阅读器、RFID标签以及RFID识别系统的利记博彩app

本发明涉及射频识别技术领域，且特别涉及一种阅读器、rfid标签以及rfid识别系统。

背景技术：

射频识别技术是一种通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据的通信技术，其最大的特点是非接触式连接。随着这项技术的不断发展，其已成为当前最受人们关注的技术热点之一，它的应用已逐渐渗透至人们的生活领域，如产品的物流管理及跟踪等交互业务。

目前的rfid系统存在的一个问题是，随着人们生活水平的不断提高，对芯片功能的要求越来越高，芯片集成电路功能复杂，集成度提高，时钟频率提高，从而导致芯片的能耗增加，但是阅读器提供的能量受到无线电监管部门的严格限制而无法再提高，这就导致识别rfid识别系统的识别距离缩短，从而大大限制了rfid系统的使用范围。此外，在高频范围内现有的rfid识别均为定向识别，其难以在方向不定的场合中正常工作。

技术实现要素：

本发明为了克服现有rfid识别系统的识别距离短的问题，提供一种具有长读取距离的阅读器、rfid标签以及rfid识别系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种阅读器，该阅读器包括阅读器本体、至少一个第一阅读器天线和至少一个第二阅读器天线。至少一个第一阅读器天线电性连接阅读器芯片模块，第一阅读器天线通过电磁场耦接rfid标签侧的标签天线，为rfid标签芯片的工作提供能量。至少一个第二阅读器天线设置于至少一个第一阅读器天线的一侧且电性连接阅读器芯片模块，第二阅读器天线通过电磁场耦接rfid标签侧的标签天线，检测rfid标签侧的标签天线的负载变化。

于本发明一实施例中，阅读器包括多个第一阅读器天线和多个第二阅读器天线，多个第一阅读器天线和多个第二阅读器天线设置于阅读器本体内且沿阅读器芯片模块的周围设置。

于本发明一实施例中，第一阅读器天线和第二阅读器天线具有不同的传输频率。

于本发明一实施例中，第一阅读器天线和第二阅读器天线的结构相同，均包括多个天线本体和与多个天线本体相连接的多个电连接件，阅读器芯片模块通过控制多个电连接件来连接多个天线本体。

于本发明一实施例中，第二阅读器天线与阅读器本体分离式设置。

与上述阅读器相对应的，本发明还提供一种与其相配合的rfid标签，该标签包括标签本体和标签天线。标签本体包括标签芯片。标签天线电性连接标签芯片，标签天线与至少一个第一阅读器天线电磁场耦接，获取至少一个第一阅读器天线产生的能量，形成为标签芯片供电的电压，且标签天线电磁场耦接至少一个第二阅读器天线将其负载变化通过磁场映射至第二阅读器天线。

于本发明一实施例中，标签天线包括与标签芯片电性连接的至少一个第一标签天线和至少一个第二标签天线，第一标签天线电磁场耦接第一阅读器天线，第二天线标签耦接第二阅读器天线。

于本发明一实施例中，标签天线包括多个天线本体和与多个天线本体相连接的多个电连接件，标签芯片通过控制多个电连接件来连接多个天线本体。

本发明另一方面还提供一种rfid识别系统，该识别系统包括上述任一项阅读器以及上述任一项rfid标签。

综上所述，本发明提供的阅读器、rfid标签及rfid识别系统相较于现有技术，具有以下优点：

将阅读器内的天线分成为rfid标签内的标签芯片提供工作能量的第一阅读器天线和用于检测rfid标签侧的标签天线的负载调制变化的第二阅读器天线，rfid标签的能量获取和信息交互采用不同的阅读器天线来承当。由于第二阅读器天线无需为标签芯片提供能量，其产生的能量全部用于信息交互，因此其可具有很长的读取距离以及读取灵敏度。进一步的，由于无需为标签芯片提供能量，第二阅读器天线的体积可以做得很小，甚至可以从阅读器本体内分离出来以手持的方式或设置在机械臂上从而实现隐蔽位置的rfid标签的识别。

此外，当第一阅读器天线和第二阅读器标签的数据为多个时可设置两者沿阅读器芯片模块的周围呈花瓣状排布，在感应rfid标签时哪个方向的磁感应强度大，就可以用靠近这一方向的第一阅读器标签和第二阅读器标签进行工作，从而大大提高阅读器的灵敏度。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明实施例一提供的阅读器的结构示意图。

图2所示为本发明实施例一提供的rfid识别系统的结构示意图。

图3所示为图2中rfid标签内的标签天线的结构示意图。

图4所示为本发明另一实施例中多个第一阅读器天线和多个第二阅读器天线与阅读器芯片模块之间的连接示意图。

图5所示为本发明实施例二提供的rfid识别系统的结构示意图。

图6所示为本发明实施例三提供的rfid识别系统的结构示意图。

具体实施方式

现有的rfid识别系统中阅读器天线与标签天线经磁场耦合来为实现为标签芯片提供工作能量的同时进行数据的交互，即标签芯片能量的获取和信息的交互由同一个阅读器天线进行承担。而阅读器天线的能量由于受无线电监管部门的严格限制，因此形成现有rfid识别系统识别距离短这一问题。

有鉴于此，本发明提供一种将标签芯片能量的获取和信息的交互采用不同天线来承担的阅读器。如图1所示，该阅读器10包括阅读器本体11、至少一个第一阅读器天线12和至少一个第二阅读器天线13。阅读器本体1包括阅读器芯片模块111。至少一个第一阅读器天线12电性连接阅读器芯片模块111，第一阅读器天线2通过电磁场耦接rfid标签侧的标签天线，为rfid标签芯片的工作提供能量。至少一个第二阅读器天线13设置于至少一个第一阅读器天线12一侧且电性连接阅读器芯片模块111，第二阅读器天线13通过电磁场耦接rfid标签侧的标签天线，检测rfid标签侧的标签天线上的负载调制变化。

如图1所示，于本实施例中，阅读器10包括设置在阅读器本体1内的一个第一阅读器天线12和一个第二阅读器天线13。然而，本发明对第一阅读器天线12和第二阅读器天线13的数量和位置不作任何限定。于其它实施例中，如图4所示，可设置阅读器10包括设置于阅读器本体11内且沿阅读器芯片模块111的周围设置的多个第一阅读器天线12和多个第二阅读器天线13。优选的，设置多个第一阅读器天线12和多个第二阅读器天线13均匀的交替设置在阅读器芯片模块111的周围。该设置使得第一阅读器天线12和第二阅读器天线13呈花瓣状围绕在阅读器芯片模块111的周围，在读取rfid标签时，哪个方向的磁感应强度大就用靠近这一方向的阅读器天线13工作，从而大大提高阅读器读取的灵敏度，也提高了系统的适用性。于其它实施例中，还可设置阅读器10包括多个第一阅读器天线12来为标签芯片提供能量，而用一个第二阅读器天线13来实现定向读取。

于本实施例中，优选的，设置第一阅读器天线12和第二阅读器天线13均为线圈天线。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，可设置第一阅读器天线12和第二阅读器天线13均为偶极子天线、单极子天线或其它天线中的任一种，或者第一阅读器天线12和第二阅读器天线13为线圈天线、偶极子天线、单极子天线以及其它天线中任意两者的组合；如类似第一阅读器天线12为线圈天线，第二阅读器天线13为偶极子天线这样的组合。

为实现读取距离和提供能量的最大化，于本实施例中，设置第一阅读器天线12和第二阅读器天线13具有不同的传输频率。在实际操作中可通过设置第一阅读器天线12和第二阅读器天线13采用不同类型的天线或两者采用相同的天线类型但具体的尺寸不同来实现。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，可设置第一阅读器天线12和第二阅读器天线13采用相同的传输频率。

与上述阅读器相对应，本发明还提供一种rfid标签20。该rfid标签包括签本体21和标签天线22。标签本体21包括标签芯片211。标签天线22电性连接标签芯片211，标签天线22与至少一个第一阅读器天线12电磁场耦接，获取至少一个第一阅读器天线12辐射的能量，形成为标签芯片211供电的电压，且标签天线22电磁场耦接至少一个第二阅读器天线13将其负载调制变化通过磁场映射至第二阅读器天线13。具体而言，在高频领域，标签天线22通过感应至少一个第一阅读器天线12产生的磁场来形成标签芯片211的供电电压；而在超高频和特高频领域，标签天线22吸收阅读器天线所发射的功率，经整流后为标签芯片211提供电压。

阅读器10和rfid标签20组成了rfid识别系统，如图2所示。以下将详细介绍rfid识别系统的工作原理。

在高频领域，阅读器10中的第一阅读器天线12中流过交变电流产生磁场，部分磁力线穿过距离第一阅读器天线12一定距离的标签天线22。根据电磁感应原理，穿过标签天线22的磁力线通过感应在标签天线22中产生电压。该电压经整流后，即产生标签芯片所需要的直流电压，实现第一阅读器天线12为标签芯片211供电。与此同时，第二阅读器天线13对阅读器芯片模块111输出的连续变化的调制信号经过抽样量化，编码后用相应的码组去控制高频载波信号的某一参量，使其随码组变化而变化，这一信号经电磁场耦合被标签天线22所获取，则完成了信号的从阅读器10到rfid标签20的传送。同样的，标签天线22上的负载调制变化以电压的形式通过电磁场映射到第二阅读器天线13上，实现信号从rfid标签20到阅读器10的传输，即实现整个rfid识别系统的信号传输。

在超高频和特高频领域，第一阅读器天线12向外发射功率，部分散射到空气中，部分被标签天线吸收，吸收的功率经整流后形成标签芯片211的工作电压。于此同时，第二阅读器天线13依据有关的标准对发射信号进行一定的调制，标签天线将负载的调制变化以电压的变化形式通过电磁场映射到第二阅读器天线13上，即实现整个rfid识别系统的信号传输。

由于第二阅读器天线13所产生的能量只是用来检测标签天线22的负载调制变化，并不用使标签芯片211工作，因此在相同的功率下，相比传统的阅读器和rfid识别系统，本实施例提供的阅读器、rfid标签以及rfid识别系统能获得更长距离的识别，实现远距离检测。

于本实施例中，标签天线22为线圈天线。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，标签天线22可为偶极子天线、单极子天线或其它类型的天线中的任一种。

进一步的，于本实施例中，如图3所示，设置标签天线22包括天线本体1与多个天线本体1相连接的多个电连接件2，标签芯片211通过控制多个电连接件2来连接多个天线本体1。而第一阅读器标签12和第二阅读器标签13则采用一体式的天线结构。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，第一阅读器标签12和第二阅读器标签13也可设置成如图3所示的结构。

连接的天线本体1越多，天线所能获得的能量将越大，因此，在实际使用中，标签芯片211可通过控制电连接件2的通断来控制连接的标签本体1的数量。于本实施例中，通过在天线本体1的抽头上设置作为电连接件的开关器件来实现连接。然而，本发明对此不作任何限定。于本实施例中，标签芯片211以二进制数据编码信号控制开关器件，天线本体1按二进制数据编码信号的高低电平变化而被接通或断开，标签天线22上的负载变化通过标签天线22映射到第二阅读器标签13上，使第二阅读器标签13的电压也按此规律变化。该电压经过阅读器芯片模块111的解调滤波等相关解码过程后，数据便进入了阅读器10。

本实施例提供的阅读器中，由于第二阅读器天线13仅用于信号传输，可具有较小的能量，因此其体积可做的很小并集成在阅读器本体1内，但与第一阅读器天线12独立设置。然而，本发明对第二阅读器天线13的具体设置方式不作任何限定。

实施例二

本实施例与实施例一及其变化基本相同，区别在于：本实施例提供的rfid标签20中标签天线22包括与标签芯片211电性连接的第一标签天线221和第二标签天线222。具体如图5所示。以下结合阅读器10对本实施例提供的rfid标签20及rfid识别系统作详细的说明。

与实施例一中的阅读器相同，在高频领域阅读器10中的第一阅读器天线12中流过交变电流产生磁场，部分磁力线穿过距离第一阅读器天线12一定距离的第一标签天线221，穿过第一标签天线221的磁力线经感应在第一标签天线221内产生电压，经整流后为标签芯片211供电。与此同时，第二阅读器天线13将阅读器芯片模块111输出的连续变化的调制信号经过抽样量化，编码后用相应的码组去控制高频载波信号的某一参量，使其随码组变化而变化，这一信号经电磁场耦合被第二标签天线222所获取，则完成了信号从阅读器10到rfid标签20的传送。在rfid标签一侧，第二标签天线222上的负载调制变化以电压的形式映射到第二阅读器天线13内，从而实现了阅读器10和rfid标签20之间的数据传送。

在超高频和特高频领域，第一阅读器天线12向外发射功率，部分散射到空气中，部分被第一标签天线221吸收，吸收的功率经整流后形成标签芯片211的工作电压。于此同时，第二阅读器天线13依据有关的标准(在超高频和特高频领域，在不同的应用标准具有不同的调制方式)对发射信号进行一定的调制，第二标签天线222将负载的调制变化以电压的变化形式通过电磁场映射到第二阅读器天线13上，即实现整个rfid识别系统的信号传输。

本实施例提供的rfid识别系统中，第一阅读器天线12与第一标签天线221电磁场耦接，第二阅读器天线13与第二标签天线222电磁场耦接。于本实施例中，第一阅读器天线12、第二阅读器天线13、第一标签天线221以及第二标签天线222均为线圈天线，但可设置第一阅读器天线12和第二阅读器天线13具有不同的天线尺寸，第一标签天线221和第二标签天线222具有不同的天线尺寸来使得标签芯片211能量的获取和数据的传输在不同的频率下完成，这不仅大大提高了识别距离，同时也提高了系统的适应性。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，可设置第一阅读器天线12和第二阅读器天线13均为偶极子天线、单极子天线或其它天线中的任一种，或者第一阅读器天线12和第二阅读器天线13为线圈天线、偶极子天线、单极子天线以及其它天线中任意两者的组合来使得两者具有不同的传输频率；如类似第一阅读器天线12为线圈天线，第二阅读器天线13为偶极子天线这样的组合。或者于其它实施例中，可设置能量的获取和数据的传输具有相同的传输频率。

实施例三

本实施例与实施例一及其变化基本相同，区别在于：在阅读器10中第二阅读器天线13设置在阅读器本体11外部，两者分离式设置。

在阅读器10内，第二阅读器天线13仅用于数据的传送而不用为标签芯片211供电，因此其体积可以做得很小，且由于第一阅读器天线12和第二阅读器天线13的独立，因此可将第二阅读天线13设置在阅读器本体11的外部。该设置的好处在于，可将作为数据传输的第二阅读天线13设置呈手持状从而适应不同的应用环境，如超市的收银以及物流扫描，或者将第二阅读天线13设置在机械臂上来对位于隐蔽位置的标签的扫描，大大提高阅读器的适用范围。

综上所述，本发明提供的阅读器、rfid标签及rfid识别系统相较于现有技术，具有以下优点：

将阅读器内的天线分成为rfid标签内的标签芯片提供工作能量的第一阅读器天线和用于检测rfid标签侧标签天线的负载调制变化的第二阅读器天线，rfid标签的能量获取和信息交互采用不同的阅读器天线来承当。由于第二阅读器天线无需为标签芯片提供能量，其产生的能量全部用于信息交互，因此其可具有很长的读取距离以及读取灵敏度。进一步的，由于无需为标签芯片提供能量，第二阅读器天线的体积可以做得很小，甚至可以从阅读器本体内分离出来以手持的方式或设置在机械臂上从而实现隐蔽位置的rfid标签的识别。

此外，当第一阅读器天线和第二阅读器标签的数据为多个时可设置两者沿阅读器芯片模块的周围呈花瓣状排布，在感应rfid标签时哪个方向的磁感应强度大，就可以用靠近这一方向的第一阅读器标签和第二阅读器标签进行工作，从而大大提高阅读器的灵敏度。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。