專利名稱：一種電子標簽讀寫裝置、系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到射頻近場識別技術，尤其涉及一種電子標簽讀寫裝置、系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著科技的發(fā)展，社會上越來越普及電子身份標簽，這些標簽被制作成卡片、圓環(huán)或鑰匙等形狀，在門禁、考勤、公共交通、票務、金融等相關領域廣泛應用，給人們生活帶來極大的便利。與電子身標簽相配套，各式各樣讀寫電子標簽信息的設備，如銷售終端機、刷卡機等也在各種場所出現(xiàn)，例如商城、公交車、門禁入口等等，為人們提供便利的電子標簽讀寫環(huán)境。在用戶操作電子標簽進行信息讀寫時，由于傳統(tǒng)的讀寫設備要求用戶讓電子標簽平面與讀寫設備天線平面保持平行，并且要求電子標簽接近讀寫設備一定距離才能實現(xiàn)信息讀寫，在某些情況下往往對用戶造成了極大的不便，即用戶得不到很好的操作體驗。因此，發(fā)明一種用戶操作電子標簽進行讀寫時，對平面持平要求不那么高的讀寫設備，改善用戶的操作體驗顯得尤為人性。同時用戶無需更換電子標簽，只需運營方更換讀寫電子標簽的設備，而且無需更換數(shù)據(jù)處理終端，即可實現(xiàn)用戶的任意維(即不需要標簽與讀取平面相持平操作)操作，此種方式代價小、兼容性強、易推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的主要技術問題是，提供一種電子標簽讀寫裝置、系統(tǒng)及方法，能夠使用戶在任意角度對電子標簽進行識別操作，提高電子標簽識別的方便性以及用戶體驗。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種電子標簽讀寫裝置，具體技術方案如下:一種電子標簽讀寫裝置，其特征在于，包括:天線單元、信號處理模塊、控制模塊；所述天線單元包括至少兩組在不同平面上的線圈，用于接收外界信號或發(fā)送從所述信號處理模塊輸入的信號；所述信號處理模塊同時處理至少兩組從所述天線單元輸入的信號或至少兩組從所述控制模塊輸入的信號；所述控制模塊用于控制所述信號處理模塊，并傳輸信號給所述信號處理模塊或接收所述信號處理模塊傳輸?shù)男盘?。進一步地，所述信號處理模塊包括驅動模塊與調制模塊；所述調制模塊用于調制從所述控制單元輸入的信號，所述驅動模塊用于驅動至少兩組經(jīng)所述調制模塊調制后信號，并將驅動后的信號傳輸給所述天線單元。進一步地，所述天線單元還包括天線匹配電路，用于使得每組線圈諧振在特定的工作頻度上，而且每組天線具有特定的品質因數(shù)。進一步地，所述信號處理模塊還包括接收模塊與解調模塊；所述接收模塊用于接收至少兩組從所述天線單元輸出的信號，所述解調模塊用于解調所述接受模塊輸出的信號，并將解調后的信號傳輸給所述控制模塊。進一步地，所述接收模塊包括至少兩個接收子模塊，所述接收子模塊與所述線圈一一對應，用于接收對應的單個線圈信號，并將所接收到的信號傳輸給所述信號處理模塊。
進一步地，所述接收模塊還包括信號合成模塊，所述信號合成模塊用于將所有所述接收子模塊接收的信號合成，并將合成后的信號傳輸給所述解調模塊。進一步地，所述天線單元由在三個相互垂直的平面上的線圈組成，所述線圈兩兩在線圈中心位置相交且將空間分割成八個部分。進一步地，所述線圈為環(huán)繞型線圈或者疊層型線圈。本發(fā)明還提供了一種電子標簽讀寫系統(tǒng)包括:電子標簽、如權利要求1-6任一項所述的電子標簽讀寫裝置；所述電子標簽讀寫裝置通過在不同平面上的線圈與所述電子標簽交互信號。為了解決上述問題本發(fā)明還提供了一種電子標簽讀寫方法，具體步驟如下:一種電子標簽讀寫方法，其特征在于，包括以下步驟:電子標簽讀寫裝置通過控制模塊發(fā)出信號，經(jīng)信號處理模塊處理，通過在不同平面的線圈發(fā)送給電子標簽；電子標簽發(fā)出信號，通過在不同平面的線圈傳輸給電子標簽讀寫裝置中的信號處理模塊，經(jīng)信號處理模塊處理傳輸給控制模塊。進一步地，所述電子標簽讀寫裝置通過控制模塊發(fā)出信號，經(jīng)信號處理模塊處理，通過在不同平面的線圈發(fā)送給電子標簽的處理過程具體包括:電子標簽讀寫裝置中的控制器發(fā)出信號，經(jīng)過調制、驅動通過在不同平面的線圈發(fā)送信號給電子標簽。進一步地，所述電子標簽發(fā)出信號，通過在不同平面的線圈傳輸給電子標簽讀寫裝置中的信號處理模塊，經(jīng)信號處理模塊處理傳輸給控制模塊的處理過程具體包括:電子標簽通發(fā)送信號，通過天線單元傳輸給電子標簽讀寫裝置，信號在電子標簽讀寫裝置中經(jīng)接收、解調傳輸給控制模塊。本發(fā)明的有益效:1、電子標簽裝置中設有至少兩組在不同平面上的線圈組成的天線單元，用戶可以任意角度操作電子標簽接近該設備，即可實現(xiàn)電子標簽的讀寫，比起傳統(tǒng)的有極性電子標簽讀寫操作，該發(fā)明方便了用戶對電子標簽讀寫的操作過程，提高用戶體驗。2、本發(fā)明中的天線單元和相關電路系統(tǒng)如天線匹配電路相對結合，解決了天線單元處理電路冗余和接收效果不佳的問題，達到了節(jié)約成本并得到最佳接收信號的目的。3、使用本發(fā)明的電子標簽讀寫系統(tǒng)，用戶無需更換電子標簽，只需電子標簽運營方更改電子標簽讀頭，且無需更換后臺，即可實現(xiàn)電子標簽運營系統(tǒng)的升級，代價小、兼容性強、易推廣。


圖1為本發(fā)明實施例一電子標簽讀寫裝置的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例一信號處理模塊的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一接收模塊的結構示意圖；圖4為本發(fā)明實施例一另一種接收模塊的結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例一另一種電子標簽讀寫裝置的結構示意圖；圖6為本發(fā)明實施例一天線單元的一種結構示意圖7為本發(fā)明實施例一天線單元的拆解圖；圖8為本發(fā)明實施例二電子標簽讀寫系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的主要構思是，將電子標簽讀寫天線組合成三維模式，每組天線同時工作，構成電磁場發(fā)送和接收的三維覆蓋，便可以實現(xiàn)電子標簽的任意角度讀寫，以方便用戶執(zhí)行電子標簽讀寫。本發(fā)明中天線單元解決了電子標簽任意角度讀寫問題，但是僅僅存在該的、三維覆蓋的天線單元是不能完美地實現(xiàn)電子標簽的任意角度讀寫，即便是三組天線單獨地進行解調，當電子標簽處在兩組天線的交界處時，每一路天線的信號并非最佳，采用該方法會導致增加電路成本的同時并沒有實現(xiàn)理想的接收效果。鑒于此種情況，本發(fā)明提出一種與三維天線相對應的信號接收解決方案，其思路是多路天線信號進行疊加，即天線單元中單個線圈所接收到的信號經(jīng)過信號合成后，能得到較為理想的電子標簽回傳信號，解調該路合成信號即可較為完美地解調出電子標簽回傳數(shù)據(jù)下面通過具體實施方式
結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例一:請參考圖1，為本實施例電子標簽讀寫裝置的結構示意圖。本實施方式的電子標簽讀寫裝置包括:天線單元、信號處理模塊、控制模塊；所述天線單元包括至少兩組在不同平面上的線圈，用于接收外界信號或發(fā)送從所述信號處理模塊輸入的信號；所述信號處理模塊同時處理至少兩組從所述天線單元輸入的信號或至少兩組從所述控制模塊輸入的信號；所述控制用于傳輸信號給所述信號處理模塊或接收所述信號處理模塊傳輸?shù)男盘枴１緦嵤├碾娮訕撕炞x寫裝置中的信號處理模塊可以包括一個能夠驅動至少兩組信號的驅動模塊；也可以包括一個能夠接收至少兩組信號的接收模塊，驅動模塊驅動從調制模塊調制后的信號，將信號驅動后通過天線單元發(fā)送出去，天線單元將所接收到的外界信號傳輸給接收模塊，接收模塊又將該信號傳輸給解調模塊。該電子標簽讀寫裝置如圖2所示。圖2中的驅動模塊用于放大載波信號功率，驅動天線生成信息載波信道；驅動模塊的輸出形式為電壓或電流型，可以是每個驅動子電路驅動一組天線，也可以是單獨一個驅動電路驅動所有的天線；該驅動模塊的輸入信號來自調制模塊，輸出信號給天線單元。圖2中調制模塊，用于發(fā)射載波信號的生成以及發(fā)送信息的調制；該調制模塊可進一步分為載波信號發(fā)生器(或是叫作本振)和調制器；該調制模塊根據(jù)實際應用情況，實現(xiàn)幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控等一種或多種調制功能；該調制模塊的輸入數(shù)據(jù)信息從控制模塊獲得，調制好的信號輸出給驅動模塊；該模塊可由數(shù)字解決方案實現(xiàn)，即數(shù)字處理后的信號由數(shù)字模轉換進行信號輸出，并且數(shù)字部分可以轉移至控制部分。圖2中解調模塊，用于把接收模擬信號處理成數(shù)字信號；該模塊可根據(jù)實際應用情況，含有幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控等一種或多種解調功能；該解調模塊的輸入信號來自接收模塊，解調輸出信號傳給控制模塊；該模塊可由數(shù)字解決方案實現(xiàn)，即模數(shù)轉換后，解調功能由數(shù)字方式實現(xiàn)，并且該數(shù)字部分可轉移至控制部分。圖2中的接收模塊用于接收每組天線的信號，該模塊的輸入信號來自三維全向天線，輸出信號傳輸給解調模塊。進一步地，本實施例電子標簽讀寫裝置的接收模塊由多個接收子模塊組成，如圖3所示，為采用3個接收子模塊接收模塊的結構示意圖。第一接收模塊、第二接收模塊和第三接收模塊可以是相同(也可不同)的三路并行電路，分別用于偶合接收三維線圈X軸、Y軸和Z軸的信號，它們在電路系統(tǒng)中的作用是相似的；根據(jù)實際情況，即天線的線圈的個數(shù)，接收模塊可以選擇與接收天線相對應的子接收模塊(即第一接收模塊、第二接收模塊等)數(shù)量；第一接收模塊、第二接收模塊和第三接收模塊的信號分別來自于接收天線的X軸、Y軸和Z軸偶合輸出，然后都把接收信號傳送給解調模塊。為了得到理想的電子標簽回傳信號，還可以在本實施例電子標簽讀寫裝置接收模塊設置一信號合成模塊，如圖4所示，3個接收子模塊接收三組電子標簽回傳信號，經(jīng)信號合成模塊合成傳輸至解調模塊，解調出電子標簽回傳信號。其中，信號合成模塊，用于完成多路子接收模塊輸出信號的合成；根據(jù)實際應用情況，該模塊可以完成和接收天線線圈數(shù)量相同(甚至更多)的多路信號相加、減、乘或除等相關處理操作；該模塊的信號來自于第一接收模塊、第二接收模塊和第三接收模塊等，輸出信號傳送給解調模塊。為了讓本實施例中天線中的每組線圈工作在穩(wěn)定的頻點上，還可以在天線單元中增加天線匹配電路如諧振電路。圖5為加入天線匹配電路的電子標簽讀寫裝置結構示意圖。其中諧振電路含有電容和電阻等相關電子元件，與三維全向線圈的每一組都構成電容電感諧振電路，該電路可以是串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振，電容用于確定電子標簽讀寫的工作頻率，電阻用于控制三維天線的品質因素。本實施例電子標簽讀寫裝置的全向天線可以由三組在不同平面的線圈組合而成，如圖6所示，為三組在不同平面線圈正交的特殊全向天線。X、Y、Z三個軸的線圈正交，且將空間分割成八個部分，所述線圈為環(huán)繞型線圈或者是疊層型線圈，圖7為Χ、Υ、Ζ三個軸的線圈的結構示意圖。本實施例的控制模塊還可用于控制信號處理模塊的信號處理過程，進而控制整個讀寫裝置的讀寫過程。。實施例二:如圖8所示，為本實施例電子標簽讀寫系統(tǒng)，包括電子標簽和實施例一所述的電子標簽讀寫裝置，所述電子標簽讀寫裝置通過在不同平面上的線圈與所述電子標簽交互信號。電子標簽讀寫裝置控制模塊發(fā)出信號，經(jīng)調制、驅動有天線單元發(fā)送給電子標簽；電子標簽接收信號，回傳信號給電子標簽讀寫裝置，讀寫裝置通過天線單元接收信號，經(jīng)接收模塊處理，然后解調傳輸給控制模塊。本實施例也可設置一后臺與電子標簽讀寫裝置通信相連，用于控制和反應系統(tǒng)的信號。實施例三:本實施例為一種電子標簽讀寫方法，具體包括以下步驟:電子標簽讀寫裝置通過控制模塊發(fā)出信號，經(jīng)信號處理模塊處理，通過在不同平面的線圈發(fā)送給電子標簽；電子標簽發(fā)出信號，通過在不同平面的線圈傳輸給電子標簽讀寫裝置中的信號處理模塊，經(jīng)信號處理模塊處理傳輸給控制模塊。
本實施例電子標簽讀寫方法中電子標簽讀寫裝置通過控制模塊發(fā)出信號，經(jīng)信號處理模塊處理，通過在不同平面的線圈發(fā)送給電子標簽的處理過程具體包括:電子標簽讀寫裝置中的控制器發(fā)出信號，經(jīng)過調制、驅動通過在不同平面的線圈發(fā)送信號給電子標簽。本實施例電子標簽讀寫方法中電子標簽發(fā)出信號，通過在不同平面的線圈傳輸給電子標簽讀寫裝置中的信號處理模塊，經(jīng)信號處理模塊處理傳輸給控制模塊具體包括:電子標簽通發(fā)送信號，通過天線單元傳輸給電子標簽讀寫裝置，信號在電子標簽讀寫裝置中經(jīng)接收、解調傳輸給控制模塊。以上內容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種電子標簽讀寫裝置，其特征在于，包括:天線單元、信號處理模塊、控制模塊；所述天線單元包括至少兩組在不同平面上的線圈，用于接收外界信號或發(fā)送從所述信號處理模塊輸入的信號；所述信號處理模塊同時處理至少兩組從所述天線單元輸入的信號或至少兩組從所述控制模塊輸入的信號；所述控制模塊用于傳輸信號給所述信號處理模塊或接收所述信號處理模塊傳輸?shù)男盘枴?br> 2.如權利要求1所述的電子標簽讀寫裝置，其特征在于，所述信號處理模塊包括驅動模塊與調制模塊；所述調制模塊用于調制從所述控制單元輸入的信號，所述驅動模塊用于驅動至少兩組經(jīng)所述調制模塊調制后信號，并將驅動后的信號傳輸給所述天線單元。
3.如權利要求1所述的電子標簽讀寫裝置，其特征在于，所述天線單元還包括天線匹配電路，用于使得每組線圈諧振在特定的工作頻度上，而且每組天線具有特定的品質因數(shù)。
4.如權利要求1所述的電子標簽讀寫裝置，其特征在于，所述信號處理模塊還包括接收模塊與解調模塊；所述接收模塊用于接收至少兩組從所述天線單元輸出的信號，所述解調模塊用于解調所述接受模塊輸出的信號，并將解調后的信號傳輸給所述控制模塊。
5.如權利要求4所述的電子標簽讀寫裝置，其特征在于，所述接收模塊包括至少兩個接收子模塊，所述接收子模塊與所述線圈一一對應，用于接收對應的單個線圈信號，并將所接收到的信號傳輸給所述信號處理模塊。
6.如權利要求5所述的電子標簽讀寫裝置，其特征在于，所述接收模塊還包括信號合成模塊，所述信號合成模塊用于將所有所述接收子模塊接收的信號合成，并將合成后的信號傳輸給所述解調模塊。
7.如權利要求1-6任一項所述的電子標簽讀寫裝置，其特征在于，所述天線單元由在三個相互垂直的平面上的線圈組成，所述線圈兩兩在線圈中心位置相交且將空間分割成八個部分。
8.如權利要求1-6所 述的電子標簽讀寫裝置，其特征在于，所述線圈為環(huán)繞型線圈或者疊層型線圈。
9.一種電子標簽讀寫系統(tǒng)，其特征在于，包括:電子標簽、如權利要求1-6任一項所述的電子標簽讀寫裝置；所述電子標簽讀寫裝置通過在不同平面上的線圈與所述電子標簽交互信號。
10.一種電子標簽讀寫方法，其特征在于，包括以下步驟: 電子標簽讀寫裝置通過控制模塊發(fā)出信號，經(jīng)信號處理模塊處理，通過在不同平面的線圈發(fā)送給電子標簽； 電子標簽發(fā)出信號，通過在不同平面的線圈傳輸給電子標簽讀寫裝置中的信號處理模塊，經(jīng)信號處理模塊處理傳輸給控制模塊。
11.如權利要求10所述電子標簽讀寫方法，其特征在于，所述電子標簽讀寫裝置通過控制模塊發(fā)出信號，經(jīng)信號處理模塊處理，通過在不同平面的線圈發(fā)送給電子標簽的處理過程具體包括: 電子標簽讀寫裝置中的控制器發(fā)出信號，經(jīng)過調制、驅動通過在不同平面的線圈發(fā)送信號給電子標簽。
12.如權利要求10或11所述電子標簽讀寫方法，其特征在于，所述電子標簽發(fā)出信號，通過在不同平面的線圈傳輸給電子標簽讀寫裝置中的信號處理模塊，經(jīng)信號處理模塊處理傳輸給控制模塊的處理過程具體包括: 電子標簽通發(fā)送信號，通過天線單元傳輸給電子標簽讀寫裝置，信號在電子標簽讀寫裝置中經(jīng)接收、解調傳輸給控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子標簽讀寫裝置、系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的電子標簽讀寫裝置包括天線單元、信號處理模塊、控制模塊；所述天線單元包括至少兩組在不同平面上的線圈，用于接收外界信號或發(fā)送從所述信號處理模塊輸入的信號；所述信號處理模塊同時處理至少兩組從所述天線單元輸入的信號或至少兩組從所述控制模塊輸入的信號；所述控制模塊用于傳輸信號給所述信號處理模塊或接收所述信號處理模塊傳輸?shù)男盘?。該電子標簽讀寫裝置可以實現(xiàn)電子標簽的任意角度讀寫，以方便用戶執(zhí)行電子標簽讀寫。
文檔編號G06K17/00GK103177271SQ201110430360
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權日2011年12月20日
發(fā)明者闕濱城 申請人:國民技術股份有限公司