[实用新型]一种基于RFID的转速测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及射频识别技术领域，特别涉及一种基于RFID的转速测量装置。

背景技术

近年来，物联网技术发展迅速，“智慧地球”构建了未来智能化世界的蓝图，射频识别技术(RFID)是物联网中最关键的技术之一。与传统的条形码相比，具有防水、防磁、耐高温、读取距离大、数据加密、存储数据容量更大、存储信息更改简单等特点。由于射频识别技术的这些独特的优势，利用RFID技术来实现物体各类信息的识别将是未来的趋势，目前主要应用有图书管理、物流管理、门禁系统、追踪定位、温度测量等。利用RFID技术来测量物体转速是一项新的应用，扩展了RFID技术的应用范围，对物联网的普及有积极的作用。

转速测量是许多工程实践中需要应用到的技术，例如发动机转速监控、车轮转速检测。传统的物体转速测量技术有光电编码器、红外式传感器、霍尔传感器、磁阻式传感器、电容传感器等。光电编码器和红外式传感器要求被测物体相对传感器是可见的；霍尔传感器、磁阻式传感器和电容传感器可实现封闭式测量，但要求被测物体离传感器距离较近。以上测量方法，在被测物体要求在密闭空间且测量器必须离被测物体较远时，实现起来有较大的困难。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种基于RFID的转速测量装置，具有无接触密闭环境测量和远距离测量两大特点。

本实用新型所采用的技术方案：

一种基于RFID的转速测量装置，包括RFID读写器、线极化标签、读写器天线，所述读写器天线的主波束方向与被测物体的转动面垂直，所述线极化标签固定在被测物体上，且与被测物体同步转动。

所述线极化标签为无源线极化标签，其天线的极化方向与被测物体的转动面平行。

所述读写器天线为圆极化天线，所述读写器天线与线极化标签的距离与RFID读写器的发射功率成正比，所述RFID读写器的发射功率越大，距离越大。

所述读写器天线与线极化标签的距离为0-20cm。

所述测量方法，包括如下步骤：

S1 RFID读写器向线极化标签发送信号；

S2 RFID读写器接收到线极化标签返回信号，依次经过IQ解调滤波、隔离直流分量后得到I或Q路信号的瞬时值，进一步得到标签返回信号的交流幅度I_A0或Q_A0；

S3以I路信号说明，每间隔T时间重复N次S2和S3，得到I路信号的交流幅度变化数据I_An＝{I_A0,I_A1....I_AN}，所述N为I路交流幅度变化数据的长度，T为采样周期，所述T远远小于物体的转动周期，且在时间T内，物体的转动可忽略；T越小测量的精度和速度越高，根据具体情况确定，所述N取值越大测量越精确但测量所需时间也越长；

S4将I路信号的交流幅度变化数据进行傅里叶变换，得到I路信号的交流幅度变化主频率f；

S5通过交流幅度变化主频率，计算得到被测物体的转速。

所述S5计算得到被测物体的转速，具体为：将交流幅度变化主频率f代入R＝f/4，得到被测物体的转速。

所述S2进一步得到标签返回信号的交流幅度I_A0或Q_A0，具体方法为：以I路信号说明，截取标签返回信号的一段数据，所述一段数据中至少包含8个低电平和8个高电平，取直流信号的参考电平为Vref，在截取的标签返回信号中采集大于Vref的8个峰值，计算得到最大平均值Vmax；在截取的标签返回信号中，采集小于Vref的8个谷值，计算得到最小平均值Vmin，则I_A0=V_max-V_min。

将所得被测物体的转动速度，发送到计算机或其他显示单元进行下一步应用。

本实用新型的有益效果：

1、测速方法基于射频信号反向散射原理，实现无接触式测量，而且当被测物体要求在密闭环境不可见时，仍然可实现速度测量；

2、反射信号强度的与发射功率有关，只要提高发射功率，即可增加测量距离，实现远距离的速度测量；

3、标签反射的信号是经过固定码率调制的波形，其幅度受外界干扰较小，与红外以及光电测速相比，抗噪性能较好；

4、对RFID协议无需特殊的改动，在原有协议基础上即可实现测速功能，应用方便。

附图说明

图1为一种基于RFID的转速测量装置结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对实用新型作进一步的详细说明。