CN101833634A - Rfid天线***及rfid天线***的控制方法 - Google Patents

Rfid天线***及rfid天线***的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种RFID天线***及RFID天线***的控制方法。所述RFID天线***包括：第一天线组，其包括多个第一天线；第二天线组，其包括多个第二天线；阅读器，其传送只发送指令，以使所述第一天线组执行将信息请求数据发送至电子标签的只发送天线的功能，并通过所述第二天线组接收响应所述信息请求数据而发送的、储存在电子标签的目标对象数据；以及数据处理服务器，其接收通过所述多个第二天线被传送至所述阅读器的多个目标对象数据，并将该目标对象数据用于数据处理中。

Description

RFID天线***及RFID天线***的控制方法
技术领域
本发明涉及RFID天线***及利用它的RFID天线***的控制方法。所述RFID天线***包括，根据阅读器的指令执行只发送功能或只接收功能的多个天线。
背景技术
一般，无线射频识别(RFID：Radio Frequency IDentification)技术是指，利用无线射频信号，非接触地读取内置有小型半导体芯片的电子标签(Tag)、标签(Label)、卡片(Card)等中所存储的数据的技术。
上述无线射频识别技术，利用无线射频信号从附着在物品上的电子标签中，识别出物品的信息和周边环境，从而能够对各物品的信息进行收集、存储、加工以及追踪。因此，上述无线射频识别技术能够提供对物品的定位、远程处理、管理以及物品间信息交换等多种服务。
最近正在普及MIMO(Multiple Input Multiple Output：多输入多输出)天线。上述MIMO天线是指，能够实现多重输入输出的天线***。上述MIMO天线技术是指，将基站和便携式终端的天线设置两个以上，将数据以多个路径进行传送，并在接收端对通过各个路径所接收的信号进行检测，从而减少干涉，并降低各自的传送速度的技术。
上述基于MIMO的***，若要在消费者和企业领域里得到大量应用，可能还需要经过几年，但在此期间***也将不断改善和提高。随着无线LAN(LocalArea Network：局域网)技术的发展，MIMO显示出了可以像目前典型的有线通信带宽(100Mbps/s)一样进行传递的潜力。这种功能上的突破，MIMO将在消费者、医疗用、产业用、及企业数据通信中，应用于3G无线热点(Hot Spot)、无线数据通信、HDTV信号向家庭的传递以及其它多种用途上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种RFID天线***及RFID天线***的控制方法。上述RFID天线***包括，根据阅读器的指令执行只发送(Transmission Only)功能或只接收(Reception Only)功能的多个天线。
本发明之一实施例的RFID天线***，其包括：第一天线组，其包括多个第一天线；第二天线组，其包括多个第二天线；阅读器，其传送只发送指令，以使上述第一天线组执行将信息请求数据发送至电子标签的只发送天线的功能，并通过上述第二天线组接收响应上述信息请求数据而发送的、储存在电子标签内的目标对象数据；以及数据处理服务器，其接收通过上述多个第二天线传送至上述阅读器的多个目标对象数据，并将该目标对象数据用于数据处理中。
根据本发明的一实施例，上述多个第一天线与上述多个第二天线被设置为，根据组的种类，相互交叉排列。
根据本发明的一实施例，上述阅读器根据切换信号，互换上述第一天线组与第二天线组的功能，从而通过第一天线组接收目标对象数据，并将只发送指令传送至第二天线组。
根据本发明的一实施例，还包括接近传感器，其对附着有电子标签的目标对象的接近与否进行检测，并生成接近信号，而上述阅读器根据上述接近传感器的接近信号，将只发送指令传送至上述第一天线组。
根据本发明的一实施例，还包括供目标对象通过的门(Gate)，上述接近传感器被设置在上述目标对象所通过的门之前的位置上。
根据本发明的一实施例，还包括充电用天线，上述充电用天线对充电指令进行传送，该充电指令为对附着在目标对象上的电子标签所包括的电容器进行充电的指令。
根据本发明的一实施例，还包括供目标对象通过的门，上述充电用天线被设置在上述目标对象所通过的门的前方位置上。
根据本发明的一实施例，第一天线组和第二天线组包括，垂直地附着在地面上的柱形天线，或者平行地附着在地面上的平面状天线。
本发明的另一实施例的RFID天线***的控制方法，其包括如下步骤：对包括多个第一天线的第一天线组和包括多个第二天线的第二天线组进行设置的步骤；由阅读器将只发送指令传送至上述第一天线组，以使上述第一天线组执行将信息请求数据发送至电子标签的只发送天线的功能的步骤；上述阅读器通过上述第二天线组，接收响应上述信息请求数据而电子标签发送的目标对象数据的步骤；以及由数据处理服务器接收并处理通过上述多个第二天线传送至上述阅读器的多个目标对象数据的步骤。
根据本发明的另一实施例，上述多个第一天线与上述多个第二天线被设置为，按照组的种类，相互交叉排列。
根据本发明的另一实施例，上述阅读器根据切换信号，互换上述第一天线组与第二天线组，从而通过第一天线组接收目标对象数据，并将只发送指令传送至第二天线组。
在如上所述构成的本发明的有关实施例的RFID天线***中，当将天线分为只发送用或只接收用时，用较少的发射强度，也能够提高识别率。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的RFID天线***结构图。
图2为根据本发明一实施例的RFID天线***的控制过程说明图。
图3为根据本发明另一实施例的RFID天线***结构图。
图4为根据本发明另一实施例的包括平面状天线的RFID天线***的配置说明图。
图5为根据本发明另一实施例，通过切换作用对天线功能进行互换的阅读器的指令状态的说明图表。
图6为根据本发明另一实施例，当利用MIMO天线时所增加的接收率的说明图表。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的理想实施例进行详细说明。图中参照号以及同一要素用同一参照号以及同一符号表示。在对本发明进行说明时，省略对有关公知的功能或结构的详细说明。
图1为根据本发明一实施例的RFID天线***结构图。
参照图1，上述RFID天线***包括：多个第一天线110、多个第二天线120、阅读器130、数据处理服务器140以及接近传感器150。
上述多个第一天线110，接收阅读器130所传送的只发送指令，并向电子标签发送信息请求的数据。如果在上述阅读器130中，根据切换作用，当上述阅读器130将只发送指令传送至多个第二天线120时，上述多个第一天线110从电子标签接收目标对象数据。上述信息请求数据是指，为了接收安装在目标对象上的电子标签的信息的请求数据。
上述多个第二天线120与上述多个第一天线110可以互换功能。例如，当上述多个第一天线110接收来自阅读器130的只发送指令时，上述多个第二天线120接收来自电子标签的目标对象数据，并将其传送至上述阅读器130。另外，当上述多个第二天线120接收来自阅读器130的只发送指令时，将信息请求数据发送至电子标签。
在上述RFID天线***中，上述多个第一天线110与多个第二天线120被设置为，按照组的种类，相互交叉排列。例如，能够以第一天线、第二天线、第一天线、第二天线的形式交叉设置。上述天线阵列可根据束宽和应用环境决定。
上述多个第一天线组及上述多个第二天线组，可以具有垂直地附着在地面的柱状，或者平行地附着在地面的平面状。考虑到目标对象的大小，发送接收数据的上述柱状的天线，可具有大于等于规定标准的高度。上述平面状天线，利用较大的表面积，从而能够提高天线的发送接收率。
根据本发明的一实施例，上述第一天线组110及第二天线组120与电子标签之间所使用的频带为超高频(UHF)，因此能够实现中长距离的信号传送，并可进行高速传送。
上述阅读器130连接于上述第一天线组110及第二天线组120，从而控制上述第一天线组110及第二天线组120。具体是，上述阅读器130传送只发送指令，以使上述第一天线组110执行将信息请求数据发送至电子标签的只发送天线的功能，并通过上述第二天线组120接收对应上述信息请求数据而被发送的、储存在电子标签的目标对象数据。
上述阅读器130可通过切换作用对第一天线组110和第二天线组120的功能进行互换。例如，上述阅读器130将第一只发送指令传送至第一天线组110，并通过第二天线组120接收对应于上述第一只发送指令的、电子标签的目标对象数据。然后，阅读器130互换各天线的功能，将第二只发送指令传送至第二天线组120，从而可通过第一天线组110接收对应于上述第二只发送指令的、电子标签的目标对象数据。
RFID天线***可以包括接近传感器150。当上述阅读器130接收上述接近传感器150的接近信号时，阅读器130开始向第一天线组110或第二天线组120传送只发送指令。上述阅读器130接收电子标签所传送的目标对象数据，并传送至数据处理服务器140以进行数据处理。
根据发明的实施例，上述阅读器130，在一个阅读器上可以连接单个或多个第一天线110以及多个第二天线120。
数据处理服务器140，通过上述阅读器130接收多个目标对象数据，并进行数据处理。传送至上述数据处理服务器140的目标对象数据为，通过包括在第二天线组120内的多个第二天线所传送的多重(Multiple)数据，因此可以提高天线的接收率。
接近传感器150对目标对象的接近与否进行检测，并生成接近信号。上述接近传感器150可以安装在供目标对象通过的门的前面。上述门的前面是指，为了检测目标对象通过门之前的时间点，而安装在通过门之前的位置。当目标对象接近到接近传感器150的规定区域以内时，上述接近传感器150生成接近信号以告知上述目标对象的接近。接收上述接近信号的阅读器130进行控制，可使上述RFID天线***与目标对象之间发送和接收信号。
另外，上述RFID天线***还可以具备充电用天线。上述充电用天线发送充电指令，该充电指令为对附着在目标对象上的电子标签所包括的电容器进行充电的指令。上述充电用天线也可以安装在目标对象所通过的门的前面。
有关本发明一实施例的RFID天线***的控制方法，其包括如下步骤：对包括多个第一天线的第一天线组和包括多个第二天线的第二天线组进行设置的步骤；阅读器将只发送指令传送至上述第一天线组，以使上述第一天线组执行将信息请求数据发送至电子标签的只发送天线的功能的步骤；上述阅读器通过上述第二天线组接收对应于上述信息请求数据而发送的、电子标签的目标对象数据的步骤；以及由数据处理服务器接收通过上述多个第二天线被传送至上述阅读器的多个目标对象数据，并进行处理的步骤。
另外，上述多个第一天线与上述多个第二天线被设置为，按照组的种类，相互交叉排列。
另外，上述阅读器根据切换信号，互换上述第一天线组与第二天线组，从而通过第一天线组接收目标对象数据，并将只发送指令传送至第二天线组。
图2为根据本发明一实施例的RFID天线***的控制过程说明图。
参照图2，当目标对象接近上述RFID天线***(S210)时，上述RFID天线***所包括的接近传感器将接近信号传送至阅读器(S220)。接收到上述接近信号的阅读器，将只发送指令传送至上述第一天线组，以使第一天线组执行只发送天线的功能(S230)。根据上述发送指令，第一天线组向电子标签发送信息请求数据(S240)，并等待对于上述信息请求数据的电子标签的响应。当从上述电子标签向上述第二天线组传送响应上述信息请求数据的目标对象数据时(S250)，上述第二天线组将目标对象数据传送至阅读器(S260)，而上述阅读器将目标对象数据传送至数据处理服务器，以进行数据处理(S270)。
图3为根据本发明另一实施例的RFID天线***的结构图。
参照图3，根据上述另一实施例的RFID天线***300，其包括：充电用天线310a、310b，第一天线组中的多个天线320a、320b、320c、320d，以及第二天线组中的多个天线330a、330b、330c、330d。上述RFID天线***还包括供目标对象通过的门(Gate)330。上述目标对象沿箭头方向从左向右移动。上述充电用天线310a、310b安装在目标对象所通过的门330之前的前方位置。当目标对象接近门时，安装在上述门前方的充电用天线310a、310b，对附着在目标对象上的电子标签所包含的电容器进行充电，从而提高上述电子标签与RFID天线***300的数据的发送接收率。上述多个第一天线320a、320b、320c、320d和多个第二天线330a、330b、330c、330d，按照组的种类，相互交叉设置。如设置在上述门背面左侧的多个天线所示，依次设置有第一天线组的第一天线320a、第二天线组的第一天线330a、第一天线组的第二天线320b以及第二天线组的第二天线320b。而上述门背面右侧也同样，第一天线和第二天线可以交叉设置。设置于上述RFID天线***300的第一天线和第二天线的数量以及排列位置，根据实施例可以以多种方式变更。
当目标对象经过上述另一实施例的RFID天线***300时，通过设置在门前方的充电用天线310a、310b，安装在目标对象上的电子标签的电容器被充电。然后，当上述目标对象通过门时，电子标签通过第一天线组的多个天线320a、320b、320c、320d接收信息请求数据。安装在上述目标对象上的电子标签，对响应上述信息请求数据，将储存在电子标签上的目标对象数据传送至上述第二天线组的多个天线330a、330b、330c、330d。
图4为根据本发明另一实施例的包括平面状天线的RFID天线***的配置说明图。
参照图4，包括地面天线的RFID天线***，其包括：电子标签410、第一天线421、422以及第二天线431、432、433。
上述第一天线421、422为垂直地附着在地面的柱(bar)状，因此即使上述电子标签410以一定高度通过门时，也能够实现有效的数据发送和接收。上述第二天线431、432、433包括垂直地附着在地面的柱状以及平行地附着在地面的平面状。上述柱状天线，能够与具有一定高度的目标对象的电子标签410进行有效的数据发送和接收，而上述平面状天线，具有较大的表面积，从而能够提高上述目标对象的电子标签410所传送的目标对象数据的接收率。
图5为根据本发明的另一实施例，通过切换作用对天线功能进行互换的阅读器的指令状态的说明图表。
参照图5，阅读器通过阅读器切换，可维持或互换第一组天线和第二组天线的功能。上述第一方式表示，通过阅读器切换而互换天线功能的阅读器，而上述第二方式表示，通过阅读器切换而维持天线功能的阅读器。
参照第一方式，上述阅读器，在第一时间T1传送只发送指令，以使第一天线Ant1执行只发送天线的功能，并接收上述第二天线Ant2传送的目标对象数据，即上述第二天线Ant2作为只接收天线而发挥功能。然后在第二时间T2，上述阅读器互换上述天线的功能，将只发送指令传送至上述第二天线Ant2，以使上述第二天线Ant2执行只发送天线的功能，并接收上述第一天线Ant1传送的目标对象数据，即上述第一天线Ant1作为只接收天线而发挥功能。因此，如上述互换天线功能时，可防止随着位置和方向不同，接收率变化的现象。
参照第二方式，上述阅读器在第一时间T1传送只发送指令，以使第一天线Ant1执行只发送天线的功能，并接收上述第二天线Ant2所传送的目标对象数据，即上述第二天线Ant2作为只接收天线而发挥功能。然后在第二时间T2，各个天线也保持相同的功能，将只发送指令传送至第一天线Ant1，而从上述第二天线Ant2接收目标对象数据。
图6为根据本发明另一实施例，当利用MIMO天线时所增加的接收率的说明图表。
参照图6，上述MIMO(Multiple Input Multiple Output：多输入多输出)天线是指，能够实现多输入多输出的天线***。上述MIMO天线技术是将基站和便携式终端的天线设置两个以上，以多个路径传送数据，并在接收端检测通过各个路径所接收的信号，从而能够减少干涉，降低各自的传送速度的技术。因此，上述数据处理服务器，能够利用通过多个接收天线所接收的目标对象数据，正确地进行数据处理。
图6中的天线***包括电子标签611和阅读器612。上述电子标签611中，包括向上述阅读器传送目标对象数据的发送天线621、622。上述阅读器612包括接收上述目标对象数据的多个接收天线623、624。在如上所述的天线***中的接收率，可由上述发送天线621、622与接收天线623、624之间的信道冲激响应的总和决定。
具体是，首先，将h指定为发送天线与接收天线之间的信道冲激响应，而将s指定为经过发送天线的发送信号。此时第一接收天线623所接收的信号y1＝h11*s1+h12*s2+n1。上述n为接收天线的噪音成分。
另外，上述第二接收天线624接收到的信号y2＝h21*s1+h22*s2+n2。如上述接收信号可以判断，与使用单个天线相比，当使用多个发送天线和接收天线时，接收率增加。
以上通过具体实施例对本发明做了详细的说明，本领域的普通技术人员在不超出本发明的范围内可以进行多种变形，故本发明的权利范围不限于说明的实施例，不仅包括本发明的权利要求范围，还应包括这些变形。

Claims (11)

1.一种RFID天线***，其包括：
第一天线组，其包括多个第一天线；
第二天线组，其包括多个第二天线；
阅读器，其传送只发送指令，以使所述第一天线组执行将信息请求数据发送至电子标签的只发送天线的功能，并通过所述第二天线组接收响应所述信息请求数据而发送的、储存在电子标签的目标对象数据；以及
数据处理服务器，其接收通过所述多个第二天线传送至所述阅读器的多个目标对象数据，并将该目标对象数据用于数据处理中。
2.如权利要求1所述RFID天线***，其特征在于，
所述多个第一天线与所述多个第二天线被设置为，按照组的种类，相互交叉排列。
3.如权利要求1所述RFID天线***，其特征在于，
所述阅读器根据切换信号，互换所述第一天线组与第二天线组，从而通过第一天线组接收目标对象数据，而将只发送指令传送至第二天线组。
4.如权利要求1所述RFID天线***，其特征在于，
还包括接近传感器，其对附着有电子标签的目标对象的接近与否进行检测，并生成接近信号，
所述阅读器根据所述接近传感器的接近信号，将只发送指令传送至所述第一天线组。
5.如权利要求4所述RFID天线***，其特征在于，
还包括供目标对象通过的门，
所述接近传感器设置在所述目标对象所通过的门的前方位置。
6.如权利要求1所述RFID天线***，其特征在于，
还包括充电用天线，
所述充电用天线发送充电指令，其中，该充电指令为对附着在目标对象上的电子标签所包括的电容器进行充电的指令。
7.如权利要求6所述RFID天线***，其特征在于，
还包括供目标对象通过的门，
所述充电用天线设置在所述目标对象所通过的门的前方位置。
8.如权利要求1所述RFID天线***，其特征在于，
包括多个第一天线的第一天线组和包括多个第二天线的第二天线组，其包括垂直地附着在地面的柱状天线，或者平行地附着在地面的平面状天线。
9.一种RFID天线***的控制方法，其包括如下步骤：
对包括多个第一天线的第一天线组和包括多个第二天线的第二天线组进行设置的步骤；
由阅读器将只发送指令传送至所述第一天线组，以使所述第一天线组执行将信息请求数据发送至电子标签的只发送天线的功能的步骤；
所述阅读器通过所述第二天线组，接收响应所述信息请求数据而从电子标签发送的目标对象数据的步骤；以及
由数据处理服务器接收通过所述多个第二天线被传送至所述阅读器的多个目标对象数据，并进行数据处理的步骤。
10.如权利要求9所述RFID天线***的控制方法，其特征在于，
所述多个第一天线与所述多个第二天线被设置为，按照组的种类，相互交叉排列。
11.如权利要求9所述RFID天线***的控制方法，其特征在于，
所述阅读器根据切换信号，互换所述第一天线组与第二天线组，从而通过第一天线组接收目标对象数据，而将只发送指令传送至第二天线组。
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