射頻識(shí)別讀寫器及其天線組件和讀寫部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識(shí)別(Rad1 Frequency Identificat1n, RFID)技術(shù),特別是涉及射頻識(shí)別讀寫器。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID技術(shù)，尤其是超高頻(Ultra High Frequency，UHF)RFID技術(shù)廣泛應(yīng)用于物流領(lǐng)域以及生產(chǎn)制造領(lǐng)域。對(duì)于多數(shù)應(yīng)用來講，理想的情況是RFID讀寫器只上報(bào)從位于RFID讀寫器天線正前方的RFID標(biāo)簽讀取的信息。但是，由于無(wú)線電波傳播具有多徑效應(yīng)，RFID讀寫器的讀取區(qū)域難以控制，距離較遠(yuǎn)的RFID標(biāo)簽也可能被RFID讀寫器讀取到，從而導(dǎo)致誤讀現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0003]圖1示例性地示出了現(xiàn)有的一種RFID讀寫器100。圖1示出的RFID讀寫器100包括天線組件I1和讀寫部件120，且讀寫部件和天線組件之間通過例如射頻電纜的射頻鏈路131連接。天線組件110包括第一射頻接口 111以及天線112。讀寫部件120包括依次連接的第二射頻接口 121、射頻處理電路122，以及微控制器125。第一射頻接口 111和第二射頻接口 121均連接到射頻鏈路131。
[0004]在RFID讀寫器100探測(cè)RFID標(biāo)簽時(shí)，按照預(yù)定的RFID讀寫器和RFID標(biāo)簽之間的空中協(xié)議，微控制器125首先生成讀寫命令并將其傳遞給射頻處理電路122。射頻處理電路122將該讀寫命令轉(zhuǎn)換成射頻域信號(hào)，即射頻讀寫命令，并將其經(jīng)由該射頻鏈路131傳遞給天線組件110。天線組件110中的天線112將從第一射頻接口 111接收到的射頻讀寫命令以無(wú)線RF信號(hào)形式發(fā)送出去。如果天線112輻射的范圍內(nèi)存在一 RFID標(biāo)簽，則天線112會(huì)收到該RFID標(biāo)簽返回的射頻標(biāo)簽應(yīng)答。該射頻標(biāo)簽應(yīng)答經(jīng)射頻鏈路131返回到射頻處理電路122。射頻處理電路122從該射頻標(biāo)簽應(yīng)答中可以解讀出相應(yīng)的射頻標(biāo)簽，并將其提供給微控制器125。這里，射頻讀寫命令和射頻標(biāo)簽應(yīng)答可按照現(xiàn)有的RFID讀寫器與RFID標(biāo)簽之間的空中協(xié)議構(gòu)成。
[0005]在圖1所示的例子中，讀寫器100例如可以利用接收信號(hào)強(qiáng)度指示(ReceivedSignal Strength Indicat1n, RSSI)來解決RFID讀寫器誤讀的問題。該方法中，RFID讀寫器100中的微控制器可將接收信號(hào)的RSSI與預(yù)設(shè)閾值相比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷被讀的RFID標(biāo)簽是否位于該RFID讀寫器天線的正前方。另外，RFID讀寫器中的微控制器125還可以運(yùn)行一些特定算法，基于從RFID標(biāo)簽接收的信號(hào)計(jì)算RFID標(biāo)簽與RFID讀寫器天線的距離，或者計(jì)算信號(hào)的到達(dá)角(Angle of Arrival, AoA),進(jìn)而根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定被讀的RFID標(biāo)簽與RFID讀寫器的相對(duì)位置，判斷被讀RFID標(biāo)簽是否位于其讀取區(qū)域。然后，在信號(hào)受到多徑效應(yīng)嚴(yán)重影響時(shí)，利用上述方法需要較大的計(jì)算量才能判斷出RFID標(biāo)簽是否位于RFID讀寫器天線的正前方，并且對(duì)例如微控制器的計(jì)算性能要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種射頻識(shí)別讀寫器，用以提供一種能夠在計(jì)算量相對(duì)較低的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)誤讀現(xiàn)象的濾除。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種射頻識(shí)別讀寫器的天線組件。該天線組件能夠連接到用于射頻識(shí)別讀寫器的一讀寫部件，所述讀寫部件和所述天線組件之間的連接包括射頻信號(hào)連接和低頻信號(hào)連接。該天線組件包括:一天線，用于向至少一個(gè)待測(cè)標(biāo)簽發(fā)送射頻讀寫命令，以及接收來自所述待測(cè)標(biāo)簽的射頻標(biāo)簽應(yīng)答；一第一射頻接口，連接到所述射頻信號(hào)連接且連接到所述天線，其中所述射頻讀寫命令經(jīng)所述第一射頻接口傳遞到所述天線，且所述天線接收到的所述射頻標(biāo)簽應(yīng)答經(jīng)所述第一射頻接口發(fā)出；一位置檢測(cè)器，耦合到所述低頻信號(hào)連接，用于感測(cè)附著有所述待測(cè)標(biāo)簽的物體相對(duì)于所述天線的位置，且向所述低頻信號(hào)連接發(fā)送一位置信號(hào)。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種射頻識(shí)別讀寫器的讀寫部件，其能夠連接到一天線組件。所述讀寫部件和所述天線組件之間的連接包括射頻信號(hào)連接和低頻信號(hào)連接，該讀寫部件包括:一第二射頻接口，其連接到所述射頻信號(hào)連接；一射頻信號(hào)處理電路，耦合到所述第二射頻接口，用于向所述第二射頻接口發(fā)送射頻讀寫命令，或者根據(jù)從所述第二射頻接口接收到射頻標(biāo)簽應(yīng)答中解讀出一標(biāo)簽；一第二微控制器，耦合到所述低頻信號(hào)連接且連接到所述射頻處理電路，用于根據(jù)經(jīng)由所述低頻信號(hào)連接接收到的一位置信號(hào)，判斷所述射頻處理電路解讀出的所述標(biāo)簽是否有效。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供的用于RFID讀寫器的天線組件集成有位置檢測(cè)器，其可以感測(cè)待測(cè)物體相對(duì)于天線組件的位置。進(jìn)而，該位置信號(hào)可以用于準(zhǔn)確判斷帶有被讀標(biāo)簽的物體是否位于讀寫范圍。如果被測(cè)物體位于讀寫范圍，則選擇RFID標(biāo)簽信息，否則丟棄該RFID標(biāo)簽信息。從而，通過為天線組件增加位置傳感器，使天線組件具有了位置探測(cè)能力，位置信息與射頻標(biāo)簽應(yīng)答可同步獲得。讀寫部件可以結(jié)合位置感測(cè)結(jié)果判斷被測(cè)物體是否位于讀寫范圍，例如，是否位于天線組件的正前方，而且能夠借助該位置感測(cè)結(jié)果判斷識(shí)別出的RFID標(biāo)簽是否存在誤讀可能。由此，無(wú)需為讀寫部件設(shè)計(jì)復(fù)雜的誤讀濾除算法，即可在較低的計(jì)算量、較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)誤讀信息的濾除；RFID讀寫器可獨(dú)立完成誤讀信息的濾除，而無(wú)需上位機(jī)的后續(xù)處理；位置傳感器與天線組件集成為一體，集成度高。
[0010]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還通過增加第一、第二頻域復(fù)用/解復(fù)用器可以將天線接收的射頻標(biāo)簽應(yīng)答與位置傳感器輸出的位置信號(hào)頻域復(fù)用為一路信號(hào)，通過射頻電纜傳輸至讀寫部件，并繼而通過第二頻域復(fù)用/解復(fù)用器對(duì)該射頻信號(hào)進(jìn)行頻域解復(fù)用，得到射頻標(biāo)簽應(yīng)答和位置信號(hào)。從而，通過一根射頻電纜就可實(shí)現(xiàn)讀寫部件與天線組件之間的射頻信號(hào)連接和低頻信號(hào)連接，集成度較高，并且在實(shí)際應(yīng)用中線路部署比較方便。
[0011]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還通過兩條有線信號(hào)連接線路分別傳輸射頻信號(hào)和位置信號(hào)。這樣，信號(hào)處理相對(duì)簡(jiǎn)單且可以采用讀寫部件現(xiàn)有的通用輸入/輸出接口，便與對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的升級(jí)，對(duì)現(xiàn)有讀寫部件改動(dòng)小，便于實(shí)現(xiàn)。
[0012]優(yōu)選地，所述位置檢測(cè)器可以包括激光傳感器、雷達(dá)傳感器、超聲波傳感器或紅外測(cè)距傳感器?？梢愿鶕?jù)實(shí)際工作環(huán)境、所需感測(cè)范圍等因素選擇適合的位置傳感器。
[0013]如上所述的射頻識(shí)別讀寫部件，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(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口，用來向上位機(jī)上報(bào)RFID標(biāo)簽等信息。通過信息上報(bào)接口，RFID讀寫器可以向上位機(jī)上報(bào)信息。
【附圖說明】
[0014]下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0015]圖1為現(xiàn)有的一種RFID讀寫器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3A?3C為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7為圖3所不RFID讀與器的外形結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖8為圖5所不RFID讀與器的外形結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下附圖中相同功能的部件以相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識(shí)。
[0024]實(shí)施例一
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RFID讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的RFID讀寫器200包括天線組件210以及讀寫部件220。天線組件210通過信號(hào)連接230與讀寫部件220連接。天線組件210與讀寫部件220間的信號(hào)連接230包括射頻信號(hào)連接231和低頻信號(hào)連接232。該信號(hào)連接230具體可實(shí)現(xiàn)為有線線路連接或特定的無(wú)線信號(hào)連接。例如，信號(hào)連接230可以實(shí)現(xiàn)為線纜，也可以實(shí)現(xiàn)為印制線路板上的傳輸線路，或其他類似的線路。該信號(hào)連接230在物理實(shí)現(xiàn)上可以是單根實(shí)體線路，也可以是兩根分立的實(shí)體線路。
[0026]天線組件210包括第一射頻接口 111、天線112以及位置檢測(cè)器213。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(hào)連接231。一方面，天線112按照與圖1相同的方式從該第一射頻接口 111接收來自讀寫部件220的射頻讀寫命令，并以無(wú)線信號(hào)形式將該射頻讀寫命令輻射到至少射頻識(shí)別讀寫器的讀寫范圍內(nèi)。另一方面，如果在天線的輻射范圍內(nèi)存在RFID標(biāo)簽，則天線112通常還會(huì)接收到由RFID標(biāo)簽返回的射頻標(biāo)簽應(yīng)答。