[发明专利]有源射频识别标签、系统及识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源射频识别标签、系统及实现方法，特别是公开一种长距离通讯和超低功耗的有源射频识别标签、系统及识别方法。 

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种无接触自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，射频识别系统包括射频识别标签(RFIDTag，以下简称射频标签)和射频识别读写器(RFID reader，以下简称读写器)，为了达到长的通讯距离现有的射频识别系统通常工作在超高频UHF(Ultra High Frequency)频段如902MHz到928MHz，或工作在工业、科学和医疗(ISM：Industrial，Scientific andMedical)2.4GHz频段如2400MHz到2483.5MHz频段，或工作在更高的5.8GHz微波频段。当前的射频识别技术通常有三种方案，第一种方案是无源射频识别(passive RFID)，该方案中射频识别标签是无源的，它本身不含有电池，在读写器的读写范围之外时，射频标签处于无源状态，在读写器的读写范围之内时，射频标签从读写器发出的射频能量中提取其工作所需的电源，射频标签到读写器的数据传输需要借助读写器发射的载波，一般采用负载调制的反射技术将射频标签数据调制到读写器发射的载波上并反射回读写器，其缺点是通讯距离较短，无源射频识别能达到的最大通讯距离通常小于5米。第二种方案是半无源射频识别(semi-passive RFID)，该方案中射频标签是半无源的，它含有电池，射频标签不需要从读写器发出的射频能量中提取其工作所需的电源，但射频标签到读写器的数据传输仍然需要借助读写器发射的载波，半无源射频标签依然像无源射频标签一样采用负载调制的反射技术将射频标签数据调制到读写器发射的载波上并反射回读写器，较之第一种方案而言第二种方案可以工作的最大通讯距离有所提高，通常可以达到10米到15米，但仍然难以满足20米到50米或更远通讯距离的要求。第三种方案是有源射频识别(active RFID)，该方案中射频标签是有源的，它含有电池，射频标签不需要从读写器发出的射频能量中提取其工作所需的电源，射频标签到读写器的数据传输也不需要借助读写器发射的载波，有源射频标签能自己产生载波并调制标签数据到该载波上，然后通过发射机发射给读写器，该方案中发射机是有源发射机，因此发射机可以工作在大的发射功率，通常可以达到20米到50米或更远的通讯距离，完全可以满足长距离通讯的要求，但其缺点是需要电池供电，功耗大，使用寿命短。如何降低有源射频识别标签的功耗以达到数年或更长的使用寿命是 一个技术难题。为解决有源射频标签的大功耗问题在现有技术中一种方法是让有源射频标签平时工作在睡眠状态，有源射频标签接收读写器发射的射频信号并把它转换为直流信号来判断是否进入读写器覆盖区域并唤醒射频标签进入工作状态开始发射标签ID信息，这在申请号为200710119625.x的发明专利中有提到，这种唤醒方式的缺点是存在外来射频干扰信号引起的误唤醒，如果一直存在工业、科学和医疗频段(ISM：Industrial，Scientificand Medical频段)的干扰信号，则射频标签就会判断一直处于读写器的覆盖区域并会一直处于误发射状态，导致功耗很大，标签电池会很快耗尽，另外射频识别标签必须检测到足够大的直流信号才能被唤醒，这就要求射频识别标签必须接收到足够大的读写器发射的射频信号，由于读写器最大的发射信号是受国际标准限制的，例如在超高频902MHz到928MHz频段，读写器最大发射功率为4瓦，这也进一步限制了有源射频标签的最大读写距离实际上达不到20米。现有技术的另外一种方法是让有源射频标签工作在周期性发射或接收状态，每隔一定的周期间隔时间有源射频标签从睡眠状态醒来发射或接收一次并检查是否收到读写器返回的响应信号，射频标签根据是否收到读写器的响应信号来判断是否进入读写器覆盖区域，射频标签以上述方式周期性检查是否进入读写器覆盖区域，如果射频标签采用短的工作周期会造成有源射频标签频繁检查是否进入读写器覆盖区域，导致功耗太大，射频标签不得不使用高容量电池以达到数年或更长的使用时间。如果射频标签采用很长的工作周期，平均功耗会变低，但当射频标签前一个周期没有收到读写器的响应信号时，射频标签必须等待一个周期的时间才能进行下一次检查，工作周期越长，射频标签进行下一次检查所需等待的时间也就越长，造成读写器读写射频标签的速度太慢，如果射频标签在开始下一次检查前又移出了读写器覆盖区域，就会漏读射频标签。 

发明内容