[实用新型]一种测量无源UHF RFID标签移动速度和方向的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种测量无源UHFRFID标签移动速度和方向的系统。

背景技术

物联网(Internetofthings)是目前信息网络化发展的重要趋势，被称为计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，其中无线射频识别技术RFID已经成为物联网关键技术之一。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，以其识别可无线读写、信号穿透能力强、距离远、使用寿命长、环境适应性好、可多标签同时识别、信息存储容易大和数据可改写等优点，近年来得到广泛应用。

在无源UHFRFID系统中，无源标签以某个速度朝着读写器天线或者离开读写器天线方向移动，传统的UHFRFID读写器没有方法去测量出无源标签的速度和移动方向。尤其在汽车电子标识的应用中，每辆汽车贴了无源电子标签，它的移动的速度和方向信息就非常重要，如果路口的读写器设备能够测量出通过电子标签的移动速度和方向信息，就可以完全知道交通流量信息，是否发生拥堵或者交通事故，是否更多的车进入或者离开某个路口，是否需要调整防碰撞算法去准确读取每辆汽车的电子标识等等，从而实现智能交通的管理。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量无源UHFRFID标签移动速度和方向的系统，以解决现有的UHFRFID读写器没有方法去测量出无源标签的速度和移动方向的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种测量无源UHFRFID标签移动速度和方向的系统，它包括两个发射基带数据成型滤波器，I路信号和Q路信号分别经不同的发射基带数据成型滤波器输出后经数字模拟转换电路变成模拟信号并由滤波器滤去镜像频率成分和带外的噪声，再经上混频器将模拟信号调制到所需要的载波上，I和Q路合成后通过驱动放大器以及功率放大器保证所需要的功率输出后，由耦合器和天线发出；天线接收返回的标签信号经耦合器由下混频器接收，与锁相环产生的同相信号和正交信号混频后产生基带的I路信号和Q路信号；基带的I路信号和Q路信号通过电容交流耦合后，依次经放大器放大、滤波器滤波和模拟数字转换，成为数字基带I路信号和数字基带Q路信号；数字基带I路信号和数字基带Q路信号经信道滤波器滤除干扰和噪声后，通过帧头判断电路找到标签返回信号，由能量检测电路完成对数字基带I路信号和数字基带Q路信号的能量检测，并告诉微控制器当前采集到的数字基带I路信号和数字基带Q路信号的能量对应的时间。

上述系统在测量无源UHFRFID标签移动速度和方向中的方法，它包括如下步骤：

(1)当系统收到标签在位置1的返回信号时，能量检测电路计算数字基带I路信号和数字基带Q路信号的能量，分别记录为S_{V_i}和S_{V_q}，并向微控制器报告当前时间t₁；

(2)微控制器计算标签处于当前位置时的幅度A₁和角度θ₁；其中，A₁＝sqrt(S_{V_i}²+S_{V_q}²)，θ₁＝arctan(S_{V_q}/S_{V_i})；

(3)系统等待接收标签在位置2的返回信号，若接收到返回信号，则进入步骤(2)；如未接收到返回信号，则继续等待；

(4)记录下标签在位置2的返回信号并计算能量，分别记录为S_{V_i}和S_{V_q}，并微控制器报告当前时间t₂；微控制器计算标签处于当前位置时的幅度A₂和角度θ_2，A₂＝sqrt(S_{V_i}²+S_{V_q}²)，θ₂＝arctan(S_{V_q}/S_{V_i})；

(5)若A₂大于A₁，则标签朝着读写器天线方向移动；若A₂小于A₁，则标签背离读写器天线方向移动；标签移动速度ν＝(θ₂-θ₁)*(λ/(2*π))/(t₂-t₁)，λ为载波的波长。