[发明专利]一种射频识别标签空间位置变化的实时监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频识别标签空间位置变化的实时监测方法。

背景技术

射频识别，RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通讯技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

美国专利US7528721B2(2009，Levin等)实现对射频识别标签在一个平面上的棋盘分格定位。它可以被用来监测射频识别标签的位置变化，但是针对射频识别标签位置变化的监测，尚存在以下不足：1、仅仅针对一个二维平面进行监测；2、监测平面相对天线的距离和角度强烈影响系统的设计精度，应用需要定制和不定期校准，不易定型成产品；3、完成对平面的分格遍历扫描周期长，监视还不够实时；4、在射频识别标签密度小于0.5个/格的情况下，遍历扫描中空白区域较多，浪费时间和能源；5、控制软硬件相对复杂。

美国专利US8768248B2(2014，Sadr)实现对射频识别标签在一个空间中进行魔方分粒定位，它还重新设计了一整套相控天线和射频识别读取电路。该技术用于射频识别标签位置变化的监测时，除了三维空间的优势外，距离影响设计精度、不易产品化、耗时、资源浪费多、控制复杂等缺点都还存在。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种射频识别标签空间位置变化的实时监测方法和产品定型途径，在一个三维立体空间中对射频识别标签的位置变化进行实时的监测，并降低时间和能源的耗费。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种射频识别标签空间位置变化的实时监测方法，其特征在于，在一个监测周期中，时长被分割为n+1组发射时段和读时段，具体包括如下步骤：

S01：在每个发射时段，处理器发出控制信号开启各发射电路并通过反相器

关闭信号合成单元，同时处理器将该发射时段对应的扇面波主瓣方位角数据

写入相位控制单元；

S02：相位控制单元将扇面波主瓣方位角换算成对各个数控延迟线的控制信

号并分别写入对应的数控延迟线；

S03：射频信号发生单元输出分米/厘米波信号，经过各路数控延迟线分别延

迟后，再经过各发射电路调制，最后通过按矩阵方式排列的各路天线分别发

射，在空间合成扇面波主瓣；

S04：在该扇面波主瓣覆盖的空间范围内，射频识别标签被激活并在随后的

读时段发射信号应答；

S05：处理器接收各射频识别标签的应答信号并按监测要求进行实时判别。

优选，步骤S04具体包括如下步骤：在每个读时段，处理器发出控制信号关闭各发射电路并通过反相器开启信号合成单元，射频识别标签的应答信号被天线阵列之各路天线接收并输送到信号合成单元合成信号，然后输送给射频识别读取模块解调以获取射频识别标签的数字代码并传送给处理器；其中，信号合成单元可以仅选取天线阵列中某一天线信号放大。

优选，在步骤S05中，如果在某方位角上已知存在某射频识别标签，但是在该监测周期该方位角上缺失了该标签的应答，并且从容错的角度发现在连续的若干监测周期该缺失持续，则判别该射频识别标签已被移动或损毁；如果在该方位角上新增了一个射频识别标签的应答，则判别该射频标签已被移动到当前位置。

上述的实时监测方法中，天线群组按矩阵排列，每个天线分别发射经过精确延迟的电磁波以在空间合成期望的扇面波；其中，当列数等于2并且每一行的2个天线中心距离等于半波长的奇数倍，电路控制简化为2个天线被同步激励；其中，天线阵列的行数大于等于6。

上述的实时监测方法以天线阵列中点为原点、天线阵列列方向为坐标方向设立极坐标，在一个监测周期中，天线阵列发射的扇面波主瓣在极坐标上以原点为出发点按时序以角增量步进扫描目标监测空间，从而分时覆盖目标监测空间。

上述的实时监测方法中，n＝周期敞角/扇面波主瓣角厚度－1。

上述的实时监测方法中，处理器及其运算逻辑、相位控制单元、射频信号发生单元、各路延迟线、各天线发射端一起构成一个相控阵或扇面波天线(sector antanna)系统。

上述的实时监测方法可用于监测800M～10GHz频段下无源或半有源射频识别标签空间位置的变化。

本发明的有益效果是：

(一)、对射频识别标签位置变化的监测区域是一个三维立体空间，而不仅是一个平面。