專利名稱：一種對(duì)大數(shù)量物品多層面識(shí)別定位和管理的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)RFID進(jìn)行對(duì)物品的識(shí)別定位和管理，特別對(duì)大 數(shù)量多空間的物品進(jìn)行精確定位識(shí)別和管理。
背景技術(shù)：
典型的無(wú)線射頻識(shí)別RFID系統(tǒng)，包括閱讀器，閱讀器天線，電子標(biāo)簽和數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)。閱讀器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域 時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，RFID標(biāo)簽獲得能量被激活；RFID標(biāo)簽將自身編碼等信息通過(guò)內(nèi)置發(fā)送天 線發(fā)送出去；閱讀器接收天線接收到從RFID標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到 閱讀器，閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出 指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。通常情況下閱讀器只能進(jìn)行識(shí)別功能，而不能進(jìn)行定位功能； 有些閱讀器能實(shí)現(xiàn)多天線的定位功能，但是不能在高密度大數(shù)量RFID標(biāo)簽進(jìn)行精確定位； 即使能實(shí)現(xiàn)高密度大數(shù)量RFID標(biāo)簽的識(shí)別定位也是在高額成本和復(fù)雜電路的前提下。通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，公告號(hào)為CN101271509A的發(fā)明作為本發(fā)明的對(duì)比文本，其揭示了 一種基于無(wú)線射頻識(shí)別RFID技術(shù)在多空間下實(shí)現(xiàn)的物品精確定位，但是其也只能一個(gè)子 天線對(duì)應(yīng)一個(gè)天線回路接口，這樣導(dǎo)致子天線連接數(shù)量上有限，當(dāng)面對(duì)上百個(gè)或上千個(gè)物 品定位時(shí)，需要更為復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種基于無(wú)線 射頻識(shí)別RFID技術(shù)下，使用單一閱讀器連接多層天線陣列并通過(guò)一種多層天線陣列尋址 控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)高密度大數(shù)量RFID標(biāo)簽在多空間情況下進(jìn)行識(shí)別，管理和精確定位。單元 子天線被分布在空間的不同層面，并具有獨(dú)立的工作區(qū)域，互不干擾，通過(guò)行列式回路方式 將各個(gè)單元子天線連接在一起構(gòu)成多層天線陣列，由天線陣列尋址控制單元對(duì)行列式回路 進(jìn)行選通，從而導(dǎo)通指定的單元子天線，對(duì)在該天線區(qū)域內(nèi)的RFID標(biāo)簽進(jìn)行操作。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題一種對(duì)大數(shù)量物品多層面識(shí)別定位和管理的系統(tǒng)，特征是以RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ)， 用帶天線尋址控制單元的多層天線陣列對(duì)大數(shù)量物品分布在多層面情況進(jìn)行識(shí)別定位和 管理；單層面天線陣列由多個(gè)單元子天線通過(guò)行列式組合構(gòu)成，每個(gè)層面的天線陣列通過(guò) 行列對(duì)應(yīng)連接構(gòu)成多層天線陣列，每一個(gè)單元子天線擁有獨(dú)立的地址碼存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)中；天線陣列尋址控制單元由一系列的開(kāi)關(guān)電路組成；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將需要掃描的單元 子天線邏輯地址碼發(fā)送到天線的尋址控制單元，該單元根據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)過(guò)來(lái)的邏輯地 址碼生產(chǎn)物理地址碼對(duì)層面，行，列電路進(jìn)行選擇性導(dǎo)通，然后由閱讀器發(fā)送信號(hào)到導(dǎo)通的 單元子天線，又通過(guò)該回路接收該單元子天線上RFID標(biāo)簽的反饋信號(hào)，最后將調(diào)解好的數(shù) 據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作。
該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)陣列方式構(gòu)造出的多層天線陣列能夠極大的提高單元子天線 的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)量物品的定位，識(shí)別和管理；同時(shí)簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。


附圖1為本發(fā)明單個(gè)單元子天線結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明一行多列天線陣列結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明多行多列天線陣列結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本發(fā)明多層天線陣列結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為本發(fā)明天線陣列尋址控制單元電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1中①為一個(gè)獨(dú)立的單元子天線，②和③為該單元子天線的輸入和輸出端； 圖2中的一行多列天線陣列由多個(gè)單元子天線連接而構(gòu)成，④為個(gè)單元子天線共同連接的 行接口端，⑤為各個(gè)單元子天線的列接口端；圖3中為多行多列的天線陣列，⑥為各個(gè)單元 子天線連接的各列接口端，⑦為各個(gè)單元子天線連接的行接口端，通過(guò)單行和單列的選通， 可以準(zhǔn)確的讓某單個(gè)單元子天線產(chǎn)生導(dǎo)通，從而對(duì)其上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行定位識(shí)別和管理； 圖4中將圖3的多行多列天線陣列連接成多層面的天線陣列，圖中的⑧為放置頂層的物品， ⑨為與物品⑧物理關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽，⑩為放置底層的物品，O為與物品⑩物理關(guān)聯(lián)的RFID 標(biāo)簽，圖中 為各個(gè)層面相同列對(duì)應(yīng)連接構(gòu)成的接口端，此圖中作為輸出端口，而和O 為各個(gè)層面各行的接口端，此圖中作為輸入端，由此圖可以看出當(dāng)輸入端的單層單行確定， 并且輸出端的單列被確定，單個(gè)單元子天線的位置也被確定，從而可對(duì)該位置的帶有RFID 標(biāo)簽的物品進(jìn)行識(shí)別定位和管理；圖5中@是射頻識(shí)別系統(tǒng)中的閱讀器，接收( 來(lái)自于天 線陣列尋址控制單元 的信號(hào)，并向該單元發(fā)送 射頻信號(hào)，圖中Θ為該RFID射頻識(shí)別 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它為圖中天線陣列尋址控制單元 提供邏輯地址碼，并接受來(lái)自閱 讀器@調(diào)解后的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并控制閱讀器 的狀態(tài)功能，圖中虛線框 為天線陣列尋址控 制單元，該單元包括地址解碼器 ，它把從數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)來(lái)的邏輯地址碼轉(zhuǎn)換成物理地 址碼，并輸出到行控制開(kāi)關(guān)電路@，和層面控制開(kāi)關(guān)電路 到@，以及列控制電路⑩，從 而讓圖5中連接閱讀器 發(fā)射端的 或 單路選通，以及連接閱讀器( 接收端的@單路 選通，同時(shí)圖5中 與圖4中 連接，并形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖5中 與圖4中 連接，并 形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖5中(g)與圖4中 連接，并形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)此連接方式，可 以看出圖5中的@用來(lái)控制圖4中各層面的行選通，而 和@用來(lái)控制圖4中的頂層面選 通和底層面選通，而圖5中@用來(lái)控制圖4中的列選通，當(dāng)圖5中尋址控制單元 的行控制 @確定某單一行，層面控制 到@確定某單一層，并且列控制@確定某單一列，那位于圖 4中的與之對(duì)應(yīng)的某單元子天線被選通，并且是這個(gè)天線陣列中唯一選通的單元子天線。具體實(shí)現(xiàn)流程設(shè)搜索第一層面的第一行的第一列的單元子天線上的物品，首先 由RFID射頻識(shí)別技術(shù)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 向多層天線陣列尋址控制單元 發(fā)送該單元子天 線的邏輯地址碼，由該控制單元中的地址解碼器解碼得到物理地址并向控制電路輸出，即向圖5中@輸出控制所有層面第一行的控制電路為高電平，其余行為低電平，同時(shí)向圖5 中控制第一層面的 發(fā)送高電平，其余層面為低電平，而在@上控制第一列的控制電路發(fā) 送高電平，其余為低電平，從而讓第一層面的第一列的第一行的單元子天線處于選通狀態(tài)， 這時(shí)由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 向閱讀器發(fā)送讀指令，由閱讀器( 發(fā)送射頻信號(hào)，并通過(guò)選通行和 選通層控制電路向該單元子天線發(fā)送射頻信號(hào)，當(dāng)該單元子天線上的RFID標(biāo)簽接收到閱 讀器發(fā)射的信號(hào)后，產(chǎn)生反饋信號(hào)，并由該單元子天線攜帶反饋信號(hào)通過(guò)該天線的選通列 向天線控制單元傳送，由于選通列與閱讀器的接收端相連，從而讓閱讀器( 接收到該RFID 標(biāo)簽的反饋信號(hào)，并進(jìn)行解調(diào)，再傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) ，由該系統(tǒng)判斷識(shí)別定位和管理。 通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送不同的邏輯地址碼來(lái)改變不同的控制行，控制列和和控制層，可以 選通不同并且唯一的多層天線陣列中的單元子天線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)單元子天線上帶有 RFID標(biāo)簽的物品進(jìn)行定位識(shí)別和管理，以此類推，同樣可以進(jìn)行定位掃描，行掃描，以及多 種掃描方式。 使用該陣列式的天線結(jié)構(gòu)，極大的提高了單元子天線的數(shù)量，和簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，通 過(guò)不同的掃描方式可以實(shí)現(xiàn)多種不同的定位方法，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)的管理，同時(shí)該系統(tǒng)可以 得到極大的擴(kuò)展形成多維度的天線陣列結(jié)構(gòu)，能在很大程度上節(jié)約成本。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)大數(shù)量物品多層面分布的識(shí)別定位和管理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)以無(wú)線射頻識(shí)別系 統(tǒng)RFID為基礎(chǔ)，包括電子標(biāo)簽，閱讀器天線，閱讀器以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。單個(gè)物品上內(nèi)嵌 單個(gè)或多個(gè)電子標(biāo)簽，閱讀器通過(guò)閱讀器天線向電子標(biāo)簽發(fā)射射頻信號(hào)；電子標(biāo)簽接收到 信號(hào)，獲得足夠能量后，通過(guò)其集成芯片中的編碼信息調(diào)制到載波上或者寫(xiě)入自身的存儲(chǔ) 單元，然后通過(guò)自身的天線發(fā)射出去；閱讀器通過(guò)閱讀器的天線接收到電子標(biāo)簽發(fā)射來(lái)的 信號(hào)，進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)從閱讀器接收到的數(shù)據(jù) 進(jìn)行識(shí)別和處理。其特征是設(shè)計(jì)一個(gè)多層閱讀器天線陣列，并建立一個(gè)多層閱讀器天線陣 列尋址控制單元，該單元與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和多層閱讀器天線陣列相連；多層閱讀器天線陣 列的單元子天線擁有獨(dú)立的工作區(qū)域和地址碼；地址碼和電子標(biāo)簽的識(shí)別碼都將存放于數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)中，并形成對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1中所述的對(duì)大數(shù)量物品多層面分布的識(shí)別定位和管的理的系統(tǒng)，其特 征是閱讀器天線陣列每個(gè)單元子天線通過(guò)單行多列式回路連接形成單行天線陣列，多 個(gè)單行天線陣列組成多行多列式回路連接形成2維天線陣列，將2維閱讀器天線陣列嵌入 用于放置物品的每個(gè)單一層面中，并將不同層面天線對(duì)應(yīng)行列接口與閱讀器天線尋址控制 單元相連構(gòu)成多層面天線陣列；多層面閱讀器天線陣列尋址控制單元用于接受由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)來(lái)的天線尋址地 址，并控制閱讀器的接收或發(fā)送信號(hào)到指定的多層天線陣列的單元子天線上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)RFID的對(duì)大數(shù)量多層分布的物品進(jìn)行有效定位識(shí)別和管理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用一種多層天線陣列，和天線陣列尋址控制單元對(duì)處于不同位置的單元子天線上的物品進(jìn)行精確定位識(shí)別和管理，該系統(tǒng)能極大的提高單元子天線的數(shù)量，和提供多樣的定位掃描方式，并且能靈活的進(jìn)行天線擴(kuò)展。
文檔編號(hào)G06K19/07GK102096790SQ20091021665
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者胡濤 申請(qǐng)人:胡濤