè)人員確定。如果RF閱讀器2的指向離開對(duì)象，或者如果對(duì)象超過最大RFID讀取范圍，則SWR將變低且控制器14將把發(fā)送器8設(shè)置為低輸出電平。當(dāng)RFID閱讀器2正用來讀取RFID標(biāo)志器時(shí)，RFID閱讀器2將指向可能附加有RFID標(biāo)志器的對(duì)象，且預(yù)料有高的SWR。因而，當(dāng)RFID閱讀器2實(shí)際正用于讀取RFID標(biāo)志器時(shí)，輸出功率電平被設(shè)置為高電平。當(dāng)RFID閱讀器2沒有指向?qū)ο笄襌FID標(biāo)志器5沒有試圖被讀取時(shí)，或如果對(duì)象超過最大RFID讀取范圍時(shí)，則SWR將降低，且控制器14將把輸出功率電平設(shè)置低電平。當(dāng)RFID閱讀器2正在用于室外時(shí)，本發(fā)明防止高輸出功率電平RF信號(hào)發(fā)送到環(huán)境中，這能夠允許在有嚴(yán)格RF輻射標(biāo)準(zhǔn)的場所中使用RFID閱讀器2。當(dāng)在室內(nèi)使用時(shí)，如果指向離開對(duì)象，諸如當(dāng)指向一寬闊的倉庫或指向處于RFID標(biāo)志器讀取范圍之外時(shí)，RFID閱讀器2將被設(shè)置為低輸出電平。通過只有當(dāng)對(duì)象處于供讀取RFID標(biāo)志器的最大RFID讀取范圍之內(nèi)時(shí)，才被設(shè)置為高功率模式，使得電池供電的RFID閱讀器將從本發(fā)明的輸出功率電平控制中獲益。
信號(hào)處理器10和接收器12能夠以模擬硬件，數(shù)字化硬件，軟件，或以硬件與軟件的組合實(shí)現(xiàn)，并能夠取單信號(hào)處理器的形式。在一實(shí)施例中，控制器14能夠取得正向和反射RF信號(hào)，并將它們轉(zhuǎn)換為DC電壓，然后這些電壓被比較以確定SWR，它作為DC電壓被輸出到控制器14。另外，SWR能夠以數(shù)字化方式確定，且發(fā)送到控制器14的SWR將取數(shù)字字的形式?？刂破?4最好包含可編程微處理器，但是能夠使用模擬和/或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。發(fā)送器8可以是傳統(tǒng)的適于包含來自控制器14的輸出功率電平控制的RFID發(fā)送器。參見圖2，控制器14可以包含存儲(chǔ)器30以保持RFID信息和對(duì)應(yīng)于對(duì)象詢問數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，和/或可以與一固定系統(tǒng)接口，該系統(tǒng)遠(yuǎn)離RFID閱讀器2包含對(duì)象和信息的較大的數(shù)據(jù)庫32。
參見圖3，其中示出本發(fā)明一實(shí)施例的操作方法。在步驟20，通過控制器14選擇用于發(fā)送器8的初始RF輸出功率電平。初始RF輸出功率電平能夠由操作者人工選擇，或者在硬件或軟件中預(yù)置。人工輸出功率電平預(yù)置在低電平，則RFID閱讀器2初始操作將總是低功率模式。在步驟22，RFID詢問信號(hào)被發(fā)送。在步驟24，通過信號(hào)處理器比較正向和反射的RF信號(hào)計(jì)算SWR。在步驟26，控制器14根據(jù)計(jì)算的SWR選擇輸出功率電平。來自控制器14的輸出功率電平控制可以是兩個(gè)電平之一，諸如用于高SWR的高功率，及用于低SWR的低功率，或另外控制器14能夠選擇包含一個(gè)范圍的輸出功率電平，該范圍是計(jì)算的SWR的函數(shù)。
應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍之下能夠作出本發(fā)明的各種變型和改型。還應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制在這里所公開的具體實(shí)施例，而是在按以上公開閱讀時(shí)僅以所附權(quán)利要求為據(jù)。
權(quán)利要求
1.控制RFID閱讀器發(fā)送功率電平的一種方法，包括以一種RFID輸出功率電平發(fā)送RFID詢問信號(hào)；接收RFID反射信號(hào)；比較所述RFID詢問信號(hào)對(duì)所述RFID反射信號(hào)的比率以確定SWR；及作為SWR的函數(shù)調(diào)節(jié)RFID輸出功率電平，其中SWR越高，則功率輸出電平越高，且SWR越低，則功率輸出電平越低。
2.權(quán)利要求1的方法，其中RFID發(fā)送器的RFID輸出功率電平預(yù)置為低功率模式。
3.權(quán)利要求1的方法，其中在比較所述RFID詢問信號(hào)對(duì)所述RFID反射信號(hào)比率之前，所述RFID詢問信號(hào)與所述RFID反射信號(hào)被轉(zhuǎn)換為DC電壓電平。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在比較所述RFID詢問信號(hào)對(duì)所述RFID反射信號(hào)比率之前，所述RFID詢問信號(hào)與所述RFID反射信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)
5.權(quán)利要求1的方法，其中RFID輸出功率電平在分別對(duì)應(yīng)于相對(duì)低的SWR和相對(duì)高的SWR的低功率模式與高功率模式之間可調(diào)節(jié)。
6.用于控制RFID閱讀器發(fā)送功率電平的一種設(shè)備，包括用于以RFID輸出功率電平發(fā)送RFID詢問信號(hào)的裝置；用于接收RFID反射信號(hào)的裝置；用于比較所述RFID詢問信號(hào)對(duì)所述RFID反射信號(hào)的比率以確定SWR的裝置；及用于作為SWR的函數(shù)調(diào)節(jié)RFID輸出功率電平的裝置，其中SWR越高，則功率輸出電平越高，且SWR越低，則功率輸出電平越低。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中RFID輸出功率電平預(yù)置為低功率模式。
8.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中用于比較所述RFID詢問信號(hào)對(duì)所述RFID反射信號(hào)比率的所述裝置，包括用于轉(zhuǎn)換所述RFID詢問信號(hào)與所述RFID反射信號(hào)為DC電壓電平的裝置。
9.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中用于比較所述RFID詢問信號(hào)對(duì)所述RFID反射信號(hào)比率的所述裝置，包括用于轉(zhuǎn)換所述RFID詢問信號(hào)與所述RFID反射信號(hào)為數(shù)字信號(hào)的裝置。
10.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中RFID輸出功率電平在分別對(duì)應(yīng)于相對(duì)低的SWR和相對(duì)高的SWR的低功率模式與高功率模式之間可調(diào)節(jié)。
11.用于控制RFID閱讀器的發(fā)送功率電平的一種設(shè)備，包括RFID發(fā)送器，可對(duì)用于發(fā)送RFID詢問信號(hào)的RFID輸出功率電平預(yù)置；信號(hào)處理器，用于比較所述RFID詢問信號(hào)與RFID反射信號(hào)的比率以確定SWR；及控制器，用于作為SWR的函數(shù)調(diào)節(jié)所述RFID發(fā)送器的RFID輸出功率電平，其中SWR越高，則功率輸出電平越高，且SWR越低，則功率輸出電平越低。
12.權(quán)利要求11的設(shè)備，其中REID發(fā)送器的RFID輸出功率電平預(yù)置為低功率模式。
13.權(quán)利要求11的設(shè)備，其中在確定SWR之前，所述信號(hào)處理器轉(zhuǎn)換所述RFID詢問信號(hào)和所述RFID反射信號(hào)為DC電壓電平。
14.權(quán)利要求11的設(shè)備，其中在確定SWR之前，所述信號(hào)處理器包含轉(zhuǎn)換所述RFID詢問信號(hào)和所述RFID反射信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。
15.權(quán)利要求11的設(shè)備，其中RFID輸出功率電平在分別對(duì)應(yīng)于相對(duì)低的SWR和相對(duì)高的SWR的低功率模式與高功率模式之間可調(diào)節(jié)。
16.一種使用RFID閱讀器讀取RFID標(biāo)志器的系統(tǒng)，該RFID閱讀器帶有可控制的RFID詢問信號(hào)輸出功率電平，包括RFID發(fā)送器，可對(duì)用于發(fā)送RFID詢問信號(hào)的RFID輸出功率電平預(yù)置；接收器，用于從RFID標(biāo)志器接收包含RFID數(shù)據(jù)的被反射的RFID詢問信號(hào)；信號(hào)處理器，用于比較所述RFID詢問信號(hào)與RFID反射信號(hào)的比率以確定SWR；控制器，與所述RFID發(fā)送器、所述接收器，及所述信號(hào)處理器通信，用于作為SWR的函數(shù)調(diào)節(jié)所述RFID發(fā)送器的RFID輸出功率電平，其中SWR越高，則RFID功率輸出電平越高，且SWR越低，則RFID功率輸出電平越低，所述控制器包括用于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于對(duì)象的庫存信息的數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)器，所述數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)由所述接收器從所述RFID標(biāo)志器接收的所述RFID數(shù)據(jù)的指示。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中RFID發(fā)送器的RFID輸出功率電平預(yù)置為低功率模式。
18.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中所述信息數(shù)據(jù)庫位于遠(yuǎn)離所述RFID閱讀器之處。
19.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中RFID輸出功率電平在分別對(duì)應(yīng)于相對(duì)低的SWR和相對(duì)高的SWR的低功率模式與高功率模式之間可調(diào)節(jié)。
全文摘要
提供了一種設(shè)備和方法,用于確定對(duì)象是否在從RFID閱讀器起的用于讀取RFID標(biāo)志器的最大半徑內(nèi),并基于所發(fā)送的RF信號(hào)的被測量的SWR控制RFID閱讀器的RF輸出功率電平。在正向和反射的RF信號(hào)之間進(jìn)行比較以確定SWR。然后作為SWR的函數(shù)調(diào)節(jié)RFID閱讀器的發(fā)送器輸出功率電平,使得當(dāng)SWR高時(shí),輸出功率電平被設(shè)置為高,而當(dāng)SWR低時(shí),輸出功率電平被設(shè)置為低。
文檔編號(hào)G06K7/00GK1423792SQ01808099
公開日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2001年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
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