[发明专利]一种基于磁控天线耦合的RFID传感系统装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于磁控天线耦合的RFID传感系统装置和方法。所需识别标签的产品具有两个可分离的部分，标签和天线耦合器安装在产品的一部分，磁铁安装在产品的另一部分，天线耦合器与标签之间构成耦合结构，读写系统用于发射射频信号，接收并处理标签返回的射频信号，干簧管连接在两个耦合辐射体之间组成天线耦合器，磁铁用于控制天线耦合器的状态，方法包括装置安装、利用读写系统接收并处理标签产生的射频信号，并通过射频信号的数据信息判断天线耦合器的状态从而判断产品的使用状态。本发明通过使用磁铁对各种动作进行无线、无源传感，感应功能无需设计特定标签，结构简单、易于部署，在物联网和智能家居等方面具有良好的应用潜力。

技术领域

本发明属于RFID传感技术领域的传感系统装置和方法，尤其是涉及了一种基于磁控天线耦合的RFID传感系统装置和方法。

背景技术

超高频射频识别(UHF RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，通过无线射频方式来对识别标签、获取数据信息。射频识别(RFID)技术如今多应用于商品零售、货运管理、医疗、交通、安全监控等各领域，有极大的发展潜力与广泛的应用场景。相较于条形码之类的传统标签，射频识别(RFID)技术具有其所不具备的使用寿命长、读取距离远、读取速度快、可批量识别多个标签等优点，能很好地便捷人们的日常生活，在智能感知系统中有着广泛的应用。

射频识别(RFID)系统一般由读写器、电子标签和数据管理系统三部分组成。该系统的工作方式是，读写器会发射出射频信号，当标签进入到射频信号的作用范围内时会被激活，然后利用射频信号将其携带的数据传输到读写器中，从而实现读写器对标签的识别。读写器除了能读取到标签上的数据信息以外，还能获取到接收信号强度(Received SignalStrength，RSS)、频率、相位、多普勒频移等信息。这些信息进一步促进了射频识别(RFID)标签功能的开发。

然而，现有的对射频识别(RFID)传感的应用仍存在一些不足。首先商业标签传感能力单一，用于传感场景受限，因此往往需要改造标签来进行传感。这需要设计更多功能的芯片或设计改造标签天线，更困难并且成本也有所提高。其次针对紧凑区域的传感，多个射频识别(RFID)标签会互相影响，并且也难于安装。这些不足都局限了射频识别(RFID)传感的应用。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明提出了一种基于磁铁控制天线耦合的RFID传感系统装置和方法。这种射频识别(RFID)传感方法无需设计特定的标签，用商业标签即可实现传感目的，便捷有效，便于应用。同时，在仅存一个标签时，可通过多个磁控天线耦合器实现复杂的传感需求，使多标签之间互相干扰的问题得以避免，能简单有效地使得射频识别(RFID)传感在更多的场景下得到应用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一、一种基于磁控天线耦合的RFID传感系统装置：

包括标签、天线耦合器、磁铁和读写系统，所需识别标签的产品具有两个可分离的部分，标签和天线耦合器均安装在产品的一部分上，磁铁安装在产品的另一部分上，天线耦合器与标签之间构成耦合结构，读写系统用于发射射频信号，且接收处理标签返回的射频信号；

利用磁铁影响天线耦合器的工作状态，进而改变与天线耦合器耦合的标签输出的射频信号。

所述的天线耦合器主要由干簧管和两个耦合辐射体组成，干簧管连接在两个耦合辐射体之间；

利用磁铁影响干簧管的开闭状态，从而改变天线耦合器的工作状态，进而改变与天线耦合器耦合的标签输出的射频信号。

所述的读写系统包括读写器天线、读写器和上位机，读写器的一端与读写器天线连接，读写器的另一端与上位机连接，读写器天线用于发射射频信号，并且接收标签返回的射频信号，读写器天线接收到的射频信号经读写器读取后传输到上位机中，利用上位机获得射频信号的数据信息。