具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻rfid系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，該系統(tǒng)在讀寫器的方向性器件和高頻開關間內(nèi)插三軸調諧網(wǎng)絡，三軸調諧網(wǎng)絡包括：基本固定電容，中間數(shù)字調諧電容，輸入數(shù)字調諧電容，輸出數(shù)字調諧電容；對于讀寫器工作頻段中的各個工作頻點，針對當前選定天線端口，自動建立調諧參數(shù)表項，構成與天線端口和工作頻段綁定的調諧參數(shù)表；在讀寫器天線端口相連的天線的持續(xù)輻射過程中，由讀寫器實時反射功率檢測，動態(tài)修正調諧參數(shù)表，實時補償天線輻射范圍內(nèi)環(huán)境變化。為了提高標簽識讀距離，提高讀寫器發(fā)射功率，同時抑制讀寫器前向泄漏和前向反射，使用三軸調諧網(wǎng)絡降低讀寫器前向反射，該方法涉及的電路簡單，調試簡單。
【專利說明】具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，具體涉及一種無源收發(fā)同頻RFID讀寫器天線連接環(huán)境三軸閉環(huán)自調諧系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]常規(guī)無源反射式RFID系統(tǒng)主要有標簽和讀寫器構成，標簽僅靠接收或感應到的電磁能量提供電力，同時利用調變天線或線圈負載特性的方法向閱讀器傳輸數(shù)據(jù)。因此，讀寫器屬于收發(fā)同頻RFID讀寫器。同時，由于標簽需要持續(xù)讀寫器供給電磁能量，導致讀寫器在接收標簽返回數(shù)據(jù)的同時，需要持續(xù)向標簽發(fā)送單載波，且標簽返回信號的中心頻點與單載波頻率一致。
[0003]為了補償前向自由空間衰減，提高標簽識讀距離，需要提高讀寫器發(fā)射功率。一方面，讀寫器收發(fā)隔離所用的方向性器件的隔離度有限，讀寫器由前向發(fā)射支路泄漏到后向接收支路的單載波高達5dBm?IOdBm,稱為讀寫器前向泄漏，進入接收機的混頻器后，在模擬基帶被解調為直流信號，這些直流信號將疊加在基帶信號上，被稱為直流偏差。如此高的直流偏差使得混頻器后的各級放大器飽和，無法放大有用信號。另一方面，讀寫器進行天線端口選擇的高頻開關和天線端口所連接天線的駐波比有限，讀寫器由前向發(fā)射支路經(jīng)由天線反射到后向接收支路的單載波高達IOdBm?15dBm，稱為讀寫器前向反射，在進入接收機的混頻器之前，已經(jīng)導致混頻器飽和，無法解調出基帶信號。
[0004]為了提高標簽識讀距離，提高讀寫器發(fā)射功率，同時抑制讀寫器前向泄漏和前向反射，多采用載波抵消方法，在讀寫器接收機前端插入載波抵消網(wǎng)絡，該方法涉及的電路復雜，調試困難。
[0005]由于高頻開關的器件特性，饋線與天線的阻抗匹配，天線的器件特性和天線輻射范圍內(nèi)的環(huán)境變化，將導致方向性器件的后級輸入阻抗發(fā)生變化，并且這種變化是時變的。
[0006]經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)?200680055541.8，名稱:帶有動態(tài)阻抗匹配的諧振電路調諧系統(tǒng)，該專利“提供了調諧電路調諧系統(tǒng)和方法。諧振電路調諧系統(tǒng)包括諧振電路，所述諧振電路具有串聯(lián)在發(fā)射器和天線線圈之間的第一電容元件，和與發(fā)射器和天線線圈并聯(lián)的第二電容元件。第一電容元件和第二電容元件至少一個被配置成是可變的。調諧電路調諧系統(tǒng)還包括控制器，用于控制第一和第二電容元件的至少一個可變值。”
[0007]技術要點比較:
[0008]一、該專利涉及的諧振電路調諧系統(tǒng)包括諧振電路，所述諧振電路具有串聯(lián)在發(fā)射器和天線線圈之間的第一電容元件，和與發(fā)射器和天線線圈并聯(lián)的第二電容元件；本發(fā)明的三軸調諧網(wǎng)絡包括基本固定電容C，中間數(shù)字調諧電容Clen，輸入數(shù)字調諧電容Cin，輸出數(shù)字調諧電容Cout。
[0009]二、該專利涉及的調諧電路調諧系統(tǒng)還包括控制器，用于控制第一和第二電容元件的至少一個可變值；本發(fā)明根據(jù)在接收機模擬前端檢測到的反射功率，以中間數(shù)字調諧電容Clen，輸入數(shù)字調諧電容Cin，輸出數(shù)字調諧電容Cout的順序對三軸調諧網(wǎng)絡的輸入阻抗和輸出阻抗進行調諧，以反射功率作為調諧結束判斷依據(jù)，適用于無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)減少前向泄露和前向反射對后向標簽返回解調干擾的需求。
[0010]三、該專利涉及的諧振電路調諧系統(tǒng)是開環(huán)的，本發(fā)明根據(jù)天線連接環(huán)境變化，進行閉環(huán)自調諧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中的上述不足，提供一種具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，使用三軸調諧網(wǎng)絡降低RFID讀寫器前向反射，提高標簽識讀距離和讀寫器發(fā)射功率，同時抑制讀寫器前向泄漏和前向反射。
[0012]為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0013]本發(fā)明所述的具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，所述系統(tǒng)在RFID讀寫器的方向性器件和高頻開關間內(nèi)插三軸調諧網(wǎng)絡實現(xiàn)抑制發(fā)射機前向反射。
[0014]所述三軸調諧網(wǎng)絡包括:基本固定電容，中間數(shù)字調諧電容，輸入數(shù)字調諧電容，輸出數(shù)字調諧電容，這四個電容組成一個PI型網(wǎng)絡,基本固定電容和中間數(shù)字調諧電容并聯(lián)組成PI型網(wǎng)絡的上橫臂，輸入數(shù)字調諧電容組成PI型網(wǎng)絡的左豎臂，輸出數(shù)字調諧電容組成PI型網(wǎng)絡的右豎臂?；竟潭娙輿Q定三軸調諧網(wǎng)絡的基本輸入阻抗和基本輸出阻抗。由于高頻開關的器件特性，饋線與天線的阻抗匹配，天線的器件特性和天線輻射范圍內(nèi)的環(huán)境變化，將導致三軸調諧網(wǎng)絡的后級輸入阻抗發(fā)生變化，并且這種變化是時變的。中間數(shù)字調諧電容用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的基本輸入阻抗和基本輸出阻抗，輸入數(shù)字調諧電容用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的輸入阻抗接近于前級的輸出阻抗，輸出數(shù)字調諧電容用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的輸出阻抗接近于后級的輸入阻抗。
[0015]進一步的，所述三軸調諧網(wǎng)絡，其調諧空間:中間數(shù)字調諧電容的調諧范圍為[min (Clen) (201)，max (Clen) (202)]，其中，min (Clen) (201)為中間數(shù)字調諧電容Clen (102)的最小可調諧值，max (Clen) (202)為中間數(shù)字調諧電容Clen (102)的最大可調諧值；輸入數(shù)字調諧電容的調諧范圍為[min (Cin) (203)，max (Cin) (204)]，其中，min(Cin) (203)為輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)的最小可調諧值，max(Cin) (204)為輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)的最小可調諧值；輸出數(shù)字調諧電容的調諧范圍為[min(Cout)(205), max (Cout) (206)]，其中，min (Cout) (205)為輸出數(shù)字調諧電容 Cout (104)的最小可調諧值，max(Cout) (206)為輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)的最大可調諧值。
[0016]基于上述的具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，本發(fā)明還進一步提供該系統(tǒng)的調諧參數(shù)表項建立方法?；谌S調諧網(wǎng)絡，在讀寫器天線端口相連的天線的持續(xù)輻射過程中，動態(tài)修正調諧參數(shù)表，實時補償天線輻射范圍內(nèi)環(huán)境變化，穩(wěn)定了無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)性能。
[0017]由無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)所支持的IS0/IEC標準和地區(qū)標準，規(guī)定讀寫器工作于跳頻模式；由地區(qū)標準規(guī)定的工作頻段，決定了讀寫器的跳頻點集合。對于當前選定的工作天線端口，在進入任意標簽清點周期前，應對跳頻點集合內(nèi)的任一單頻點，建立調諧參數(shù)表項。選定跳頻點集合的中間頻點作為工作頻段的中心頻點，以該中心頻點作為起始單頻點，建立調諧參數(shù)表項。
[0018]單頻點建立調諧參數(shù)表項的步驟包括:[0019]S301.開始:剩余調諧輪次steps初始化等于最大可調諧輪次maxSteps ;調諧網(wǎng)絡初始化，中間數(shù)字調諧電容值初始化為Clen=Onin(Clen) (201)+max (Clen) (202))/2 ;輸入數(shù)字調諧電容Cin (103)值初始化為Cin= (min (Cin) (203)+max (Cin) (204))/2 ;輸出數(shù)字調諧電容 Cout (104)值初始化為 Cout= (min (Cout) (205) +max (Cout) (206)) /20
[0020]S302.獲取初始反射功率 ref lectedPower。
[0021]S303.調諧單個數(shù)字調諧電容Clen (102),更新反射功率ref lectedPower,更新剩余調諧輪次steps,記錄Clen (102)調諧方向步長dir (Clen)。
[0022]S304.調諧單個數(shù)字調諧電容Cin (103),更新反射功率reflectedPower,更新剩余調諧輪次steps,記錄Cin (103)調諧方向步長dir (Cin)。
[0023]S305.調諧單個數(shù)字調諧電容Cout (104),更新反射功率reflectedPower,更新剩余調諧輪次steps,記錄Cout (105)調諧方向步長dir (Cout)。
[0024]S306.判斷剩余調諧輪次st印s是否等于0，若等于0，則轉到S308執(zhí)行；若不等于0，則轉到S307執(zhí)行。
[0025]S307.判斷在S303/S304/S305執(zhí)行中是否獲得更小反射功率，若獲得更小反射功率，則轉到S302執(zhí)行；若沒有獲得更小反射功率，則轉到S308執(zhí)行。
[0026]S308.結束單頻點建立調諧參數(shù)表項。
[0027]進一步的,所述單頻點調諧參數(shù)表項包括:頻點(401),反射功率(402),中間數(shù)字調諧電容Clen(102)值(403)，中間數(shù)字調諧電容Clen(102)調諧方向步長(404)，輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)值(405)，輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)調諧方向步長(406)，輸出數(shù)字調諧電容Cout(104)值(407)，輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)調諧方向步長(408)。
[0028]進一步的，所述步驟S303/S304/S305中調諧單個數(shù)字調諧電容的步驟包括:
[0029]S501.獲取當前剩余調諧輪次steps。
[0030]S502.搜索調諧方向步長dir。
[0031]S503.判斷調諧方向步長是否等于0，若等于0，則轉到S511執(zhí)行；若不等于0，則轉到S504執(zhí)行。
[0032]S504.判斷當前剩余調諧輪次st印s是否為0，若等于0，則轉到S511執(zhí)行；若不等于O，則轉到S505執(zhí)行。
[0033]S505.更新數(shù)字調諧電容C=C+dir。
[0034]S506.判斷C是否小于min (C)，若小于min(C)，則轉到S511執(zhí)行，若不小于min (C),則轉到S507執(zhí)行。
[0035]S507.判斷C是否大于max(C)，若大于max(C)，則轉到S511執(zhí)行，若不大于max (C),則轉到S508執(zhí)行。
[0036]S508.電路設置數(shù)字調諧電容C。
[0037]S509.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則更新剩余調諧輪次，轉到S504執(zhí)行；若不是，則轉到S510執(zhí)行。
[0038]S510.更新數(shù)字調諧電容C=C+dir，電路設置數(shù)字調諧電容C。
[0039]S511.返回當前反射功率reflectedPower,剩余調諧輪次steps,當前數(shù)字調諧電容值C和當前調諧方向步長dir (C)，結束。
[0040]進一步的，所述S502中搜索調諧方向步長的步驟包括:[0041]S601.獲取當前調諧電容值C。
[0042]S602.判斷當前調諧電容值是否大于min (C)，若是，則轉到S603執(zhí)行；若不是，則轉到S607執(zhí)行。
[0043]S603.更新調諧電容值C=C-1,電路設置調諧電容C。
[0044]S604.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S605執(zhí)行；若不是，則轉到S607執(zhí)行。
[0045]S605.更新當前反射功率 ref lectedPower。
[0046]S606.確定電容調諧方向步長dir=_l。
[0047]S607.判斷當前調諧電容值是否小于max (C)，若是，則轉到S608執(zhí)行；若不是，則轉到S612執(zhí)行。
[0048]S608.更新調諧電容值C=C+1，電路設置調諧電容C。
[0049]S609.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S610執(zhí)行；若不是，則轉到S612執(zhí)行。
[0050]S610.更新當前反射功率 ref lectedPower。
[0051]S611.確定電容調諧方向步長dir=+l。
[0052]S612.判斷當前調諧電容值是否大于min (C)+l，若是，則轉到S613執(zhí)行；若不是，則轉到S617執(zhí)行。
[0053]S613.更新調諧電容值C=C_2，電路設置調諧電容C。
[0054]S614.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S615執(zhí)行；若不是，則轉到S617執(zhí)行。
[0055]S615.更新當前反射功率 ref lectedPower。
[0056]S616.確定電容調諧方向步長dir=_2。
[0057]S617.判斷當前調諧電容值是否小于max (C)-l，若是，則轉到S618執(zhí)行；若不是，則轉到S622執(zhí)行。
[0058]S618.更新調諧電容值C=C+2，電路設置調諧電容C。
[0059]S619.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S620執(zhí)行；若不是，則轉到S622執(zhí)行。
[0060]S620.更新當前反射功率 ref lectedPower。
[0061]S621.確定電容調諧方向步長dir=+2。
[0062]S622.返回電容調諧方向步長dir (C),搜索調諧方向步長結束。
[0063]對于跳頻點集合，由該中心頻點，分為上頻段跳頻點子集合和下頻段跳頻點子集合。對于上頻段跳頻點子集合，由第一接近中心頻點的單頻點，根據(jù)中心頻點的調諧步長，嘗試增數(shù)字調諧電容值和減數(shù)字調諧電容值兩個方向，由較小反射功率確定調諧方向。同時，將此調諧方向作為上頻段跳頻點集合的各單頻點的調諧方向，將此調諧方向的反方向作為下頻段跳頻點集合的各單頻點的調諧方向。對于上頻段跳頻點子集合和下頻段跳頻點子集合中的各單頻點，按照單頻點建立調諧參數(shù)表項的步驟，建立調諧參數(shù)表項。由工作頻段中的所有工作頻點的調諧參數(shù)表項，由工作頻點由低到高，建立調諧參數(shù)表。
[0064]當前選定讀寫器天線端口的調諧參數(shù)表存儲于讀寫器的非易失存儲器中，當與該天線端口相連的天線的部署環(huán)境發(fā)生重大變化，需要觸發(fā)一次重新建立調諧參數(shù)表，同時更新存儲于非易失存儲器中的調諧參數(shù)表。在非易失存儲器的調諧參數(shù)表前一個存儲單元，附加一個調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示。由該調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示，可以選擇外化為讀寫器人機界面的指示燈，讀寫器機器界面的GPIO指示信號和聯(lián)機查詢狀態(tài)。
[0065]上述建立調諧參數(shù)表的過程針對當前選定讀寫器天線端口而言，對于不同的天線端口，對應不同的調諧參數(shù)表和調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示，且按天線端口遞增順序，存儲于讀寫器的非易失存儲器中。
[0066]在讀寫器天線端口相連的天線的持續(xù)輻射過程中，天線輻射范圍內(nèi)的環(huán)境在實時地發(fā)生著變化，對于工作頻段的任一工作頻點，需要動態(tài)修正調諧參數(shù)表，動態(tài)修正調諧參數(shù)表的步驟包括:
[0067]S701.獲取單頻點單天線端口調諧參數(shù)表項，剩余嘗試次數(shù)賦初值Trys=3。
[0068]S702.獲取當前反射功率。
[0069]S703.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S710執(zhí)行；若不是，轉到S704執(zhí)行。
[0070]S704.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于3，若是，則轉到S705執(zhí)行；若不是，則轉到S706執(zhí)行。
[0071]S705.調諧數(shù)字調諧電容Clen，Trys=2，轉到S702執(zhí)行。
[0072]S706.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于2，若是，則轉到S707執(zhí)行；若不是，則轉到S708執(zhí)行。
[0073]S707.調諧數(shù)字調諧電容Cin，Trys=I,轉到S702執(zhí)行。
[0074]S708.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于I，若是，則轉到S709執(zhí)行；若不是，則轉到S710執(zhí)行。
[0075]S709.調諧數(shù)字調諧電容Cout，Trys=O,轉到S702執(zhí)行。
[0076]S710.更新當前反射功率，結束。
[0077]以上所述的判斷是否獲得更小反射功率，應是前后兩次的反射功率的差值絕對值與前次反射功率的百分比值在閾值內(nèi)，且該閾值可設置。
[0078]本發(fā)明在讀寫器的方向性器件和高頻開關間內(nèi)插三軸調諧網(wǎng)絡；對于讀寫器工作頻段中的各個工作頻點，針對當前選定天線端口，自動建立調諧參數(shù)表項，構成與天線端口和工作頻段綁定的調諧參數(shù)表；在讀寫器天線端口相連的天線的持續(xù)輻射過程中，由讀寫器實時反射功率檢測，動態(tài)修正調諧參數(shù)表，實時補償天線輻射范圍內(nèi)環(huán)境變化。
[0079]由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是:為了提高標簽識讀距離，提高讀寫器發(fā)射功率，同時抑制讀寫器前向泄漏和前向反射，使用三軸調諧網(wǎng)絡降低讀寫器前向反射，該方法涉及的電路簡單，調試簡單。本發(fā)明適應了由于高頻開關的器件特性，饋線與天線的阻抗匹配，天線的器件特性和天線輻射范圍內(nèi)的環(huán)境變化，導致的方向性器件的后級輸入阻抗發(fā)生變化，并且這種變化是時變的。在讀寫器天線端口相連的天線的持續(xù)輻射過程中，由讀寫器實時反射功率檢測，動態(tài)修正調諧參數(shù)表，實時補償天線輻射范圍內(nèi)環(huán)境變化，穩(wěn)定了無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0080]圖1三軸調諧網(wǎng)絡結構示意圖；[0081]圖2三軸調諧網(wǎng)絡的調諧空間示意圖；
[0082]圖3單頻點建立調諧參數(shù)表項步驟示意圖；
[0083]圖4單頻點調諧參數(shù)表項示意圖；
[0084]圖5調諧單個數(shù)字調諧電容步驟示意圖；
[0085]圖6搜索調諧方向步長步驟示意圖；
[0086]圖7動態(tài)修正調諧參數(shù)表項步驟示意圖；
[0087]圖8具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0088]以下結合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不用于限定本發(fā)明的保護范圍。
[0089]實施例1:
[0090]基于本發(fā)明的實施例之一，如圖8所示，具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)包括如下部分:發(fā)射機801，本振802，接收機803，接收功率檢測804，方向性器件805，三軸調諧網(wǎng)絡806，高頻開關SPTn807，天線端口 1808?天線端口 n809。對于無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，讀寫器的本振802同時應用于發(fā)射機801上變頻和接收機803下變頻，通過在讀寫器的方向性器件805和高頻開關SPTn807間內(nèi)插的三軸調諧網(wǎng)絡806實現(xiàn)抑制發(fā)射機前向反射。由于高頻開關SPTn807的器件特性，饋線與天線的阻抗匹配，天線的器件特性和天線輻射范圍內(nèi)的環(huán)境變化，導致的方向性器件805的后級輸入阻抗發(fā)生變化，并且這種變化是時變的?；谌S調諧網(wǎng)絡806，在讀寫器天線端口相連的天線的持續(xù)輻射過程中，動態(tài)修正調諧參數(shù)表，實時補償天線輻射范圍內(nèi)環(huán)境變化，穩(wěn)定了無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)性能。
[0091]如圖1所示，在方向性器件805和高頻開關807之間內(nèi)插的三軸調諧網(wǎng)絡包括:基本固定電容C101，中間數(shù)字調諧電容Clenl02，輸入數(shù)字調諧電容Cinl03，輸出數(shù)字調諧電容Cout 104。由四個電容組成一個PI型網(wǎng)絡，基本固定電容ClOl和中間數(shù)字調諧電容Clenl02并聯(lián)組成PI型網(wǎng)絡的上橫臂，輸入數(shù)字調諧電容Cinl03組成PI型網(wǎng)絡的左豎臂，輸出數(shù)字調諧電容Coutl04組成PI型網(wǎng)絡的右豎臂。基本固定電容ClOl決定三軸調諧網(wǎng)絡的基本輸入阻抗和基本輸出阻抗。中間數(shù)字調諧電容Clenl02用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的基本輸入阻抗和基本輸出阻抗，輸入數(shù)字調諧電容Cinl03用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的輸入阻抗接近于前級的輸出阻抗，輸出數(shù)字調諧電容Coutl04用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的輸出阻抗接近于后級的輸入阻抗。
[0092]對中間數(shù)字調諧Clenl02，輸入數(shù)字調諧電容Cinl03和輸出數(shù)字調諧電容Coutl04的調諧是獨立進行的，在數(shù)學上表現(xiàn)為獨立變化的三個變量，在三維空間上表現(xiàn)為三軸，如圖2所示，三軸調諧網(wǎng)絡的調諧空間，中間數(shù)字調諧電容Clenl02的數(shù)字調諧空間為[0，31]，輸入數(shù)字調諧電容Cinl03的數(shù)字調諧空間為[0,31],輸出數(shù)字調諧電容Coutl04的數(shù)字調諧空間為[0，31]。數(shù)字調諧空間到物理調諧空間的映射公式為:C=L 3pF+val*0.131pF(+_10%)，因此，三軸上電容的物理調諧空間均為[1.05pF, 5.1pF]。
[0093]本發(fā)明的實施例之一的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)支持IEC/IS0 18000-6C標準和美國標準頻段902MHz?928MHz，該頻段的中心頻點為915MHz，信道寬度為500KHz，含52個信道，由各信道的中心頻點組成該頻段的跳頻點集合。
[0094]如圖8所示，對于當前選定的工作天線端口 I (808)，在進入任意標簽清點周期前，選定工作頻段902MHz、28MHz的中心頻點915MHz，以該中心頻點915MHz作為起始單頻點，如圖3所示,建立調諧參數(shù)表項。
[0095]為了控制中心頻點建立調諧參數(shù)表項的時間,控制總輪次maxSteps=32,中心頻點建立調諧參數(shù)表項的實施步驟包括:
[0096]S301.開始:剩余調諧輪次初始化St印s=32 ;調諧網(wǎng)絡初始化Cin= (0+31)/2=15，Clen= (0+31) /2=15，Cout= (0+31) /2=15。
[0097]S302.獲取初始反射功率 ref lectedPower=7dBm。
[0098]S303.調諧單個數(shù)字調諧電容Clenl02,更新反射功率reflectedPower=5dBm,更新剩余調諧輪次steps=31,記錄Clenl02調諧方向步長dir(Clen) =_1。
[0099]S304.調諧單個數(shù)字調諧電容Cinl03,更新反射功率reflectedPower=OdBm,更新剩余調諧輪次steps=30,記錄Cinl03調諧方向步長dir (Cin) =_2。
[0100]S305.調諧單個數(shù)字調諧電容Coutl04,更新反射功率reflectedPower=_5dbm,更新剩余調諧輪次steps=29,記錄Coutl04調諧方向步長dir (Cout) =_2。
[0101]S306.判斷剩余調諧輪次st印s是否等于0，不等于0，則轉到S307執(zhí)行。
[0102]S307.判斷在S303/S304/S305執(zhí)行中是否獲得更小反射功率，獲得更小反射功率，轉到S302執(zhí)行。S302.獲取初始反射功率reflectedPower=-7dBm。S303.調諧單個數(shù)字調諧電容Clenl02,更新反射功率reflectedPower=_6dBm,更新剩余調諧輪次steps=28,記錄Clenl02調諧方向步長dir(Clen)=_l。S304.調諧單個數(shù)字調諧電容Cinl03,更新反射功率reflectedPower=_6dBm,更新剩余調諧輪次steps=27,記錄Cinl03調諧方向步長dir (Cin)=-2。S305.調諧單個數(shù)字調諧電容Coutl04,更新反射功率reflectedPower=_6dbm,更新剩余調諧輪次steps=26,記錄Coutl04調諧方向步長dir (Cout) =-2o S306.判斷剩余調諧輪次steps是否等于0,不等于0,則轉到S307執(zhí)行。S307.判斷在S303/S304/S305執(zhí)行中是否獲得更小反射功率，沒有獲得更小反射功率，轉到S308執(zhí)行。
[0103]S308.結束中心頻點建立調諧參數(shù)表項。
[0104]如圖5所示，S303中調諧單個數(shù)字調諧電容Clenl02的實施步驟包括:
[0105]S501.獲取當前剩余調諧輪次steps。
[0106]S502.搜索調諧方向步長dir (Clen) =_2。
[0107]S503.判斷調諧方向步長是否等于0，不等于0，則轉到S504執(zhí)行。
[0108]S504.判斷當前剩余調諧輪次st印s是否為0，不等于0，則轉到S505執(zhí)行。
[0109]S505.更新數(shù)字調諧電容 Clen=Clen+(-1)。
[0110]S506.判斷C是否小于0，不小于0，則轉至IJ S507執(zhí)行。
[0111]S507.判斷C是否大于31，不大于31，則轉到S508執(zhí)行。
[0112]S508.電路設置數(shù)字調諧電容Clen。
[0113]S509.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則更新剩余調諧輪次steps，轉到S504執(zhí)行；若不是，則轉到S510執(zhí)行。
[0114]S510.更新數(shù)字調諧電容Clen=Clen+(-1)，電路設置數(shù)字調諧電容Clen。[0115]S511.返回當前反射功率reflectedPower,剩余調諧輪次steps,當前數(shù)字調諧電容值Clen和當前調諧方向步長dir (Clen)=-1,結束。
[0116]S304中調諧單個數(shù)字調諧電容Cinl02, S305中調諧單個數(shù)字調諧電容Coutl03的實施步驟與S303中調諧單個數(shù)字調諧電容Clenl02的實施步驟類似。
[0117]如圖6所示，S502中搜索Clenl02調諧方向步長dir (Clen)的實施步驟包括:
[0118]S601.獲取當前調諧電容Clenl02值。
[0119]S602.判斷當前調諧電容值是否大于0，若是，則轉到S603執(zhí)行。
[0120]S603.更新調諧電容值Clen=Clen-1,電路設置調諧電容Clen。
[0121]S604.判斷是否獲得更小反射功率，是，則轉到S605執(zhí)行。
[0122]S605.更新當前反射功率 ref lectedPower。
[0123]S606.確定電容調諧方向步長dir=_l。
[0124]S607.判斷當前調諧電容值是否小于31，是，則轉到S608執(zhí)行。
[0125]S608.更新調諧電容值Clen=Clen+l，電路設置調諧電容Clen。
[0126]S609.判斷是否獲得更小反射功率，若是，不是，則轉到S612執(zhí)行。
[0127]S612.判斷當前調諧電容值是否大于0+1，是，轉到S613執(zhí)行。
[0128]S613.更新調諧電容值Clen=Clen_2，電路設置調諧電容Clen。
[0129]S614.判斷是否獲得更小反射功率，不是，轉到S617執(zhí)行。
[0130]S617.判斷當前調諧電容值是否小于31-1，是，轉到S618執(zhí)行。
[0131]S618.更新調諧電容值Clen=Clen+2，電路設置調諧電容Clen。
[0132]S619.判斷是否獲得更小反射功率，不是，轉到S622執(zhí)行。
[0133]S622.返回電容調諧方向步長dir (Clen)=-1,搜索Clenl02調諧方向步長結束。
[0134]S502中搜索Cinl03調諧方向步長dir(Cin)=-2,搜索Coutl04調諧方向步長dir (Cout) =-2的實施步驟與搜索Clenl02調諧方向步長dir (Clen)=-1類似。
[0135]對于工作頻段902MHz、28MHz的跳頻點集合，由中心頻點915MHz，分為上頻段跳頻點子集合和下頻段跳頻點子集合。對于上頻段跳頻點子集合，由第一接近中心頻點的單頻點916MHz，根據(jù)中心頻點915MHz的調諧步長，嘗試增數(shù)字調諧電容值和減數(shù)字調諧電容值兩個方向，由較小反射功率確定調諧方向為增數(shù)字調諧電容值。同時，將增數(shù)字調諧電容值作為上頻段跳頻點集合的各單頻點的調諧方向，將減數(shù)字調諧電容值作為下頻段跳頻點集合的各單頻點的調諧方向。對于上頻段跳頻點子集合和下頻段跳頻點子集合中的各單頻點，按照圖3所示單頻點建立調諧參數(shù)表項的步驟，建立調諧參數(shù)表項。由工作頻段中的所有工作頻點的調諧參數(shù)表項，由工作頻點由低到高，建立調諧參數(shù)表。
[0136]如圖8所示，對于當前選定的工作天線端口 I 808，其調諧參數(shù)表存儲于讀寫器的非易失存儲器中，當與該天線端口相連的天線的部署環(huán)境發(fā)生重大變化，需要觸發(fā)一次重新建立調諧參數(shù)表，同時更新存儲于非易失存儲器中的調諧參數(shù)表。在非易失存儲器的調諧參數(shù)表前一個存儲單元，附加一個調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示。由該調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示，可以選擇外化為讀寫器人機界面的指示燈，讀寫器機器界面的GPIO指示信號和聯(lián)機查詢狀態(tài)。
[0137]上述建立調諧參數(shù)表的過程針對當前選定讀寫器天線端口 I 808而言，對于不同的天線端口 21，對應不同的調諧參數(shù)表和調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示，且按天線端口遞增順序，存儲于讀寫器的非易失存儲器中。
[0138]如圖8所示，對于當前選定的工作天線端口 I 808，在與其相連的天線的持續(xù)輻射過程中，天線輻射范圍內(nèi)的環(huán)境在實時地發(fā)生著變化，對于工作頻段的任一工作頻點，需要動態(tài)修正調諧參數(shù)表。
[0139]如圖7所示,在某一時刻,對于中心頻點915MHz,動態(tài)修正調諧參數(shù)表的實施步驟包括:
[0140]S701.獲取單頻點915Mhz，單天線端口 I 808調諧參數(shù)表項，剩余嘗試次數(shù)賦初值Trys=30
[0141]S702.獲取當前反射功率。
[0142]S703.判斷是否獲得更小反射功率，不是，轉到S704執(zhí)行。
[0143]S704.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于3，是，轉到S705執(zhí)行。
[0144]S705.調諧數(shù)字調諧電容Clenl02，Trys=2，轉到S702執(zhí)行。S702.獲取當前反射功率。S703.判斷是否獲得更小反射功率，不是，轉到S704執(zhí)行。S704.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于3，不是，則轉到S706執(zhí)行。
[0145]S706.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于2，是，轉到S707執(zhí)行。
[0146]S707.調諧數(shù)字調諧電容Cinl03，Trys=I,轉到S702執(zhí)行。S702.獲取當前反射功率。S703.判斷是否獲得更小反射功率，不是，轉到S704執(zhí)行。S704.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于3，不是，則轉到S706執(zhí)行。S706.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于2，不是，轉到S708執(zhí)行。
[0147]S708.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于1，是，轉到S709執(zhí)行。
[0148]S709.調諧數(shù)字調諧電容Coutl04，Trys=O,轉到S702執(zhí)行。S702.獲取當前反射功率。S703.判斷是否獲得更小反射功率，是，轉到S710執(zhí)行。
[0149]S710.更新當前反射功率，結束。
[0150]上述如圖3/圖5/圖6/圖7的實施步驟中判斷是否獲得更小反射功率，應是前后兩次的反射功率的差值絕對值與前次反射功率的百分比值在閾值內(nèi)，該閾值設置為ldBm。
[0151]本發(fā)明為了提高標簽識讀距離，提高讀寫器發(fā)射功率，同時抑制讀寫器前向泄漏和前向反射，使用三軸調諧網(wǎng)絡降低讀寫器前向反射，該方法涉及的電路簡單，調試簡單。
[0152]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)在RFID讀寫器的方向性器件和高頻開關間內(nèi)插三軸調諧網(wǎng)絡，實現(xiàn)抑制發(fā)射機前向反射；所述三軸調諧網(wǎng)絡包括:基本固定電容C(IOl)，中間數(shù)字調諧電容Clen(102)，輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)，輸出數(shù)字調諧電容Cout(104);這四個電容組成一個PI型網(wǎng)絡，基本固定電容C(IOl)和中間數(shù)字調諧電容Clen(102)并聯(lián)組成PI型網(wǎng)絡的上橫臂，輸入數(shù)字調諧電容Cin (103)組成PI型網(wǎng)絡的左豎臂，輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)組成PI型網(wǎng)絡的右豎臂；基本固定電容C(IOl)決定三軸調諧網(wǎng)絡的基本輸入阻抗和基本輸出阻抗；中間數(shù)字調諧電容Clen(102)用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的基本輸入阻抗和基本輸出阻抗，輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的輸入阻抗接近于前級的輸出阻抗，輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)用于調諧三軸調諧網(wǎng)絡的輸出阻抗接近于后級的輸入阻抗。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有三軸閉環(huán)自調諧的無源收發(fā)同頻RFID系統(tǒng)，其特征在于:所述三軸調諧網(wǎng)絡，其調諧空間: 中間數(shù)字調諧電容Clen(102)的調諧范圍為[min (Clen) (201)，max (Clen) (202)]，其中，min(Clen) (201)為中間數(shù)字調諧電容Clen(102)的最小可調諧值，max(Clen) (202)為中間數(shù)字調諧電容Clen(102)的最大可調諧值； 輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)的調諧范圍為[min (Cin) (203)，max (Cin) (204)]，其中，min (Cin) (203)為輸入數(shù)字調諧電容Cin (103)的最小可調諧值，max (Cin) (204)為輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)的最小可調諧值； 輸出數(shù)字調諧電容的調諧范圍為[min (Cout) (205)，max (Cout) (206)]，其中，min (Cout) (205)為輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)的最小可調諧值，max (Cout) (206)為輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)的最大可調諧值。
3.—種權利要求1-2所述系統(tǒng)的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:對于當前選定的工作天線端口，在進入任意標簽清點周期前，應對跳頻點集合內(nèi)的任一單頻點，建立調諧參數(shù)表項；選定跳頻點集合的中間頻點作為工作頻段的中心頻點，以該中心頻點作為起始單頻點，建立調諧參數(shù)表項； 所述單頻點建立調諧參數(shù)表項的步驟包括: 5301.開始:剩余調諧輪次steps初始化等于最大可調諧輪次maxSteps;調諧網(wǎng)絡初始化，中間數(shù)字調諧電容Clen(102)值初始化為Clen= (min(Clen) (201)+max(Clen)(202))/2，其中，min(Clen) (201)為中間數(shù)字調諧電容Clen(102)的最小可調諧值，max(Clen) (202)為中間數(shù)字調諧電容Clen(102)的最大可調諧值；輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)值初始化為 Cin= (min(Cin) (203) +max(Cin) (204))/2,其中，min(Cin) (203)為輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)的最小可調諧值，max(Cin) (204)為輸入數(shù)字調諧電容Cin(103)的最小可調諧值；輸出數(shù)字調諧電容Cout(104)值初始化為Cout= (min(Cout)(205) +max (Cout) (206))/2，其中，min (Cout) (205)為輸出數(shù)字調諧電容 Cout (104)的最小可調諧值，max (Cout) (206)為輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)的最大可調諧值；5302.獲取初始反射功率reflectedPower;5303.調諧單個數(shù)字調諧電容Clen(102),更新反射功率ref IectedPower,更新剩余調諧輪次steps,記錄Clen (102)調諧方向步長dir (Clen)；5304.調諧單個數(shù)字調諧電容Cin(103),更新反射功率reflectedPower,更新剩余調諧輪次steps,記錄Cin (103)調諧方向步長dir (Cin)；`5305.調諧單個數(shù)字調諧電容Cout(104),更新反射功率reflectedPower,更新剩余調諧輪次steps,記錄Cout (105)調諧方向步長dir (Cout)；`5306.判斷剩余調諧輪次steps是否等于0，若等于0，則轉到S308執(zhí)行；若不等于0，則轉到S307執(zhí)行；`5307.判斷在S303/S304/S305執(zhí)行中是否獲得更小反射功率，若獲得更小反射功率，則轉到S302執(zhí)行；若沒有獲得更小反射功率，則轉到S308執(zhí)行；`5308.結束單頻點建立調諧參數(shù)表項。
4.根據(jù)權利要求3所述的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:所述單頻點調諧參數(shù)表項包括:頻點(401)，反射功率(402)，中間數(shù)字調諧電容Clen(102)值(403)，中間數(shù)字調諧電容Clen (102)調諧方向步長(404)，輸入數(shù)字調諧電容Cin (103)值(405)，輸入數(shù)字調諧電容Cin (103)調諧方向步長(406)，輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)值(407)，輸出數(shù)字調諧電容Cout (104)調諧方向步長(408)。
5.根據(jù)權利要求3所述的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:所述步驟S303/S304/S305中調諧單個數(shù)字調諧電容的步驟包括: 5501.獲取當前剩余調諧輪次steps； 5502.搜索調諧方向步長dir； 5503.判斷調諧方向步長是否等于0，若等于0，則轉到S511執(zhí)行；若不等于0，則轉到S504執(zhí)行； 5504.判斷當前剩余調諧輪次s`tep`s是否為0，若等于0，則轉到S511執(zhí)行；若不等于0，則轉到S505執(zhí)行； 5505.更新數(shù)字調諧電容C=C+dir; 5506.判斷C是否小于min(C)，若小于min (C)，則轉到S511執(zhí)行，若不小于min (C)，則轉到S507執(zhí)行； 5507.判斷C是否大于max(C)，若大于max (C)，則轉到S511執(zhí)行，若不大于max (C)，則轉到S508執(zhí)行； 5508.電路設置數(shù)字調諧電容C; 5509.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則更新剩余調諧輪次，轉到S504執(zhí)行；若不是，則轉到S510執(zhí)行； 5510.更新數(shù)字調諧電容C=C+dir，電路設置數(shù)字調諧電容C； 5511.返回當前反射功率reflectedPower,剩余調諧輪次steps,當前數(shù)字調諧電容值C和當前調諧方向步長dir (C)，結束。
6.根據(jù)權利要求5所述的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:所述S502中搜索調諧方向步長的步驟包括: ` 5601.獲取當前調諧電容值C; ` 5602.判斷當前調諧電容值是否大于min(C)，若是，則轉到S603執(zhí)行；若不是，則轉到S607執(zhí)行； ` 5603.更新調諧電容值C=C-1,電路設置調諧電容C; ` 5604.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S605執(zhí)行；若不是，則轉到S607執(zhí)行；S605.更新當前反射功率refIectedPower ;S606.確定電容調諧方向步長dir=-l；S607.判斷當前調諧電容值是否小于max(C)，若是，則轉到S608執(zhí)行；若不是，則轉到S612執(zhí)行；S608.更新調諧電容值C=C+1，電路設置調諧電容C;S609.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S610執(zhí)行；若不是，則轉到S612執(zhí)行；S610.更新當前反射功率refIectedPower ;S611.確定電容調諧方向步長dir=+l;S612.判斷當前調諧電容值是否大于min(C)+l，若是，則轉到S613執(zhí)行；若不是，則轉到S617執(zhí)行；S613.更新調諧電容值C=C-2，電路設置調諧電容C;S614.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S615執(zhí)行；若不是，則轉到S617執(zhí)行；S615.更新當前反射功率refIectedPower ;S616.確定電容調諧方向步長dir=-2;S617.判斷當前調諧電容值是否小于max(C)-l，若是，則轉到S618執(zhí)行；若不是，則轉到S622執(zhí)行；S618.更新調諧電容值C=C+2，電路設置調諧電容C;S619.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S620執(zhí)行；若不是，則轉到S622執(zhí)行；S620.更新當前反射功率refIectedPower ;S621.確定電容調諧方向步長dir=+2；S622.返回電容調諧方向步長dir(C)，搜索調諧方向步長結束。
7.根據(jù)權利要求3-6任一項所述的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:對于跳頻點集合，由該中心頻點，分為上頻段跳頻點子集合和下頻段跳頻點子集合；對于上頻段跳頻點子集合，由第一接近中心頻點的單頻點，根據(jù)中心頻點的調諧步長，嘗試增數(shù)字調諧電容值和減數(shù)字調諧電容值兩個方向，由較小反射功率確定調諧方向；同時，將此調諧方向作為上頻段跳頻點集合的各單頻點的調諧方向，將此調諧方向的反方向作為下頻段跳頻點集合的各單頻點的調諧方向；對于上頻段跳頻點子集合和下頻段跳頻點子集合中的各單頻點，按照單頻點建立調諧參數(shù)表項的步驟，建立調諧參數(shù)表項；由工作頻段中的所有工作頻點的調諧參數(shù)表項，由工作頻點由低到高，建立調諧參數(shù)表。
8.根據(jù)權利要求3-6任一項所述的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:當前選定讀寫器天線端口的調諧參數(shù)表存儲于讀寫器的非易失存儲器中，當與該天線端口相連的天線的部署環(huán)境發(fā)生重大變化，需要觸發(fā)一次重新建立調諧參數(shù)表，同時更新存儲于非易失存儲器中的調諧參數(shù)表；在非易失存儲器的調諧參數(shù)表前一個存儲單元，附加一個調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示，由該調諧參數(shù)表就緒狀態(tài)指示，可以選擇外化為讀寫器人機界面的指示燈，讀寫器機器界面的GPIO指示信號和聯(lián)機查詢狀態(tài)。
9.根據(jù)權利要求3所述的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:在讀寫器天線端口相連的天線的持續(xù)輻射過程中，天線輻射范圍內(nèi)的環(huán)境在實時地發(fā)生著變化，對于工作頻段的任一工作頻點，需要動態(tài)修正調諧參數(shù)表,動態(tài)修正調諧參數(shù)表的步驟包括:S701.獲取單頻點單天線端口調諧參數(shù)表項，剩余嘗試次數(shù)賦初值Trys=3；S702.獲取當前反射功率；S703.判斷是否獲得更小反射功率，若是，則轉到S710執(zhí)行；若不是，轉到S704執(zhí)行；S704.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于3，若是，則轉到S705執(zhí)行；若不是，則轉到S706執(zhí)行；S705.調諧數(shù)字調諧電容Clen，Trys=2，轉到S702執(zhí)行；S706.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于2，若是，則轉到S707執(zhí)行；若不是，則轉到S708執(zhí)行；S707.調諧數(shù)字調諧電容Cin,Trys=I,轉到S702執(zhí)行；S708.判斷剩余嘗試次數(shù)Trys是否等于1，若是，則轉到S709執(zhí)行；若不是，則轉到S710執(zhí)行；S709.調諧數(shù)字調諧電容Cout，Trys=O,轉到S702執(zhí)行；S710.更新當前反射功率，結束。
10.根據(jù)權利要求3或5或6或9任一項所述的調諧參數(shù)表項建立方法，其特征在于:所述判斷是否獲得更小反射功率，是指:前后兩次的反射功率的差值絕對值與前次反射功率的百分比值在閾值內(nèi)，且該閾值可設置。
【文檔編號】G06K7/00GK103580648SQ201210281227
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權日:2012年8月9日
【發(fā)明者】周媛, 聞?chuàng)P, 杜曉陽, 許煜, 王慧芬, 王博 申請人:上海寶信軟件股份有限公司