專利名稱：一種rfid系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及射頻識別技術領域，尤其涉及一種同時具有近距離射頻識別功能和遠距離射頻識別功能的RFID系統(tǒng)。
背景技術：
RFID (Radio Frequency IDentif ication,無線射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸?shù)奶匦裕瑢崿F(xiàn)對靜止或移動物體的自動識別。RFID系統(tǒng)能夠快速、準確、可靠地識別目標對象，被廣泛應用于物流跟蹤、交通運輸、人員定位和資產(chǎn)管理等領域。有源電子標簽通常由內(nèi)置電池供電，其通信距離遠，閱讀器能夠以遠距離的方式讀取有源電子標簽信息。而無源電子標簽不帶電池，其發(fā)射電波及內(nèi)部處理器運行所需能 量均來自閱讀器產(chǎn)生的電磁波，閱讀器需要以近距離的方式讀取無源電子標簽信息。在一些應用場合，需要RFID標簽能夠近被距離識別，比如消費，門禁；同時還要求RFID標簽能夠被遠距離識別，比如無障礙考勤、大范圍的定位等。專利號為2010 20 2 58161. 8的中國專利文獻公開了一種雙協(xié)議同頻率復合卡，將同頻率的符合IS015693的無源RFID芯片和符合IS014443芯片的CPU卡芯片安裝在同一張卡上，實現(xiàn)標簽近距離和遠距離射頻識別的功能。其中，無源RFID芯片的讀寫距離小于5mm，CPU卡芯片的讀寫距離小于I. 3m。也有直接將無源標簽黏貼在有源標簽表面，實現(xiàn)近距離識別和遠距離識別的復合功能。但是，上述復合卡的遠距離識別功能的讀取距離小于I. 3m,不能滿足更遠距離大范圍內(nèi)眾多標簽同時識別的需求。而且，該復合卡是將兩種不同機制的標簽粘合封裝在一起，成本高，不利于大批量生產(chǎn)，重要的不同機制的標簽互相間的干擾，影響閱讀器讀取標簽的性能。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型實施例提出一種RFID系統(tǒng)，分別通過不同的激活模式實現(xiàn)近距離和遠距離射頻識別功能，能夠滿足大范圍遠距離識別的需求，也能滿足近距離逐一識別的需求,且結(jié)構簡單,成本低。本實用新型實施例提供的RFID系統(tǒng)，包括標簽、遠距離閱讀器和近距離閱讀器；所述標簽包括第一微處理器、第一射頻收發(fā)器、第一 PCB全向天線、磁性檢測裝置和第一電源模塊；所述第一微處理器分別與所述第一射頻收發(fā)器、磁性檢測裝置連接，所述第一射頻收發(fā)器與所述第一 PCB全向天線連接；所述遠距離閱讀器包括第二微處理器、至少兩路射頻收發(fā)器和天線；所述標簽通過定時喚醒機制偵測到來自所述遠距離閱讀器的喚醒頻率Fl后，通過交互頻率F2向所述遠距離閱讀器發(fā)送標簽信息；所述近距離閱讀器包括第三微處理器、第三射頻收發(fā)器、第三PCB定向天線和磁場發(fā)生裝置；所述磁場發(fā)生裝置與所述第三微處理器連接，用于產(chǎn)生磁場；所述標簽的磁性檢測裝置偵測到來自所述近距離閱讀器的磁場后，觸發(fā)標簽以頻率F3向所述近距離閱讀器發(fā)送標簽信息。其中，所述標簽的磁性檢測裝置包括干簧管；所述干簧管的兩端分別與所述第一微處理器的兩個I/o 口連接。所述近距離閱讀器的磁場發(fā)生裝置包括磁鐵或通電線圈。本實用新型實施例提供的RFID系統(tǒng)，有源標簽分別通過偵聽來自遠距離閱讀器的激活信號和感應來自近距離閱讀器磁場的激活信號，實現(xiàn)近距離和遠距離射頻識別功能，其結(jié)構簡單，可靠性高，降低了成本，具有很大的市場應用空間。而且，近距離閱讀器和遠距離閱讀器的讀寫距離可以通過調(diào)節(jié)射頻信號的發(fā)送功率和接受靈敏度來實現(xiàn)，從而滿足大范圍遠距離識別的需求。

圖I是本實用新型實施例一提供的標簽的電路模塊圖；圖2是本實用新型實施例二提供的遠距離閱讀器的電路模塊圖；圖3是本實用新型實施例三提供的近距離閱讀器的電路模塊圖；圖4是本實用新型實施例四提供的近距離閱讀器的結(jié)構示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。本實用新型實施例提供的RFID系統(tǒng)，包括標簽、遠距離閱讀器和近距離閱讀器；有源標簽分別通過偵聽來自遠距離閱讀器的激活信號和感應來自近距離閱讀器磁場的激活信號，實現(xiàn)近距離和遠距離射頻識別功能。參見圖1，是本實用新型實施例一提供的標簽的電路模塊圖。本實施例提供的標簽包括第一微處理器11、第一射頻收發(fā)器12、第一 PCB全向天線13、磁性檢測裝置14和第一電源模塊15。其中，第一微處理器11分別與第一射頻收發(fā)器12、磁性檢測裝置14連接，第一射頻收發(fā)器12與第一 PCB全向天線13連接。優(yōu)選的，標簽的磁性檢測裝置14包括干簧管；干簧管的兩端分別與第一微處理器11的兩個I/O 口連接。參見圖2，是本實用新型實施例二提供的遠距離閱讀器的電路模塊圖。本實施例提供的遠距離閱讀器包括第二微處理器21、至少兩路射頻收發(fā)器(如圖2所示的射頻收發(fā)器RFl和射頻收發(fā)器RF2)、天線和第二電源模塊25。優(yōu)選的，所述天線為外置的鞭狀全向天線或板狀定向天線。如圖2所示，第二微處理器分別與射頻收發(fā)器RFl、射頻收發(fā)器RF2連接，射頻收發(fā)器RFl與外置天線22連接，射頻收發(fā)器RF2與外置天線23連接。此外，本實施例提供的遠距離閱讀器還包括用于傳輸數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)接口 24 ;第二數(shù)據(jù)接口 24與第二微處理器21連接。優(yōu)選的，第二數(shù)據(jù)接口 24為RS232/485接口。在具體實施當中，標簽通過定時喚醒機制偵測到來自遠距離閱讀器的喚醒頻率Fl后，通過交互頻率F2向遠距離閱讀器發(fā)送標簽信息，從而實現(xiàn)遠距離射頻識別功能。[0026]參見圖3，是本實用新型實施例三提供的近距離閱讀器的電路模塊圖。本實施例提供的近距離閱讀器包括第三微處理器31、第三射頻收發(fā)器32、第三PCB定向天線33、磁場發(fā)生裝置34和第三電源模塊35。其中，第三微處理器31分別與第三射頻收發(fā)器32、磁場發(fā)生裝置34連接，第三射頻收發(fā)器32與第三PCB全向天線33連接。優(yōu)選的，磁場發(fā)生裝置34包括磁鐵或通電線圈，用于產(chǎn)生磁場。在具體實施當中，標簽的磁性檢測裝置偵測到來自近距離閱讀器的磁場后，觸發(fā)標簽以頻率F3向近距離閱讀器發(fā)送標簽信息，從而實現(xiàn)近距離射頻識別功能。如圖3所示，本實施例提供的近距離閱讀器還包括用于傳輸數(shù)據(jù)的第三數(shù)據(jù)接口 36 ;第三數(shù)據(jù)接口 36與第三微處理器31連接。優(yōu)選的，第三數(shù)據(jù)接口 36為USB接口或RS232串口。具體實施時，近距離閱讀器通過第三數(shù)據(jù)接口 36與外部的計算機連接后，能夠和計算機傳輸數(shù)據(jù)。當?shù)谌龜?shù)據(jù)接口 36采用USB接口時，近距離閱讀器還可以通過USB通道從計算機上獲取工作電源。此外，如圖3所示，本實施例提供的近距離閱讀器還包括指示燈37和蜂鳴器8。指示燈37、蜂鳴器38分別與第三微處理器31連接。具體實施時，當近距離閱讀器讀取標簽信息后，可通過指示燈37、蜂鳴器38發(fā)出提示信號。參見圖4，是本實用新型實施例四提供的近距離閱讀器的結(jié)構示意圖。本實例提供的近距離閱讀器還包括外殼301，在外殼301上標示有用于讀寫標簽的閱讀區(qū)302 ;磁場發(fā)生裝置34所產(chǎn)生的磁場覆蓋于閱讀區(qū)302。優(yōu)選的，如圖4所示，磁場發(fā)生裝置34包括四個磁鐵303，分別安裝在殼體內(nèi)部，且位于閱讀區(qū)302內(nèi)側(cè)，四個磁鐵303產(chǎn)生的磁場能夠覆蓋閱讀區(qū)302?？蛇x的，如圖4所示，可將第三數(shù)據(jù)接口 36、指示燈37和蜂鳴器38安裝在外殼301上，以方便使用和觀察發(fā)卡器的工作狀態(tài)。本實施例提供的RFID系統(tǒng)具有遠距離和近距離射頻識別功能，下面對RFID系統(tǒng)的工作原理作詳細描述。(I)遠距離射頻識別遠距離閱讀器上電后，持續(xù)以頻率Fl發(fā)送喚醒信號，同時以頻率F2持續(xù)偵聽標簽，等待接收標簽的信息。標簽平時處于休眠狀態(tài)，采用定時喚醒機制定時喚醒標簽，觸發(fā)標簽的射頻收發(fā)器偵測來自遠距離閱讀器的喚醒頻率F1。當標簽偵測到喚醒頻率Fl后，通過交互頻率F2將標簽信息(例如標簽序列號)發(fā)送到遠距離閱讀器，并等待遠距離閱讀器返回確認信息。若標簽未接收到確認信息，則再次向遠距離閱讀器發(fā)送標簽信息。具體實施時，通過調(diào)節(jié)射頻信號的發(fā)送功率和接受靈敏度，可以調(diào)整遠距離閱讀器的讀寫距離，使遠距離閱讀器作用距離不小于30米，從而滿足大范圍內(nèi)眾多標簽同時識別的需求。(2)近距離射頻識別為方便說明，本實施例僅以標簽采用干簧管來偵測磁場為例。干簧管可以是常閉也可以是常開，干簧管兩端分別連接到微處理器的2個輸入輸出口，一個作為輸入口，一個作為輸出口，當其中一個輸入口的電平從高變?yōu)榈蜁r另一個輸出口的電平也從高變低，表明干簧管檢測到磁場。[0041]標簽在休眠的過程中，采用干簧管持續(xù)偵測來自近距離閱讀器的磁場。當標簽靠近近距離閱讀器的閱讀區(qū)時，標簽立即檢測到近距離閱讀器的磁場，標簽以頻率F3向近距離閱讀器發(fā)送標簽信息。當近距離閱讀器讀取標簽信息后，通過指示燈或蜂鳴器發(fā)出提示信號。因此，標簽以頻率F3向近距離閱讀器發(fā)送標簽信息后，不需要等待近距離閱讀器返回確認信息。僅當標簽檢測到磁場消失而又再次檢測到磁場存在時，才需要重新向近距離閱讀器發(fā)送標簽信息，并等待近距離閱讀器返回確認信息，從而避免了意外的磁場導致標簽的頻繁發(fā)送，增加功耗，并減少標簽的壽命的問題。例如，當標簽靠近非近距離閱讀器的磁場時，標簽發(fā)送標簽信息后不能收到近距離閱讀器返回的確認信息，標簽不會再次發(fā)送標簽信息。當標簽靠近近距離閱讀器，而近距離閱讀器沒有讀出標簽信息時，只需要把標簽拿開后再次靠近近距離閱讀器，標簽發(fā)送的信息采用鏈路層加密，保證了數(shù)據(jù)的安全性。為了防止非法監(jiān)聽者持續(xù)間隔地靠近磁場偵聽標簽發(fā)送的信息，標簽設定特定時間內(nèi)允許磁場出現(xiàn)后又消失的次數(shù)，當超過此設定的次數(shù)，標簽將在更長的等待時間后才再次檢測磁場，從而有效地防止了非法偵聽，同時減少了標簽的功耗。 近距離閱讀器上電后，使用頻率F3持續(xù)偵聽來自標簽的信息，其激活標簽的磁場可以由高性能的磁鐵產(chǎn)生，或者由通電線圈產(chǎn)生，其磁場的中心強度點對應于標簽閱讀區(qū)。近距離閱讀器外殼上設有指示燈或者蜂鳴器，當近距離閱讀器讀出標簽信息后，立即通過指示燈或者蜂鳴器發(fā)出提示信號。本實用新型實施例提供的RFID系統(tǒng)，有源標簽分別通過偵聽來自近距離閱讀器的磁場和遠距離閱讀器的激活信號，實現(xiàn)近距離和遠距離射頻識別功能，其結(jié)構簡單，可靠性高，降低了成本，具有很大的市場應用空間。而且，近距離閱讀器和遠距離閱讀器的讀寫距離可以通過調(diào)節(jié)射頻信號的發(fā)送功率和接受靈敏度來實現(xiàn)，從而滿足大范圍遠距離識別的需求。以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種RFID系統(tǒng)，其特征在于，包括標簽、遠距離閱讀器和近距離閱讀器； 所述標簽包括第一微處理器、第一射頻收發(fā)器、第一 PCB全向天線、磁性檢測裝置和第一電源模塊；所述第一微處理器分別與所述第一射頻收發(fā)器、磁性檢測裝置連接，所述第一射頻收發(fā)器與所述第一 PCB全向天線連接； 所述遠距離閱讀器包括第二微處理器、至少兩路射頻收發(fā)器和天線；所述標簽通過定時喚醒機制偵測到來自所述遠距離閱讀器的喚醒頻率Fl后，通過交互頻率F2向所述遠距離閱讀器發(fā)送標簽信息； 所述近距離閱讀器包括第三微處理器、第三射頻收發(fā)器、第三PCB定向天線和磁場發(fā)生裝置；所述磁場發(fā)生裝置與所述第三微處理器連接，用于產(chǎn)生磁場；所述標簽的磁性檢測裝置偵測到來自所述近距離閱讀器的磁場后，觸發(fā)標簽以頻率F3向所述近距離閱讀器發(fā)送標簽信息。
2.如權利要求I所述的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述遠距離閱讀器的射頻收發(fā)器RFl發(fā)送頻率Fl的射頻信號用于激活標簽；所述遠距離閱讀器的射頻收發(fā)器RF2用于接收標簽的信息和返回標簽確認信息。
3.如權利要求2所述的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述遠距離閱讀器還包括用于傳輸數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)接口 ；所述第二數(shù)據(jù)接口與所述第二微處理器連接； 所述第二數(shù)據(jù)接口為USB接口或RS232/485接口。
4.如權利要求I 3任一項所述的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述標簽的磁性檢測裝置包括干簧管；所述干簧管的兩端分別與所述第一微處理器的兩個I/O 口連接。
5.如權利要求4所述的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述近距離閱讀器的磁場發(fā)生裝置包括磁鐵或用于產(chǎn)生磁場的通電線圈。
6.如權利要求3所述的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述近距離閱讀器還包括外殼；在外殼上標示有用于讀寫標簽的閱讀區(qū)；所述磁場發(fā)生裝置所產(chǎn)生的磁場覆蓋于所述閱讀區(qū)。
7.如權利要求6所述的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述近距離閱讀器還包括用于傳輸數(shù)據(jù)的第三數(shù)據(jù)接口 ；所述第三數(shù)據(jù)接口與所述第三微處理器連接； 所述第三數(shù)據(jù)接口為USB接口或RS232串口。
8.如權利要求7所述的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述近距離閱讀器還包括指示燈和蜂鳴器；所述指示燈、蜂鳴器分別與所述第三微處理器連接； 所述指示燈、蜂鳴器分別安裝在所述外殼上。
專利摘要本實用新型公開了一種RFID系統(tǒng)，包括標簽、遠距離閱讀器和近距離閱讀器，所述標簽通過定時喚醒機制偵測到來自所述遠距離閱讀器的喚醒頻率F1后，通過交互頻率F2向所述遠距離閱讀器發(fā)送標簽信息；所述標簽具有磁性檢測裝置，所述近距離閱讀器具有磁場發(fā)生裝置；所述標簽的磁性檢測裝置偵測到來自所述近距離閱讀器的磁場后，觸發(fā)標簽以頻率F3向所述近距離閱讀器發(fā)送標簽信息。本實用新型提供的RFID系統(tǒng)，同時具有近距離和遠距離射頻識別功能，能夠滿足大范圍遠距離識別的需求，且結(jié)構簡單，成本低。
文檔編號G06K17/00GK202548870SQ20112034200
公開日2012年11月21日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權日2011年9月13日
發(fā)明者宋曉輝, 魏中海 申請人:魏中海