專利名稱：一種有源rfid系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種射頻識別領(lǐng)域，特別涉及一種有源RFID系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
有源RFID技術(shù)具有識別距離遠(yuǎn)、傳輸數(shù)據(jù)量大、發(fā)射功率小、可靠性和兼容性好的優(yōu)點，因此在信息查詢領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展前景。在現(xiàn)有的有源RFID應(yīng)用中，RFID定位功能是基于標(biāo)簽出現(xiàn)在哪個讀頭的原理而識別，只有當(dāng)RFID較大范圍的移動才能定位，這就需要在現(xiàn)場部署大量讀頭來進(jìn)行支持，使得系統(tǒng)總體設(shè)備成本較高?，F(xiàn)有的有源RFID還有電池壽命短的缺點。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種具有位移偵測功能、能有效節(jié)省標(biāo)簽電池能源的有源RFID系統(tǒng)。本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種有源RFID系統(tǒng)，包括標(biāo)簽和讀寫器。所述標(biāo)簽進(jìn)一步包括處理器模塊、分別與處理器模塊連接的電源模塊、射頻收發(fā)模塊和電池；所述讀寫器進(jìn)一步包括處理器模塊， 分別與處理器模塊連接的電源模塊、若干多個射頻收發(fā)模塊、傳輸接口模塊和外接天線；所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有定時器，用于控制標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)的時間。所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有功率搜索算法模塊，用于確定合適的發(fā)送功率。所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有速度匹配算法模塊，用于保證在較遠(yuǎn)的通信距離下使用合適的通信速度。所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有跳頻算法模塊，用于實現(xiàn)抗干擾和預(yù)防第三方偵測。所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有溫度檢測模塊，用于檢測標(biāo)簽表面的溫度。所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有電池電壓檢測模塊，在電池電壓低于2. 2V時向讀寫器發(fā)送報警信息。所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有防拆傳感模塊，在標(biāo)簽被拆除時向讀寫器發(fā)送報
警信息。所述讀寫器的傳輸接口模塊包括TTL的3線串口、RS232/485接口、LAN接口、USB 接口、GPRS/CDMA 接口。本實用新型取得的有益效果本實用新型的有源RFID系統(tǒng)通過在標(biāo)簽上增加位移偵測算法模塊，實現(xiàn)只需要一個讀寫器就可實現(xiàn)定位功能；同時增加了功率搜索模塊和速度匹配模塊，延長了標(biāo)簽電池的使用壽命。

[0015]圖1為標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)圖示意圖；圖2為讀寫器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。本實用新型的有源RFID包括標(biāo)簽和讀寫器。如圖1所示，標(biāo)簽包括處理器模塊， 分別與處理器模塊連接的電源模塊、定時器、2. 4Ghz射頻收發(fā)模塊、位移偵測模塊、防拆傳感檢測模塊、溫度檢測模和電池電壓檢測模塊、跳頻算法模塊、功率搜索算法模塊、速度匹配算法模塊。如圖2所示，讀寫器包括處理器模塊，分別與處理器模塊連接的傳輸接口模塊、 2. 4Ghz射頻收發(fā)模塊1、2. 4Ghz射頻收發(fā)模塊2、2. 4Ghz射頻收發(fā)模塊3和2. 4Ghz射頻收發(fā)模塊4，其中傳輸接口模塊包括TTL的3線串口、RS232/485接口、LAN接口、USB接口、 GPRS/CDMA 接口。系統(tǒng)工作時，標(biāo)簽有兩種工作狀態(tài)休眠狀態(tài)和激活狀態(tài)。休眠狀態(tài)時僅僅定時器處于工作狀態(tài)，保證最小的電流消耗。標(biāo)簽接通電源，進(jìn)入休眠狀態(tài)。定時器開始計時，一定時間后激活標(biāo)簽，標(biāo)簽進(jìn)入激活狀態(tài)，標(biāo)簽向讀寫器發(fā)起注冊，注冊成功后，標(biāo)簽獲得與讀寫器的準(zhǔn)同步。注冊過程中，標(biāo)簽先聽后發(fā)，注冊成功后，標(biāo)簽和讀寫器進(jìn)入到通信過程， 該通信過程中，標(biāo)簽先發(fā)后聽。標(biāo)簽和讀寫器間的每一次通信都需要對方的確認(rèn)，如果連續(xù) 3次都不能得到對方的確認(rèn)，標(biāo)簽需要重新注冊。標(biāo)簽和讀寫器通信完成后，標(biāo)簽再次進(jìn)入到休眠狀態(tài)。本實用新型的RFID的位移偵測功能通過以下方式實現(xiàn)利用RSSI和三角定位原理，可以判斷到精確到較小范圍內(nèi)的移動，一旦設(shè)備被移動，通過位移偵測算法立即發(fā)現(xiàn)向管理者告警。這種方式可以只用一個讀寫器就可實現(xiàn)定位。本實用新型的有源RFID系統(tǒng)的注冊機制采用先聽后發(fā)，如果偵聽到來自讀寫器的廣播才發(fā)起注冊(偵聽使用的頻率是變化的，偵聽的時間間隔為通信時間間隔的兩倍或以上)。注冊成功后，標(biāo)簽按照來自讀寫器的頻率獲得與讀寫器的準(zhǔn)同步，包括時鐘、激活時間間隔、使用的頻率等。注冊機制充分考慮到?jīng)]有讀寫器的存在時不消耗無謂的電池電量， 有效距離內(nèi)一旦出現(xiàn)讀寫器，標(biāo)簽?zāi)軌蛟谳^短的時間內(nèi)注冊到讀寫器。注冊成功后，標(biāo)簽和讀寫器間預(yù)約使用的頻率一旦被干擾，標(biāo)簽將會重新向讀寫器注冊。標(biāo)簽有160個有效頻點，將160個頻點分成40組，每組4個頻點，其中4組頻點作為注冊用頻道，36組頻點作為數(shù)據(jù)通信頻道。設(shè)計中保證標(biāo)簽滿足應(yīng)用需求的情況下盡可能少的激活次數(shù)，保證標(biāo)簽注冊時間最小化。本實用新型已實現(xiàn)標(biāo)簽最多歷時4個連續(xù)激活態(tài)，可以注冊到讀寫器。在注冊過程中，功率搜索算法，速率匹配算法，用于得到標(biāo)簽和讀寫器最佳的通信參數(shù)，下面對各算法的作用做簡單介紹功率搜索算法對于一定的距離，標(biāo)簽使用合適的發(fā)射功率，過大的發(fā)射功率浪費電池的能量，同時造成標(biāo)簽間的干擾。標(biāo)簽向讀寫器注冊時，啟用功率搜索算法，確定合適的發(fā)射功率。一旦通信標(biāo)簽和讀寫器通信中斷，標(biāo)簽再次啟用功率搜索算法。注冊時默認(rèn)最大功率發(fā)送，注冊過程中標(biāo)簽和讀寫器的協(xié)商可以改變合適的發(fā)送功率。速率匹配算法雖然較低的發(fā)射速率，有利于增加通信距離，但是收發(fā)相同數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)流就會相應(yīng)增加了持續(xù)收發(fā)的時間，也就增加了電池?fù)p耗。因此，在默認(rèn)的最大發(fā)送速率下，標(biāo)簽無法向讀寫器注冊時，標(biāo)簽啟用速率匹配算法，保證對于較遠(yuǎn)的通信距離下使用合適的通信速度。跳頻分組算法由于2. 4Ghz為開放頻段，同頻干擾不可避免。和直接序列擴頻相比，跳頻擴頻易于實現(xiàn)且成本低，近距離通信的場合選擇跳頻擴頻也能較好的實現(xiàn)抗干擾，從系統(tǒng)安全的角度，跳頻算法也有利于預(yù)防第三方偵測。 電池電壓檢測模塊用于系統(tǒng)預(yù)估電池剩余壽命，標(biāo)簽一旦檢測到電池電壓低于 2. 2V立即向讀寫器發(fā)送電池電壓欠壓信息。標(biāo)簽的防拆傳感檢測模塊可以為預(yù)埋在標(biāo)簽內(nèi)金屬絲或干簧管，彈簧片等，標(biāo)簽拆除時后，金屬絲或干簧管，彈簧片等會隨著標(biāo)簽的拆除而拉斷，讀寫器可以感知標(biāo)簽被拆除；防拆檢測還可以為下列方式讀寫器通過是否檢測到外部磁場是否存在，感知標(biāo)簽是否被拆除。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種有源RFID系統(tǒng)，包括標(biāo)簽和讀寫器，所述標(biāo)簽進(jìn)一步包括處理器模塊、分別與處理器模塊連接的電源模塊、射頻收發(fā)模塊和電池；所述讀寫器進(jìn)一步包括處理器模塊，分別與處理器模塊連接的電源模塊、若干多個射頻收發(fā)模塊、傳輸接口模塊和外接天線；其特征在于，所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有定時器，用于控制標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)的時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述讀寫器的傳輸接口模塊包括TTL的3 線串口、RS232/485 接口、LAN 接口、USB 接口、GPRS/CDMA 接口。
專利摘要一種有源RFID系統(tǒng)，包括標(biāo)簽和讀寫器，所述標(biāo)簽進(jìn)一步包括處理器模塊、分別與處理器模塊連接的電源模塊、射頻收發(fā)模塊和電池；所述讀寫器進(jìn)一步包括處理器模塊，分別與處理器模塊連接的電源模塊、若干多個射頻收發(fā)模塊、傳輸接口模塊和外接天線；其特征在于，所述標(biāo)簽的處理器模塊還連接有定時器，用于控制標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)的時間。本實用新型的有源RFID系統(tǒng)具有位移偵測功能，且能有效節(jié)省標(biāo)簽的電池能源。
文檔編號G06K17/00GK201984501SQ201020542800
公開日2011年9月21日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者何鎏 申請人:廣州邦訊信息系統(tǒng)有限公司