射頻識別讀寫器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種射頻識別讀寫器，其包括天線部和讀寫部，且在天線部內(nèi)設置有位置傳感器，在讀寫部內(nèi)設置有位置比較器和受控選擇器。通過在天線部中集成位置傳感器，可以感測待測的帶有射頻標簽的物體相對于天線部的位置，進而讀寫設備可根據(jù)該位置信號準確判斷帶有被讀標簽的物體是否位于讀寫范圍內(nèi)。如果被測物體位于讀寫范圍，則選擇射頻標簽信息，否則丟棄該射頻標簽信息。
【專利說明】射頻識別讀寫器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術,特別是涉及射頻識別讀寫器。
【背景技術】
[0002]RFID技術，尤其是超高頻(Ultra High Frequency，UHF)RFID技術廣泛應用于物流領域以及生產(chǎn)制造領域。對于多數(shù)應用來講，理想的情況是RFID讀寫器只上報從位于RFID讀寫器天線正前方的RFID標簽讀取的信息。但是，由于無線電波傳播具有多徑效應，RFID讀寫器的讀取區(qū)域難以控制，距離較遠的RFID標簽也可能被RFID讀寫器讀取到，從而導致誤讀現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0003]現(xiàn)有一種利用接收信號強度指不(ReceivedSignal Strength Indication,RSSI)來解決RFID讀寫器誤讀問題的方法。在該方法中，RFID讀寫器將接收信號的RSSI與預設閾值相比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷被讀的RFID標簽是否位于該RFID讀寫器天線的正前方。另外，RFID讀寫器還可以運行一些特定算法，基于從RFID標簽接收的信號計算RFID標簽與RFID讀寫器天線的距離,或者計算信號的到達角(Angle of Arrival, AoA),進而根據(jù)計算結(jié)果確定被讀的RFID標簽與RFID讀寫器的相對位置，判斷被讀RFID標簽是否位于其讀取區(qū)域。
[0004]在信號受到多徑效應嚴重影響時，利用上述方法可能難以準確判斷RFID標簽是否位于RFID讀寫器天線的正前方。并且，將該方法集成到RFID讀寫器使得標簽識別的計算量較大、相應地計算時間較長、對計算芯片性能要求高。
實用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實用新型實施例提出了一種射頻識別讀寫器，用以提供一種能夠在計算量相對較低的情況下實現(xiàn)對誤讀現(xiàn)象的濾除。
[0006]本實用新型實施例提供的一種射頻識別讀寫器，包括:
[0007]包括天線部以及與所述天線部連接的讀寫部，其中所述天線部與所述天線部之間的連接包括射頻信號連接和低頻信號連接；
[0008]所述天線部包括:
[0009]一第一射頻接口，其耦合到所述射頻信號連接；
[0010]一天線,連接到所述第一射頻接口 ；
[0011]一位置傳感器，耦合到所述低頻信號連接，所述位置傳感器的感測范圍大于所述射頻識別讀寫器的讀寫范圍；
[0012]所述讀寫部包括:
[0013]一第二射頻接口，其耦合到所述射頻信號連接；
[0014]—射頻信號處理電路，具有一射頻輸入/輸出端及一射頻標簽信息輸出端，所述射頻輸入/輸出端連接到所述第二射頻接口 ；[0015]一位置比較器，其具有耦合到所述低頻信號連接的一位置信號輸入端，接收所述讀寫范圍的一參考信號輸入端，以及一結(jié)果輸出端；
[0016]一受控選擇器，其具有:
[0017]一受控端，其與所述位置比較器的結(jié)果輸出端連接，
[0018]一輸入端，其與所述射頻信號處理電路的射頻標簽信息輸出端連接，
[0019]一輸出端，其在所述受控選擇器的受控端接收到有效信號時與所述受控選擇器的輸入端連通。
[0020]本實用新型實施例提供的RFID讀寫器通過在天線部集成位置傳感器，可以感測待測物體相對于天線部的位置，進而根據(jù)該位置信號可以準確判斷帶有被讀標簽的物體是否位于讀寫范圍。如果被測物體位于讀寫范圍，則選擇RFID標簽信息，否則丟棄該RFID標簽信息。從而，通過為天線部增加位置傳感器，使天線部具有了位置探測能力，位置信息與射頻標簽應答可同步獲得，讀寫部可以結(jié)合位置感測結(jié)果判斷被測物體是否位于讀寫范圍，例如，是否位于天線部的正前方，而且能夠借助該位置感測結(jié)果判斷識別出的RFID標簽是否存在誤讀可能。由此，無需為讀寫部設計復雜的誤讀濾除算法，即可在較低的計算量、較短的時間內(nèi)實現(xiàn)對誤讀信息的濾除；RFID讀寫器可獨立完成誤讀信息的濾除，而無需上位機的后續(xù)處理；位置傳感器與天線部集成為一體，集成度高。
[0021]如上所述的射頻識別讀寫器，優(yōu)選地，還包括一傳輸線路，其連接在所述第一和第二射頻接口之間，而且所述射頻信號連接和所述低頻信號連接復用在所述傳輸線路上。所述天線部還包括第一頻域復用/解復用器，其連接到所述天線、所述第一射頻接口，以及所述位置傳感器。所述讀寫部還包括第二頻域復用/解復用器，其連接到所述射頻信號處理電路的射頻輸入/輸出端、所述第二射頻接口、以及所述位置比較器的位置信號輸入端。
[0022]通過增加第一、第二頻域復用/解復用器可以將天線接收的射頻標簽應答與位置傳感器輸出的位置信號頻域復用為一路信號，通過射頻電纜傳輸至讀寫部，并繼而通過第二頻域復用/解復用器對該射頻信號進行頻域解復用，得到射頻標簽應答和位置信號。從而，通過一根射頻電纜就可實現(xiàn)讀寫部與天線部之間的射頻信號連接和低頻信號連接，集成度較高，并且在實際應用中線路部署比較方便。
[0023]如上所述的射頻識別讀寫器，優(yōu)選地，所述射頻信號連接為一射頻有線線路，其連接在所述第一和第二射頻接口之間。所述天線部還包括一第一輸入/輸出接口，其連接到所述位置傳感器。所述讀寫部還包括一第二輸入/輸出接口，其連接到所述位置比較器的位置信號輸入端。而且所述低頻信號連接為一低頻有線線路，其連接在所述第一和第二輸入/輸出接口之間。
[0024]在此實施例中，通過兩條有線信號連接線路分別傳輸射頻信號和位置信號，信號處理相對簡單。第一射頻接口、第二射頻接口均可采用現(xiàn)有的接口，第二輸入/輸出接口可利用現(xiàn)有讀寫部所具有的通用接口，對現(xiàn)有讀寫部改動小，便于實現(xiàn)。
[0025]如上所述的射頻識別讀寫器，優(yōu)選地，所述讀寫部還包括一第一控制信號發(fā)生器，其與所述第二頻域復用/解復用器連接，且經(jīng)所述第二頻域復用/解復用器耦合到所述低頻信號連接。所述天線部還包括一第一位置讀寫器件，該第一位置讀寫器件具有:一個耦合到所述低頻信號連接的第三輸入/輸出接口，一個與所述位置傳感器的一位置信號輸出接口連接的讀接口，一與所述位置傳感器的一使能端連接的控制信號輸出端。其中，所述第一控制信號發(fā)生器產(chǎn)生的控制信號通過所述低頻信號連接以及所述第一位置讀寫器件傳遞到所述位置傳感器的使能端。
[0026]如上所述的射頻識別讀寫器，在另一個實施例中，所述讀寫部還包括第二控制信號發(fā)生器，其與所述第二輸入/輸出接口連接。所述天線部還包括一第二位置讀寫器件，該第二位置讀寫器件具有:一第三輸入/輸出接口，其連接到所述第一輸入/輸出接口；一讀接口，其連接到所述位置傳感器的一位置信號輸出接口 ； 一控制信號輸出端，其連接到所述位置傳感器的一使能端。其中，所述控制信號發(fā)生器產(chǎn)生的控制信號通過所述低頻有線線路以及所述位置讀寫器件傳遞到所述位置傳感器的一使能端。
[0027]通過增加位置讀寫器件以及控制信號發(fā)生器，控制信號發(fā)生器可以生成用于同步位置信號和射頻標簽應答的控制信號，該控制信號通過低頻信號連接發(fā)送至位置讀寫器件，并由位置讀寫器件根據(jù)控制信號啟動或停止位置傳感器的位置檢測，從而可以控制位置傳感器的檢測時刻，由此可以實現(xiàn)位置信號與射頻標簽應答的同步關系，從而RFID讀寫器能夠更有效地濾出誤讀信息，并且更準確地上報RFID標簽信息。
[0028]如上所述的射頻識別讀寫器，優(yōu)選地，所述天線部還包括一第一位置讀器件，該第一位置讀器件具有:一讀接口，其連接到所述位置傳感器的一位置信號輸出接口 ；一第四輸入/輸出接口，其與所述第一頻域復用/解復用器連接，且經(jīng)所述第一頻域復用/解復用器耦合到所述低頻信號連接。
[0029]如上所述的射頻識別讀寫器，在另一個實施例中，所述天線部還包括一第二位置讀器件，該第二位置讀器件具有:一讀接口，其連接到所述位置傳感器的一位置信號輸出接口(m);—第四輸入/輸出接口，連接到第一輸入/輸出接口。
[0030]由位置讀器件從位置傳感器中讀取位置信息并通過低頻信號連接發(fā)送至位置比較器，位置傳感器不需上報位置信息，這簡化了位置傳感器的功能，從而可以采用功能結(jié)構(gòu)簡單的位置傳感器，這使得位置傳感器的選擇范圍更為廣泛，并且使用功能結(jié)構(gòu)簡單的位置傳感器可以降低元件成本。
[0031]如上所述的射頻識別讀寫器，優(yōu)選地，所述位置傳感器為激光傳感器、雷達傳感器、超聲波傳感器或紅外測距傳感器?？梢愿鶕?jù)實際工作環(huán)境、所需感測范圍等因素選擇適合的位置傳感器。
[0032]如上所述的射頻識別讀寫器，優(yōu)選地，所述第一、第二輸入/輸出接口可同為串行通信接口或同為并行通信接口?？赏ㄟ^串行通信接口或并行通信接口實現(xiàn)低頻信號連接。
[0033]如上所述的射頻識別讀寫器，優(yōu)選地，還包括連接到所述受控選擇器的以太網(wǎng)接口或無線網(wǎng)絡接口，用來向上位機上報RFID標簽等信息。通過信息上報接口，RFID讀寫器可以向上位機上報信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]下面將通過參照附圖詳細描述本實用新型的優(yōu)選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本實用新型的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中:
[0035]圖1為本實用新型的一個實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本實用新型的另一實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3為本實用新型的又一實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0038]圖4為本實用新型的再一實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5為本實用新型的再一實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖6為本實用新型的再一實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖7為本實用新型的再一實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖8為圖2所不RFID讀與器的外形結(jié)構(gòu)不意圖；
[0043]圖9為圖5所不RFID讀與器的外形結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實施方式】
[0044]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。
[0045]實施例一
[0046]圖1為本實用新型一個實施例提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例提供的RFID讀寫器100包括天線部110以及讀寫部120。天線部110通過信號連接130與讀寫部120連接。天線部110與讀寫部120間的信號連接130包括射頻信號連接131和低頻信號連接132。該信號連接130具體實現(xiàn)為有線線路連接。例如，信號連接130可以實現(xiàn)為線纜，也可以實現(xiàn)為印制線路板上的導線，或其他類似的有線線路。該信號連接130在物理實現(xiàn)上可以是單根實體線路，也可以是兩根分立的實體線路。
[0047]天線部110包括第一射頻接口 111、天線112以及位置傳感器113。天線112與第一射頻接口 111連接。第一射頻接口 111耦合到射頻信號連接131。一方面，天線112從該第一射頻接口 111接收來自讀寫部120的射頻讀寫命令，并以無線信號形式將該射頻讀寫命令發(fā)向待讀寫的RFID標簽。另一方面，天線112接收由RFID標簽返回的針對上述射頻讀寫命令的射頻標簽應答。這里，射頻讀寫命令和射頻標簽應答按照現(xiàn)有的RFID讀寫器與RFID標簽之間的空中協(xié)議構(gòu)成。
[0048]天線部110中的位置傳感器113能夠耦合到信號連接130中的低頻信號連接132。位置傳感器113用于感測一待測物體相對于天線部的位置信號，該位置信號可經(jīng)由低頻信號連接132傳遞到讀寫部120。例如，當帶有RFID標簽的物體位于讀寫區(qū)時，天線112發(fā)送射頻讀寫命令并接收該物體上的RFID標簽返回的射頻標簽應答。與此同時，位置傳感器113可以感測該物體的位置信號。
[0049]讀寫部120包括第二射頻接口 121、射頻信號處理電路122、位置比較器123、以及受控選擇器124。射頻信號處理電路122的射頻輸入/輸出端f與第二射頻接口 121連接，該第二射頻接口 121連接到信號連接130中的射頻信號連接131。射頻信號處理電路122的RFID標簽信息輸出端g與受控選擇器124的輸入端c連接。射頻信號處理電路122可以經(jīng)由第二射頻接口 121向天線部110發(fā)送射頻讀寫命令，該射頻讀寫命令通?？梢杂梢粋€空中協(xié)議實現(xiàn)單元(圖中未示出)完成。射頻信號處理電路122還可以從第二射頻接口 121接收來自天線部110的射頻標簽應答，該射頻標簽應答包含待識別的RFID標簽的信息。圖1中的射頻信號處理電路可以由現(xiàn)有的市場上可獲得的射頻處理芯片來實現(xiàn)。
[0050]讀寫部120中的位置比較器123具有位置信號輸入端b，其耦合到信號連接130中的低頻信號連接132，用以從天線部110接收待測物體的位置信號。位置比較器123的參考信號輸入端a接收一讀寫范圍。該讀寫范圍為整個射頻識別讀寫器能夠正確讀出射頻標簽的范圍。該讀寫范圍可以根據(jù)應用的場景變化而相應設置。而且，一般而言，所述位置傳感器的感測范圍大于所述射頻識別讀寫器的讀寫范圍。位置比較器123的結(jié)果輸出端h連接到受控選擇器124的受控端d。位置比較器123在接收到的位置信號落入一個讀寫范圍時，其結(jié)果輸出端h輸出一位置有效信號，否則輸出位置失效信號。
[0051]受控選擇器124的輸入端c連接射頻信號處理電路122的RFID標簽信息輸出端g，受控端d連接位置比較器124的結(jié)果輸出端h。在受控端d接收到位置失效信號時，受控選擇器124的輸出端e與受控選擇器124的輸入端c間的連接斷開，即，受控選擇器124丟棄射頻信號處理電路122輸出的RFID標簽信息。在受控端d接收到位置有效信號時，受控選擇器124的輸出端e與受控選擇器124的輸入端c連通，即，受控選擇器124選擇射頻信號處理電路122輸出的RFID標簽信息。
[0052]本實施例提供的RFID讀寫器100的工作過程主要包括RFID標簽信息讀取、物體位置檢測及射頻識別信息選擇。
[0053]RFID標簽信息讀取:
[0054]RFID標簽讀取過程與現(xiàn)有技術類似，射頻信號處理電路122發(fā)送射頻讀寫命令到第二射頻接口。該射頻讀寫命令通過射頻信號連接132傳送至天線112。天線112接收該射頻讀寫命令，并將該射頻讀寫命令以無線電磁波形式發(fā)射到讀寫區(qū)域。天線112進而接收到由對該射頻讀寫命令做出響應的RFID標簽返回的射頻標簽應答。該射頻標簽應答繼而通過射頻信號連接131返回到射頻信號處理電路122。射頻信號處理電路122對返回的射頻標簽應答進行處理，得到RFID標簽信息，并將RFID標簽信息輸出至受控選擇器124。
[0055]物體位置檢測:
[0056]位置傳感器113感測讀寫區(qū)域內(nèi)的待測物體的位置信號，并通過低頻信號連接132將測得的位置信號發(fā)送至位置比較器123。位置比較器123將接收到的位置信號與讀寫范圍進行比較，將比較結(jié)果輸出至受控選擇器124。當位置信號落入讀寫范圍時，位置比較器123輸出位置有效信號；當位置信號未落入預設的有效范圍時，位置比較器123輸出位置失效信號。例如，位置傳感器124探測出被測物體的距離為1.5m，而讀寫范圍為lm，此時，位置比較器123則輸出位置失效信號；若位置傳感器124探測出被測物體的距離為0.5米，讀寫范圍為lm，則位置比較器123輸出位置有效信號。
[0057]射頻識別信息選擇:
[0058]當受控端接收到位置有效信號時，受控選擇器124選擇射頻信號處理電路122輸出的RFID標簽信息，當接收到位置無效信號時，受控選擇器124丟棄射頻信號處理電路122輸出的RFID標簽信息。
[0059]由此可見，本實施例提供的RFID讀寫器通過在天線部集成位置傳感器，可以感測待測物體相對于天線部的位置，進而根據(jù)該位置信號可以準確判斷帶有被讀標簽的物體是否位于讀寫范圍。如果被測物體位于讀寫范圍，則選擇RFID標簽信息，否則丟棄該RFID標簽信息。通過為天線部增加位置傳感器，使天線部具有了位置探測能力，位置信息與射頻標簽應答可同步獲得，因而讀寫部可以更為準確地結(jié)合位置探測結(jié)果判斷被測物體是否位于讀寫范圍，例如，是否位于天線部的正前方，從而能夠較為準確地借助該位置探測結(jié)果判斷識別出的RFID標簽是否存在誤讀可能。由此，無需為讀寫部設計復雜的誤讀濾除算法，即可在較低的計算量、較短的時間內(nèi)實現(xiàn)對誤讀信息的濾除。而且，這種RFID讀寫器可獨立完成誤讀信息的濾除，而無需上位機參與處理，從而減輕了上位機對標簽識別的處理。此夕卜，位置傳感器與天線部集成為一體，集成度更高。
[0060]本實施例中的位置傳感器113可采用多種不同的位置傳感器，例如，距離傳感器和/或方向傳感器，這可保證測量的可靠性。可用作位置傳感器的傳感器例如可包括激光傳感器、超聲波傳感器、紅外測距傳感器、雷達傳感器等。在實際應用時，可以根據(jù)具體工作環(huán)境、所需感測范圍等因素選擇適合的傳感器。
[0061]本實施例中的位置比較器123和受控選擇器124均可通過電器元件實現(xiàn)。例如位置比較器123可以是基于運算放大器構(gòu)成的比較器電路。位置比較器123的兩個輸入端分別輸入位置信號(輸入端b)和與讀寫范圍對應的閾值信號(參考信號輸入端a)。例如，當位置信號小于閾值信號時，位置比較器123輸出位置有效信號“I”;當位置信號大于閾值信號時，位置比較器123輸出位置失效信號“O”。相應地，受控選擇器124可以基于“與門”實現(xiàn)。具體地，當位置比較器123的輸出為“I”時，受控選擇器124輸出RFID標簽信息；當位置比較器123輸出“O”時，受控選擇器124輸出“0”，即丟棄RFID標簽信息。當然，位置比較器123還可以實現(xiàn)為具有上、下雙閾值的比較器，或者位置比較器123還可以同時比較距離和方向兩個數(shù)據(jù)。受控選擇器的受控端由位置比較器的結(jié)果輸出端控制，且僅在受控端輸入有效時輸出其接收的RFID標簽信息。位置比較器123和受控選擇器124也可集成為一體。
[0062]在實際應用時，由于超高頻(UHF)或微波段RFID系統(tǒng)的讀寫距離較遠，易出現(xiàn)誤讀現(xiàn)象，從而本實施例提供的RFID讀寫器適合應用于UHF RFID讀寫器和微波RFID讀寫器。
[0063]實施例二
[0064]圖2為本實用新型實施例二提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖2所示RFID讀寫器的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065]本實施例提供的RFID讀寫器200包括天線部210以及讀寫部220，天線部210與讀寫部220之間的射頻信號連接及低頻信號連接以頻率復用方式加載在同一物理傳輸線路230中。
[0066]天線部210包括第一射頻接口 211、天線112、位置傳感器213以及第一頻域復用/解復用器216。天線112及位置傳感器213均連接第一頻域復用/解復用器216，第一頻域復用/解復用器216與第一射頻口 211連接。天線112通過第一頻域復用/解復用器216耦合至射頻信號連接，位置傳感器213通過第一頻域復用/解復用器216耦合至低頻信號連接。
[0067]讀寫部220包括第二射頻接口 221、射頻信號處理電路122、位置比較器123、受控選擇器124、信息上報接口 225以及第二頻域復用/解復用器226。射頻信號處理電路122的射頻輸入/輸出端f與第二頻域復用/解復用器226連接。位置比較器123的位置信號輸入端b與第二頻域復用/解復用器226連接。射頻信號處理電路122通過第二頻域復用/解復用器226耦合至射頻信號連接，位置比較器123通過第二頻域復用/解復用器226耦合至低頻信號連接。受控選擇器124的輸出端e與信息上報接口 225連接，從而RFID讀寫器200可以通過信息上報接口向上位機上報信息。其中，信息上報接口 225可以為以太網(wǎng)接口或無線網(wǎng)絡接口，從而使RFID讀寫器200可以通過有線網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡上報讀取的RFID標簽信息。[0068]本實施例中的第一頻域復用/解復用器216將天線112的射頻標簽應答信號和位置傳感器213輸出的位置信號進行頻域復用，并將頻域復用后的信號傳送到第一射頻接口211，通過傳輸線路230以及第二射頻接口 221傳輸至第二頻域復用/解復用器226。第二頻域復用/解復用器226對從第二射頻接口 221接收的信號進行頻域解復用，以得到射頻標簽應答以及位置信號，并將射頻標簽應答輸出至射頻信號處理電路122以及將位置信號輸出至位置比較器123。本實施例中，傳輸線路可為射頻電纜。
[0069]本實施例提供的RFID讀寫器的工作過程如下。射頻信號處理電路122生成射頻讀寫命令，通過第二頻域復用/解復用器226、第二射頻接口 221、傳輸線路230、第一射頻接口 211以及第一頻域復用/解復用器216將射頻讀寫命令傳送至天線112。天線112以無線電磁波形式發(fā)射接收到的射頻讀寫命令并接收RFID標簽返回的射頻標簽應答，繼而將射頻標簽應答輸出至第一頻域復用/解復用器216。與此同步，位置傳感器213檢測被測物體相對于天線部210的位置，并將測得的位置信號發(fā)送至第一頻域復用/解復用器216。第一頻域復用/解復用器216將接收到的射頻標簽應答和位置信號頻域復用為一路信號，并通過第一射頻接口 211、傳輸線路230以及第二射頻接口 221傳輸至第二頻域復用/解復用器226。第二頻域復用/解復用器226對從第二射頻接口 221接收到的射頻信號進行頻域解復用，得到射頻標簽應答和位置信號，將射頻標簽應答輸出至射頻信號處理電路122，并將位置信號輸出至位置比較器123。射頻信號處理電路122對射頻標簽應答進行處理，得到RFID標簽信息并將RFID標簽信息輸出至受控選擇器124。位置比較器123將位置信號與讀寫范圍進行比較，并將比較結(jié)果輸出至受控選擇器124的受控端d。當受控選擇器124的受控端d接收到位置無效信號時，受控選擇器124的輸入端c與輸出端e間的連接斷開，即丟棄射頻信號處理電路122輸出的RFID標簽信息。當受控選擇器124的受控端d接收到位置有效信號時，受控選擇器124的輸出端e與輸入端c連通，即，將從射頻信號處理電路122接收的RFID標簽信息輸出至信息上報接口 225，從而通過信息上報接口向上位機上報信息。
[0070]本實施例通過增加第一、第二頻域復用/解復用器可以將天線接收的射頻標簽應答與位置傳感器輸出的位置信號頻域復用為一路信號，通過單根射頻電纜傳輸至讀寫部，并繼而通過第二頻域復用/解復用器對該射頻信號進行頻域解復用，得到射頻標簽應答和位置信號。從而，通過一根射頻電纜就可實現(xiàn)讀寫部與天線部的射頻信號連接和低頻信號連接，集成度好，并且在實際應用中線路部署更為簡便。
[0071]實施例三
[0072]圖3本實用新型實施例三提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例提供的RFID讀寫器300與實施例二提供的RFID讀寫器200的區(qū)別在于，天線部310增加了連接于第一頻域復用/解復用器216和位置傳感器313之間的位置讀器件317。位置讀器件317包括與第一頻域復用/解復用器216連接的輸入/輸出接口 P，以及與位置傳感器313的位置信號輸出接口 m連接的讀接口 q。本實施例中，位置傳感器313可以在完成位置檢測后僅將位置信息存儲在例如某寄存器中。然后，位置讀器件317的讀接口 q通過位置傳感器313的位置信號輸出接口 m從位置傳感器313中讀取位置信號，并通過輸入/輸出接口 P將讀取的位置信息發(fā)送至第一頻域復用/解復用器216。在一實施例中，位置讀器件317可周期性地讀取位置信號，為位置信號附加時間信息，將附加了時間信息的位置信號發(fā)送至讀寫部，繼而可由位置比較器123或受控選擇器124根據(jù)該時間信息同步RFID標簽信息及位置信號。
[0073]本實施例中，由位置讀器件317從位置傳感器313中讀取位置信息并傳輸至第一頻域復用/解復用器216，位置傳感器313不需上報信息，這簡化了位置傳感器313的功能，使位置傳感器的選擇范圍更為廣泛，并且使用功能結(jié)構(gòu)簡單的位置傳感器可以降低元件成本。
[0074]實施例四
[0075]圖4本實用新型實施例四提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例提供的RFID讀寫器400與實施例二提供的RFID讀寫器200的區(qū)別在于，天線部410增加了連接于第一頻域復用/解復用器416和位置傳感器413之間的位置讀寫器件417，并且讀寫部420增加了與第二頻域復用/解復用器426連接的控制信號發(fā)生器427。位置讀寫器件417的輸入/輸出接口 I與第一頻域復用/解復用器416連接，讀接口 j與位置傳感器413的位置信號輸出接口 m連接，控制信號輸出端k與位置傳感器413的使能端η連接?？刂菩盘柊l(fā)生器427用于生成用于同步射頻標簽應答和位置信號的控制信號，該控制信號通過低頻信號連接發(fā)送至位置讀寫器件417。該控制信號可以控制位置傳感器何時啟動、何時停止。位置讀寫器件417則根據(jù)該控制信號向位置傳感器413的使能端η發(fā)送使能或停止信號，并將從位置傳感器413讀取的位置信號通過低頻信號連接發(fā)送至位置比較器123。
[0076]具體地，控制信號發(fā)生器427生成控制信號，發(fā)送至第二頻域復用/解復用器426。第二頻域復用/解復用器426將控制信號和射頻信號處理電路122發(fā)出的射頻讀寫命令頻域復用為一路信號，發(fā)送至第一頻域復用/解復用器416。第一頻域復用/解復用器416對接收到的信號進行頻域解復用，將得到控制信號發(fā)送至位置讀寫器件417。位置讀寫器件417向位置傳感器413輸出控制信號，從而啟動或停止位置傳感器413的檢測。例如，位置讀寫器件417向位置傳感器413的使能端輸出使能信號，使位置傳感器413啟動檢測，或者向位置傳感器413的使能端輸出失效信號，使位置傳感器413停止檢測。位置讀寫器件417還將從位置傳感器413讀取的位置信號發(fā)送至第一頻域復用/解復用器416，由第一頻域復用/解復用器416將位置信號與天線112返回的射頻標簽應答頻域復用為一路信號，并發(fā)送至第二頻域復用/解復用器426。
[0077]本實施例通過增加位置讀寫器件以及控制信號發(fā)生器，由讀寫部中的控制信號發(fā)生器生成用于同步位置信號和射頻標簽應答的控制信號，該控制信號通過低頻信號連接發(fā)送至位置讀寫器件，并由位置讀寫器件根據(jù)控制信號啟動或停止位置傳感器的位置檢測，因而可以控制位置傳感器的檢測時刻，由此可以更準確地實現(xiàn)位置信號與射頻標簽應答的同步關系，從而RFID讀寫器能夠更有效地濾出誤讀信息，更準確地上報RFID標簽信息。
[0078]本實施例中的位置比較器123、受控選擇器124及控制信號發(fā)生器427可由電路元件分別實現(xiàn)，也可集成一體，通過，例如微處理器實現(xiàn)。
[0079]實施例五
[0080]圖5本實用新型實施例五提供的RFID讀與器的電路結(jié)構(gòu)不意圖。圖9為圖5所示RFID讀寫器的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0081]本實施例提供的RFID讀寫器500包括天線部510以及讀寫部520，天線部510通過用于承載射頻信號連接的射頻有線線路531及用于承載低頻信號連接的低頻有線線路532與讀寫部520連接。
[0082]天線部510包括第一射頻接口 511、第一輸入/輸出接口 519、天線112以及位置傳感器513。天線112與第一射頻接口 511連接，通過第一射頻接口 511耦合至射頻信號連接。位置傳感器513與第一輸入/輸出接口 519連接，通過第一輸入/輸出接口 519耦合至低頻信號連接。
[0083]讀寫部520包括第二射頻接口 521、第二輸入/輸出接口 529、射頻信號處理電路122、位置比較器123、受控選擇器124、以及信息上報接口 525。射頻信號處理電路122的射頻輸入/輸出端f與第二射頻接口 521連接，位置比較器123的位置信號輸入端b與第二輸入/輸出接口 529連接，受控選擇器124的輸出端e與信息上報接口 525連接。
[0084]天線部510的第一射頻接口 511通過射頻有線線路531與讀寫部520的第二射頻接口 521連接，天線部510的第一輸入/輸出接口 519通過低頻有線線路532與讀寫部520的第二輸入/輸出接口 529連接，從而天線部510與讀寫部520之間通過射頻有線線路531傳輸射頻信號，通過低頻有線線路532傳輸位置信號。本實施例中的射頻信號和位置信號分兩路傳輸，射頻有線線路531可由射頻電纜實現(xiàn)，低頻有線線路532可由低頻控制線實現(xiàn)。
[0085]本實施例提供的RFID讀寫器的工作過程如下。射頻信號處理電路122生成射頻讀寫命令，通過第二射頻接口 521、射頻有線線路531、第一射頻接口 511將射頻讀寫命令傳送至天線112。天線112以無線電磁波形式發(fā)射射頻讀寫命令，并接收RFID標簽返回的射頻標簽應答，繼而將射頻標簽應答返回第一射頻接口 511，并通過射頻有線線路531及第二射頻接口 521傳輸至射頻信號處理電路122。與此同步，位置傳感器513檢測待測物體相對于天線部510的位置，并將測得的位置信號發(fā)送至第一輸入/輸出接口 519，繼而通過低頻有線線路532及第二輸入/輸出接口 529傳輸至位置比較器123。射頻信號處理電路122對射頻標簽應答進行處理，得到RFID標簽信息并將RFID標簽信息輸出至受控選擇器124。位置比較器123將接收到的位置信號與讀寫范圍進行比較，將比較結(jié)果輸出至受控選擇器124的使能端d。受控選擇器124的使能端d接收到位置無效信號時，受控選擇器124的輸入端c與輸出端e間的連接斷開，丟棄射頻信號處理電路122輸出的RFID標簽信息；當受控選擇器124的使能端d接收到位置有效信號時，受控選擇器124的輸出端e與輸入端c連通，將從射頻信號處理電路122接收的RFID標簽信息輸出至信息上報接口 525，從而通過信息上報接口 525向上位機上報信息。
[0086]本實施例通過兩條信號連接線路分別傳輸射頻信號和位置信號，信號處理相對簡單，第一射頻接口、第二射頻接口均可采用現(xiàn)有的接口，第二通信接口 529可利用現(xiàn)有讀寫部一般都配有的通用通信接口，因而對現(xiàn)有讀寫部改動小，便于實現(xiàn)。
[0087]實施例六
[0088]圖6本實用新型實施例六提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例提供的RFID讀寫器600與實施例五提供的RFID讀寫器500的區(qū)別在于，天線部610增加了連接于第一輸入/輸出接口 519和位置傳感器613之間的位置讀器件617。位置讀器件617包括與第一輸入/輸出接口 519連接的輸入/輸出接口 P，以及與位置傳感器613的位置信號輸出接口 m連接的讀接口 q。本實施例中，位置傳感器613進行位置檢測后將位置信息存儲于本地，由位置讀器件617的讀接口 q通過位置傳感器613的位置信號輸出接口 m從位置傳感器613中讀取位置信號，并將該位置信號通過輸入/輸出接口 P發(fā)送至第一輸入/輸出接口 519，通過低頻有線線路532及第二輸入/輸出接口 529發(fā)送至位置比較器123。
[0089]本實施例中，由位置讀器件517從位置傳感器513中讀取位置信息并傳輸至第一通信接口 519，位置傳感器不需上報信息，這簡化了位置傳感器的功能，使位置傳感器的選擇范圍更為廣泛，并且使用功能結(jié)構(gòu)簡單的位置傳感器可以降低元件成本。
[0090]實施例七
[0091]圖7本實用新型實施例七提供的RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例提供的RFID讀寫器700與實施例五提供的RFID讀寫器500的區(qū)別在于，天線部710增加了連接于第一輸入/輸出接口 519和位置傳感器713之間的位置讀寫器件717，并且讀寫部720增加了與第二輸入/輸出接口 529連接的控制信號發(fā)生器727。位置讀寫器件717的輸入/輸出接口 I與天線部710的第一輸入/輸出接口 519連接，讀接口 j與位置傳感器713的位置信號輸出接口 m連接，控制信號輸出端k與位置傳感器713的使能端η連接?？刂菩盘柊l(fā)生器727用于生成用于同步射頻標簽應答和位置信號的控制信號，該控制信號通過低頻線路連接532發(fā)送至位置讀寫器件717。位置讀寫器件717用于根據(jù)該控制信號啟動或停止位置傳感器713的檢測，并將從位置傳感器713讀取的位置信號通過低頻線路連接532發(fā)送至位置比較器123。
[0092]具體地，控制信號發(fā)生器727生成用于同步射頻標簽應答和位置信號的控制信號，發(fā)送至第二輸入/輸出接口 529，并通過低頻有線線路532及第一通信接口 519傳輸至位置讀寫器件717。位置讀寫器件717向位置傳感器713的使能端發(fā)出控制信號，從而啟動或停止位置傳感器713的檢測。位置讀寫器件717將從位置傳感器713讀取的位置信號發(fā)送至第一輸入/輸出接口 519，并通過低頻有線線路532及第二輸入/輸出接口 529傳輸至位置比較器123。本實施例中的位置比較器123、受控選擇器124及控制信號發(fā)生器727可由電路元件分別實現(xiàn)，也可集成為一體，通過，例如微處理器實現(xiàn)。
[0093]本實施例通過增加位置讀寫器件以及控制信號發(fā)生器，由讀寫部中的控制信號發(fā)生器生成用于同步位置信號和射頻標簽應答的控制信號，該控制信號通過低頻信號連接發(fā)送至位置讀寫器件，并由位置讀寫器件根據(jù)控制信號啟動或停止位置傳感器的位置檢測，因而可以控制位置傳感器的檢測時刻，由此可以更準確地實現(xiàn)位置信號與射頻標簽應答的同步關系，從而RFID讀寫器能夠更有效地濾出誤讀信息，更準確地上報RFID標簽信息。
[0094]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻識別讀寫器，其特征在于，包括一天線部以及與所述天線部連接的一讀寫部，其中所述天線部和所述讀寫部之間的連接包括一射頻信號連接和一低頻信號連接； 所述天線部(110、210、310、410、510、610、710)包括: 一第一射頻接口(111、211、511)，其耦合到所述射頻信號連接(131)； 一天線(112),連接到所述第一射頻接口 ； 一位置傳感器(113、213、313、413、513、613、713)，耦合到所述低頻信號連接(132)，其中所述位置傳感器的感測范圍大于所述射頻識別讀寫器的讀寫范圍；所述讀寫部(120、220、420、520、720)包括: 一第二射頻接口(121、221、521)，其耦合到所述射頻信號連接(131)； 一射頻信號處理電路(122),具有一射頻輸入/輸出端(f)及一射頻標簽信息輸出端(g)，所述射頻輸入/輸出端連接到所述第二射頻接口 ； 一位置比較器(123)，其具有耦合到所述低頻信號連接的一位置信號輸入端(b)，接收所述讀寫范圍的一參考信號輸入端(a)，以及一結(jié)果輸出端(h)； 一受控選擇器(124)，其具有: 一受控端(d)，其與所述位置比較器的結(jié)果輸出端(h)連接， 一輸入端(c)，其與所 述射頻信號處理電路(122)的射頻標簽信息輸出端(g)連接， 一輸出端(e)，其在所述受控選擇器(124)的受控端接收到有效信號時與所述受控選擇器的輸入端(c)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述天線部和所述讀寫部之間的連接為一傳輸線路(230)，其連接在所述第一和第二射頻接口之間，而且所述射頻信號連接和所述低頻信號連接復用在所述傳輸線路(230)上， 所述天線部還包括第一頻域復用/解復用器(216、416)，其連接到所述天線(112)、所述第一射頻接口(211)，以及所述位置傳感器(213)； 所述讀寫部還包括第二頻域復用/解復用器(226、426)，其連接到所述射頻信號處理電路(122)的射頻輸入/輸出端(f)、所述第二射頻接口(221)、以及所述位置比較器(123)的位置信號輸入端(b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于， 所述射頻信號連接為一射頻有線線路(531)，其連接在所述第一射頻接口(511)和第二射頻接口(521)之間，以及 所述天線部還包括一第一輸入/輸出接口(519)，其連接到所述位置傳感器； 所述讀寫部還包括一第二輸入/輸出接口(529)，其連接到所述位置比較器的位置信號輸入端(b)， 其中，所述低頻信號連接為一低頻有線線路(532)，其連接在所述第一和第二輸入/輸出接口之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識別讀寫器，其特征在于， 所述讀寫部還包括一第一控制信號發(fā)生器(427)，其與所述第二頻域復用/解復用器(426)連接，且經(jīng)所述第二頻域復用/解復用器(426)耦合到所述低頻信號連接； 所述天線部還包括一第一位置讀寫器件(417)，該第一位置讀寫器件具有: 一第三輸入/輸出接口( I )，耦合到所述低頻信號連接，一讀接口( j)，其連接到所述位置傳感器的一位置信號輸出接口 U)， 一控制信號輸出端(k)，其連接到所述位置傳感器(413)的一使能端(η)； 其中，所述第一控制信號發(fā)生器(427)產(chǎn)生的控制信號通過所述低頻信號連接以及所述第一位置讀寫器件(417)傳遞到所述位置傳感器的使能端(η)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識別讀寫器，其特征在于， 所述天線部還包括一第一位置讀器件(317)，該第一位置讀器件具有: 一讀接口(q)，其連接到所述位置傳感器(313)的一位置信號輸出接口(m)； 一第四輸入/輸出接口(P)，其與所述第一頻域復用/解復用器(216)連接，且經(jīng)所述第一頻域復用/解復用器耦合到所述低頻信號連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別讀寫器，其特征在于， 所述讀寫部還包括一第二控制信號發(fā)生器(727)，其與所述第二輸入/輸出接口(529)連接； 所述天線部 還包括一第二位置讀寫器件(717)，該第二位置讀寫器件具有: 一第三輸入/輸出接口( I)，其連接到所述第一輸入/輸出接口(519)， 一讀接口( j)，其連接到所述位置傳感器的一位置信號輸出接口 U)， 一控制信號輸出端(k)，其連接到所述位置傳感器的一使能端(η)； 其中，所述第二控制信號發(fā)生器(727)產(chǎn)生的控制信號通過所述低頻有線線路(532)以及所述第二位置讀寫器件(717)傳遞到所述位置傳感器的所述使能端(η)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別讀寫器，其特征在于， 所述天線部還包括一第二位置讀器件(617)，該第二位置讀器件具有: 一讀接口(q)，其連接到所述位置傳感器的一位置信號輸出接口(m)； 一第四輸入/輸出接口(P)，連接到第一輸入/輸出接口(519)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述位置傳感器包括激光傳感器、雷達傳感器、超聲波傳感器和紅外測距傳感器中任一。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述第一和第二輸入/輸出接口同為串行通信接口或同為并行通信接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，還包括連接到所述受控選擇器的輸出端的以太網(wǎng)接口或無線網(wǎng)絡接口。
【文檔編號】G06K7/00GK203746081SQ201420151786
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】袁勇 申請人:西門子（中國）有限公司