一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的rfid讀寫器及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器及方法，該RFID讀寫器包括依次連接且構(gòu)成回路的基帶控制模塊、射頻模塊、功率放大器、隔離耦合器、π型衰減電路和功率探測器。當(dāng)射頻模塊發(fā)射射頻信號時將產(chǎn)生發(fā)射功率Pc，隔離耦合器通過耦合端將這個功率Pc傳輸至功率探測器；在隔離耦合器與功率探測器之間加入一個π型衰減電路，功率探測器接收到經(jīng)過衰減的功率Pc’后，在內(nèi)部產(chǎn)生一個直流電壓VDC；功率探測器將產(chǎn)生的直流電壓VDC傳輸至基帶控制模塊中，且在基帶控制模塊中判斷VDC的大小是否在閾值之內(nèi)，通過采集到的射頻模塊發(fā)射的功率與閾值相比較后，基帶控制模塊自動改變RFID讀寫器的發(fā)射功率以達(dá)到自檢測和自調(diào)節(jié)的目的。
【專利說明】一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RF ID讀寫器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識別【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器及RFID讀寫器對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識別(RFID)系統(tǒng)是由射頻標(biāo)簽、讀寫器和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的自動識別系統(tǒng)。通常，讀寫器在一個區(qū)域發(fā)射能量形成電磁場，射頻標(biāo)簽經(jīng)過這個區(qū)域時檢測到讀寫器的信號后發(fā)送標(biāo)簽中存儲的數(shù)據(jù)，讀寫器接收到射頻標(biāo)簽發(fā)送的信號，解碼并校驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，達(dá)到識別的目的。常見的RFID讀寫器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0003]在超高頻射頻識別系統(tǒng)中，超高頻RFID讀寫器的信號發(fā)射鏈路是系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響著射頻識別系統(tǒng)的穩(wěn)定性、識讀距離和準(zhǔn)確性，電子標(biāo)簽對不同物理環(huán)境(金屬、水、空氣等)下讀寫器發(fā)射功率大小的要求也不盡相同。讀寫器的發(fā)射功率偏小會導(dǎo)致降低識讀距離和識讀準(zhǔn)確性等問題；讀寫器的發(fā)射功率偏大會導(dǎo)致信號的失真、功耗的浪費、穩(wěn)定性降低、電磁輻射等問題。
[0004]目前的RFID讀寫器一般采用固定發(fā)射功率和在客戶端進(jìn)行手動調(diào)節(jié)的方式。前者一般都是定制型讀寫器，無法適用于廣泛場合。后者需要人為的手動操作，對使用者的相關(guān)技術(shù)要求較高，并且系統(tǒng)無法自檢測和自調(diào)節(jié)發(fā)射功率以提高系統(tǒng)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，提出一種超高頻RFID讀寫器，其中針對超高頻RFID讀寫器的發(fā)射鏈路，解決目前超高頻RFID讀寫器發(fā)射功率不足或發(fā)射功率過高的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，其特征在于，所述RFID讀寫器包括依次連接且構(gòu)成回路的基帶控制模塊、射頻模塊、功率放大器、隔離耦合器、η型衰減電路和功率探測器，其中功率探測器與基帶控制模塊的ADC端口連接，基帶控制模塊還與功率放大器的多級功率放大的控制開關(guān)連接。
[0007]其中優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述隔離耦合器上還連接有天線，用于信號的收發(fā)。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述隔離耦合器還通過低通濾波電路將信號反饋到射頻模塊。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述基帶控制模塊與射頻模塊之間為雙向連接。
[0010]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述RFID讀寫器為超高頻RFID讀寫器，其頻率為860MHz ?960MHz。
[0011]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的另一項技術(shù)方案是:提供一種RFID讀寫器對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:[0012]S1:當(dāng)射頻模塊發(fā)射射頻信號時將產(chǎn)生發(fā)射功率P。，隔離耦合器通過耦合端將這個功率P。傳輸至功率探測器；
[0013]S2:在隔離耦合器與功率探測器之間加入一個π型衰減電路，通過π型衰減電路的衰減，將發(fā)射功率P。降低10dB，用于防止隔離耦合器輸出端的功率P。過大導(dǎo)致?lián)p壞功率探測器；
[0014]S3:功率探測器接收到經(jīng)過衰減的功率P?！螅趦?nèi)部產(chǎn)生一個直流電壓Vdc ；
[0015]S4:功率探測器將產(chǎn)生的直流電壓Vdc通過基帶控制模塊的ADC端口傳輸至基帶控制模塊中，且在基帶控制模塊中判斷的大小是否在閾值之內(nèi)，通過下述公式計算出射頻模塊當(dāng)前的發(fā)射功率；
[0016]Pin = Pv+Pc’ +10dB+Coupling (dB)
[0017]式中:Pin為射頻模塊發(fā)射的功率；PV為功率探測器接收到的功率；10dB為信號經(jīng)過π型衰減電路時衰減掉的功率；Coupling(dB)為隔離耦合器的耦合度；
[0018]S5:通過采集到的射頻模塊發(fā)射的功率與閾值相比較后，基帶控制模塊自動改變RFID讀寫器的發(fā)射功率以達(dá)到自檢測和自調(diào)節(jié)的目的。
[0019]其中優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述S3的直流電壓VD。為隨接收到的功率P?！癁閱握{(diào)電壓，即當(dāng)P?！仙龝r，Vdc也隨著相應(yīng)的上升；當(dāng)匕’下降時，Vdc也隨著相應(yīng)的下降。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:該對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器及RFID讀寫器對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的方法，提出了能夠?qū)Πl(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的超高頻RFID讀寫器，避免發(fā)射功率高出閾值產(chǎn)生熱損耗和信號失真或功率不足無法讀取電子標(biāo)簽等問題。讀寫器的基帶控制模塊能夠根據(jù)從功率探測器接收到的直流電壓值自動檢測和調(diào)節(jié)RFID讀寫器的發(fā)射功率。同時，在隔離耦合器和功率探測器之間加一個Ji型衰減電路，將功率探測器的輸入功率衰減10dB，有效防止RFID讀寫器的發(fā)射功率過高損壞功率探測器。這種超高頻RFID讀寫普遍適用于多種應(yīng)用環(huán)境中，能夠得到廣泛的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有FID讀與器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意框圖；
[0022]圖2為本發(fā)明對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0023]圖3為RFID讀寫器對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)方法的流程圖。
[0024]圖中:1-基帶控制模塊，1.1-ADC端口，2-射頻模塊，3-功率放大器，3.1_控制開關(guān)，4-隔離耦合器，5- π型衰減電路，6-功率探測器，7-天線，8-低通濾波電路。
【具體實施方式】
[0025]如圖2、3所示，本發(fā)明是一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，該RFID讀寫器包括依次連接且構(gòu)成回路的基帶控制模塊1、射頻模塊2、功率放大器3、隔離耦合器4、Ji型衰減電路5和功率探測器6，其中功率探測器6與基帶控制模塊I的ADC端口
1.1連接，基帶控制模塊I還與功率放大器3的多級功率放大的控制開關(guān)3.1連接。
[0026]本發(fā)明中優(yōu)選的實施方案是，所述隔離耦合器4上還連接有天線7，用于信號的收發(fā)。
[0027]本發(fā)明中進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案，所述隔離耦合器4還通過低通濾波電路8將信號反饋到射頻模塊2。
[0028]本發(fā)明中優(yōu)選的實施方案還有，所述基帶控制模塊I與射頻模塊2之間為雙向連接。
[0029]本發(fā)明中優(yōu)選的實施方案還有，所述RFID讀寫器為超高頻RFID讀寫器，其頻率為860MHz ?960MHz。
[0030]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的另一項技術(shù)方案是:提供一種RFID讀寫器對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的方法，所述方法包括如下步驟:
[0031 ] 第一步:當(dāng)射頻模塊2發(fā)射射頻信號時將產(chǎn)生發(fā)射功率P。，隔離耦合器4通過耦合端將這個功率P。傳輸至功率探測器6 ；
[0032]第二步:在隔離耦合器4與功率探測器6之間加入一個π型衰減電路5，通過π型衰減電路5的衰減，將發(fā)射功率P。降低10dB，用于防止隔離耦合器4輸出端的功率P。過大導(dǎo)致?lián)p壞功率探測器；
[0033]第三步:功率探測器6接收到經(jīng)過衰減的功率P。’后，在內(nèi)部產(chǎn)生一個直流電壓Vdc;
[0034]第四步:功率探測器6將產(chǎn)生的直流電壓Vdc通過基帶控制模塊I的ADC端口 1.1傳輸至基帶控制模塊I中，且在基帶控制模塊I中判斷的大小是否在閾值之內(nèi)，通過下述公式計算出射頻模塊2當(dāng)前的發(fā)射功率；
[0035]Pin = Pv+Pc’ +10dB+Coupling (dB)
[0036]式中:Pin為射頻模塊2發(fā)射的功率；PV為功率探測器6接收到的功率；10dB為信號經(jīng)過π型衰減電路5時衰減掉的功率；Coupling(dB)為隔離耦合器4的耦合度；
[0037]第五步:通過采集到的射頻模塊2發(fā)射的功率與閾值相比較后，基帶控制模塊I自動改變RFID讀寫器的發(fā)射功率以達(dá)到自檢測和自調(diào)節(jié)的目的。
[0038]本發(fā)明中優(yōu)選的實施方案是，所述第三步的直流電壓VD。為隨接收到的功率P?！癁閱握{(diào)電壓，即當(dāng)P?！仙龝r，Vdc也隨著相應(yīng)的上升；當(dāng)匕’下降時，Vdc也隨著相應(yīng)的下降。
[0039]實施例1
[0040]如圖2所示，本發(fā)明是一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，由基帶控制模塊1、射頻模塊2、功率放大器3、隔離耦合器4、π型衰減電路5和功率探測器6組成，所述基帶控制模塊1、射頻模塊2、功率放大器3、隔離耦合器4、型衰減電路5、功率探測器6依次連接且構(gòu)成回路，所述功率探測器6的輸出端與基帶控制模塊I的ADC端口連接，基帶控制模塊I與功率放大器3的多級放大偏置電壓開關(guān)3.1連接。
[0041 ] 隔離耦合器4不是超高頻RFID讀寫器普遍使用的環(huán)形器，而是具有耦合功能的隔離耦合器4，這種隔離耦合器4不但能夠防止發(fā)射信號和接收信號的互相干擾，而且能夠在耦合端產(chǎn)生一個發(fā)射功率和耦合度的差值，通過這個差值能夠計算出RFID讀寫器的發(fā)射功率，在本發(fā)明中，將這個差值傳輸至功率探測器6。
[0042]型衰減電路5是由電阻組成的無源電路，其作用是對隔離耦合器4耦合端輸出的信號功率進(jìn)行衰減，達(dá)到保護(hù)功率探測器6的作用，衰減電路中電阻的具體數(shù)值通過需要衰減的功率計算得到。[0043]功率探測器6的輸入端得到的是經(jīng)過衰減的信號，根據(jù)輸入的信號功率產(chǎn)生一個直流電壓VD。，并且這個電壓VD。與輸入的信號功率是單調(diào)的。功率探測器6電壓與功率的具體關(guān)系因器件的不同而異。
[0044]基帶控制模塊I的ADC端口接收到功率探測器6產(chǎn)生的直流電壓VD。后在內(nèi)部進(jìn)行計算并且與發(fā)射功率的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果自動改變外部功率放大器3的放大級數(shù)。
[0045]至此，本發(fā)明的實施例完成了對超高頻RFID讀寫器的對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的目的。
[0046]本發(fā)明不限于上述實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進(jìn)或變更，都不會超出本發(fā)明的構(gòu)思和所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，其特征在于，所述RFID讀寫器包括依次連接且構(gòu)成回路的基帶控制模塊、射頻模塊、功率放大器、隔離耦合器、η型衰減電路和功率探測器，其中功率探測器與基帶控制模塊的ADC端口連接，基帶控制模塊還與功率放大器的多級功率放大的控制開關(guān)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，其特征在于，所述隔離耦合器上還連接有天線，用于信號的收發(fā)。
3.如權(quán)利要求2所述的對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，其特征在于，所述隔離耦合器還通過低通濾波電路將信號反饋到射頻模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，其特征在于，所述基帶控制模塊與射頻模塊之間為雙向連接。
5.如權(quán)利要求1所述的對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的RFID讀寫器，其特征在于，所述RFID讀寫器為超高頻RFID讀寫器，其頻率為860MHz~960MHz。
6.一種如權(quán)I所述的RFID讀寫器對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: S1:當(dāng)射頻模塊發(fā)射射頻信號時將產(chǎn)生發(fā)射功率P。，隔離耦合器通過耦合端將這個功率P。傳輸至功率探測器； 52:在隔離耦合器與功率探測器之間加入一個π型衰減電路，通過π型衰減電路的衰減，將發(fā)射功率P。降低10dB，用于防止隔離耦合器輸出端的功率P。過大導(dǎo)致?lián)p壞功率探測器； 53:功率探測器接收到經(jīng)過衰減的功率P?！?，在內(nèi)部產(chǎn)生一個直流電壓Vdc ； 54:功率探測器將產(chǎn)生的直流電壓VD。通過基帶控制模塊的ADC端口傳輸至基帶控制模塊中，且在基帶控制模塊中判斷的大小是否在閾值之內(nèi)，通過下述公式計算出射頻模塊當(dāng)前的發(fā)射功率；
Pin = Pv+Pc，+10 dB+Coup I i ng-dB 式中=Pin為射頻模塊發(fā)射的功率；pv為功率探測器接收到的功率；10dB為信號經(jīng)過型衰減電路時衰減掉的功率；Coupling-dB為隔離耦合器的耦合度； S5:通過采集到的射頻模塊發(fā)射的功率與閾值相比較后，基帶控制模塊自動改變RFID讀寫器的發(fā)射功率以達(dá)到自檢測和自調(diào)節(jié)的目的。
7.如權(quán)利要求所述的RFID讀寫器對發(fā)射功率進(jìn)行自檢測和自調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，所述S3的直流電壓Vdc為隨接收到的功率P?！癁閱握{(diào)電壓，即當(dāng)Pc’上升時，Vdc也隨著相應(yīng)的上升；當(dāng)Pc’下降時，VD。也隨著相應(yīng)的下降。
【文檔編號】G06K17/00GK104036305SQ201410259323
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】王月明, 譚林, 李勝廣, 趙士偉, 張如彩, 李剛, 趙振濤 申請人:公安部第一研究所, 北京中盾安全技術(shù)開發(fā)公司