[发明专利]具自动纠错的大编码容量声表面波射频标签及其纠错方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频识别领域的装置及方法，尤其是涉及一种具自动纠错的大编码容量声表面波射频标签及其纠错方法。

背景技术

射频标签(RFID，Radio Frequency Identification)技术是一种应用非接触式标签的技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。它是适应信息技术和信息社会发展的一项重要实用技术，在高速公路自动收费、物流管理、邮政航空的自动包裹分拣、仓储图书管理、畜牧业监控管理、车辆防盗等诸多领域的智能管理方面具有重大应用前景。为实现全球任意项目有单一标签号码，标签需要实现64位、96位甚至128位编码。

采用声表面波(SAW，Surface Acoustic Wave)技术的射频标签是一种不使用集成电路芯片的射频识别方法。基于SAW技术的RFID系统由读写器和SAW标签组成。SAW标签由天线、叉指换能器以及反射栅组成。SAW-RFID系统的工作原理与雷达系统相似：当标签上的叉指换能器(IDT，Interdigital Transducer)接收到读写器发送的无线脉冲查询信号后，根据压电材料的逆压电效应，在压电衬底材料上转换为声表面波，该表面波便在压电晶向方向传播。经过一段延迟时间后到达反射栅，一部分能量被反射回IDT，另一部份能量透射继续向前传播。根据正压电效应，被反射回IDT的声表面波脉冲再次被转换成电信号而由标签天线发送回读写器。利用反射回波脉冲的时延、幅值、相位或频率可实现标签编码。

由于SAW-RFID与IC-RFID在原理上的本质区别，它们具有各自不同的特点。SAW-RFID具有以下优点：

1)SAW标签是纯无源的，只是被动地反射查询信号。只要SAW-RFID回波信号能量超过接收机等效热噪声功率即可；IC标签则需要射频信号供能，只有供能信号的能量超过半导体整流电压阈值后才能开始工作。因此，SAW-RFID比IC标签读取范围大，信号穿透能力强，更适用于贴在金属或内含液体的物体表面上。此外，IC标签必须在背面加贴铁氧体等导磁物体，因此增加了标签成本。

2)由于声表面波标签利用的是压电材料，不牵涉半导体材料中电子的迁移过程，因此可在高、低温(-200～500℃)等恶劣环境下使用，可以承受强射线辐照。

3)读取速度快，能用于识别高速运动物体。Siemens公司的SOFIS声表面波系统已成功用于挪威奥斯陆汽车过桥自动收费系统以及德国慕尼黑火车进站定位系统，能识别速度达300千米/小时的高速运动物体。

4)SAW标签可与声表面波传感技术结合，在完成识别任务的同时，还可对温度、压力、加速度、湿度和气体浓度等参数进行测量并可通过多阅读器实现物体定位。这对于“智能轮胎”或者食品、医药、血液等物流运输过程中需要同时记录保管的条件的那些应用非常适合。

为保证射频标签的正确解码率，可以借鉴无线通讯或者IC-RFID采用校验码以检查无线传输过程中噪声干扰导致的误码。经过国内外文献对比，专利CN1615490A提出了对声表面波标签号码进行奇偶校验、循环冗余校验检错的方法。但仅采用上述检错编码并不能明确确定哪一个位置上的回波识别有错误，只能在对比收到的结果不符合校验标准时重新查询标签编码。实际在低信噪比情况下，每次解码时所有回波均被识别错误的概率很低，但1-2个反射栅位置被错误确定的概率则较高，反复重新查询标签的方法大大降低了标签查询效率。

更加糟糕的是，无论采用校验码和纠错码都会极大地占据标签编码容量，使得本来编码容量就不够的声表面波射频标签变得无法实用。因为声表面波RFID并非像IC那样存储编码，而是利用叉指换能器与数根到数十根反射栅之间的不同距离形成不同延迟的反射信号串，从而表示2³²乃至2⁹⁶种信息。常规的开关键控编码(OOK，On-Off Keying)、脉冲位置(PPM，Pulse Position Modulation)或相位编码(PSK，Phase Shift Keying)等编码方式的编码容量都比较小。尤其在允许使用的无线查询信号带宽有限的情况下，即使采用专利CN1615490A提出的大容量编码方法，也很难利用十几根反射栅设计出编码容量在百万以上，可纠错个数在2个以上的声表面波射频标签。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有自动检测和自动纠错功能、可靠性高的大编码容量声表面波射频标签及其纠错方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：