CN102014397A - 射频识别方法以及射频识别*** - Google Patents

射频识别方法以及射频识别*** Download PDF

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CN102014397A CN2010102773805A CN201010277380A CN102014397A CN 102014397 A CN102014397 A CN 102014397A CN 2010102773805 A CN2010102773805 A CN 2010102773805A CN 201010277380 A CN201010277380 A CN 201010277380A CN 102014397 A CN102014397 A CN 102014397A
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Abstract

本发明涉及一种射频识别技术，具体公开了人员、车辆和商品等监控管理***中运用的射频识别方法以及射频识别***。本发明采用低频唤醒和信息验证技术，有源标签只在低频覆盖范围内，才进行高频通信，其他时间无需工作，其减少了99％以上时间的电量消耗，因而无需大容量电池供电，进而有效减小了标签的体积。本发明采用低频识别和微波信号强度相结合的方式，较原来的射频识别技术，有效提升了对高速运动物体的定位精度。本发明可实现数据的全双工交互：利用微波通信距离较远和无线网络容量大的特点，可实现大范围内，多识别对象与信息中心的全双工数据通信。

Description

射频识别方法以及射频识别***
技术领域
本发明属于射频识别技术领域，具体涉及人员、车辆和商品等监控管理***中运用的射频识别方法以及射频识别***。
背景技术
射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术，是一种通过射频信号来自动识别对象(标签)并获取相关信息，而无需识别***与识别对象(标签)之间建立机械或光学接触的通信技术。
现有的射频识别***主要由三部分组成：识别对象(标签)、阅读器、天线，阅读器通过天线发送一特定频率的无线电波给标签，以驱动标签发送内部的识别码(ID Code)给读取器，读取器接收到此识别码后，再送至中央处理***进行有关的数据处理。
该技术不但可以识别高速运动的物体，而且可同时识别多个对象(标签)，并且具有操作简单快捷的特点。基于上述优点，该技术已经作为物联网的核心技术之一，被广泛用于人员、车辆和商品等监控管理***中。如：人员出入门禁***、公交卡收费***、车辆不停车收费、物品识别及仓储管理等。其中，可识别对象(标签)装置于人员、车辆和商品上，标签内部存储一个唯一识别码(ID Code)，用于区分不同对象，通过远距离无线信息交互，完成识别对象的功能。
其中，RFID标签种类很多，分类方式多样。按应用频率的不同可分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波，相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M-960MHz、微波2.4GHz、5.8GHz。
目前，应用较多的为高频、超高频和微波三个频段，但每个频段均由于自身的局限性而无法得到广泛的应用。
其中：低频段采用FSK、ASK等调制技术，具有明显的边界效应，能将有效识别距离控制在规定的范围内，但由于其传输速率较低，无法实现高速运动物体中，多数据量的双向交互。
其中：13.56MHz高频段识别距离最多只有80厘米，无法实现远距离识别。
其中：超高频段，国际典型使用频率915MHz，在我国划分为840MHz-845MHz和920MHz-925MHz两个频段，理论上识别距离20米，但由于抗金属能力差，实际工作距离仅为3-8米。
其中：微波段，实际工作识别距离可达到70米，但由于微波的散射和多径干扰等影响，在2-7米内，识别物体没有方向性，不能实现单一目标识别，而且其工作能耗较高，需要装备大容量电池，影响标签的使用。
综上可知，目前的射频识别***中标签与阅读器之间，采用单一频率的电磁波进行半双工的通信方式，无法实现宽范围内的准确方位识别，且有源标签工作能耗较高。例如，我国CN 200710069085.9号专利“有源无线射频识别”，就是采用433MHz射频芯片CC1100实现非接触式远距离射频识别，其标签必须每隔3秒发送一次射频数据，而CC1100接收功耗为15mA，因此标签大部分时间都在发送数据，这样将导致能耗的大量浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种能耗低、区域定位精度高的射频识别方法，本发明的第二目的在于提供一种对应的射频识别***。
为实现上述第一发明目的，本发明在监控范围宽的监控***中所采用技术方案如下：
一种宽范围的射频识别方法，适用于监管范围宽的监控管理***中，将所述监管范围划分为至少一个子区域，在每一个所述子区域中安装有低频基站、以及第一高频基站；所述子区域的大小与安装于该子区域中的低频基站的低频覆盖范围大小一致；在所述第一高频基站与所述监控管理***的中央控制平台之间安装有第二高频基站；所述低频基站向进入其子区域的有源标签传送一低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；所述有源标签将接收到的低频信号进行比对，若与其预存的低频基站编码相匹配，则所述有源标签向其所在子区域中的第一高频基站发送一第一微波信号，在所述第一微波信号中包含有该有源标签本身的标签识别码信息、以及低频基站编码信息；所述第一高频基站将接收到的第一微波信号与自身的第一高频基站编码相叠加，并通过一第二微波信号传送给所述第二高频基站；所述第二高频基站将接收到的第二微波信号中的低频基站编码信息、第一高频基站编码信息、以及标签识别码信息转发给所述监控管理***的中央控制平台进行控制运用。
优选的，为了能够实现对有源标签的指令控制、以及实现双工通信，所述监控管理***的中央控制平台根据其接收到的所述标签识别码信息，产生一控制指令；所述控制指令通过第二高频基站回传给对应第一高频基站；所述第一高频基站将接收到的控制指令回传给对应的有源标签；所述有源标签根据所述控制指令执行相应的动作。那么，可在有源标签中设置语音播报功能等等，方便监控管理。
本方法通过低频基站向有源标签发送低频信号，有源标签接收到所述低频信号并成功验证后才唤醒该有源标签，使有源标签仅仅进入监管区域内才处于工作状态，而不需要周期的发送接收射频数据，从而降低了有源标签的静态功耗。
本方法利用低频信号范围较小、但覆盖边界清晰的特点，将监管区域划分为多个子区域，在每个子区域内设置低频基站与高频基站，每一个低频基站与高频基站都有不同的编码信息，通过对不同区域中的不同低频基站进行编码，可准确实现标签的区域识别定位。如：进入A子区域的有源标签被唤醒后，将A区域低频基站编码信息与其本身的标签识别码传递给第一高频基站，第一高频基站接收到所述标签识别码后，将自身的高频基站编码与标签识别码叠加在一起并通过第二高频基站发送给对应的监控管理***的中央控制平台，中央控制平台在接收到的信号中将获取对应的低频基站编码信息和标签信息，即可知道该标签所处的子区域。
为实现上述第一发明目的，本发明在监控范围窄的监控***中所采用技术方案如下：
一种窄范围的射频识别方法，适用于监管范围窄的监控管理***中，所述监管范围小于等于安装在该区域中的低频基站的低频覆盖范围；在所述监管范围中安装有至少两个成对的第一高频基站；所述各个第一高频基站的天线都为定向天线，成对的每个定向天线朝向都相反；所述低频基站向进入其低频覆盖范围内的有源标签传送一低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；所述有源标签将接收到的低频信号进行比对，若与其预存的低频基站编码相匹配，则所述有源标签以广播的方式向区域内的所有第一高频基站发送一第一微波信号，在所述第一微波信号中包含有该有源标签本身的标签识别码信息、以及低频基站编码信息；所述第一高频基站将接收到的第一微波信号进行强度值检测、以及添加自身的高频基站信息，并通过第二微波信号传送给第二高频基站，在所述第二微波信号中包含标签识别码信息、第一微波信号强度值信息、以及该第一高频基站编码信息；所述第二高频基站对接收到的第二微波信号中包含的第一微波信号强度值进行大小比较，并将强度值最大的第一微波信号所对应的第二微波信号中所包含的第一高频基站编码信息、以及标签识别码信息转发给所述监控管理***的中央控制平台进行控制运用。
优选的，为了能够实现对有源标签的指令控制、以及实现双工通信，所述监控管理***的中央控制平台根据其接收到的所述标签识别码信息，产生一控制指令；所述控制指令通过第二高频基站回传给对应第一高频基站；所述第一高频基站将接收到的控制指令回传给对应的有源标签；所述有源标签根据所述控制指令执行相应的动作。那么，可在有源标签中设置语音播报功能等等，方便监控管理。
本方法通过低频基站向有源标签发送低频信号，有源标签接收到所述低频信号并成功验证后才唤醒该有源标签，使有源标签仅仅进入监管区域内才处于工作状态，而不需要周期的发送接收射频数据，从而降低了有源标签的静态功耗。
本方法用于较小范围内的区域定位及物体运动方向识别，所识别的范围由一个低频基站的低频信号覆盖，在该范围内有源标签均处于工作状态，但该范围分布有两个(或多个)成对的高频基站，成对的高频基站天线采用定向天线并呈相反方向放置，有源标签通过微波频段连续发送广播信息，由于不同基站的天线方向不同，对于有源标签发送的同一包数据，不同高频基站收到的信号强弱值不一样，若某一高频基站收到信号强弱值最大，则说明标签距离此基站较近，反之则较远，从而达到对标签运动方向的判断。
优选的，为了能够明确划分各个子区域以及宽范围的通信，所述低频信号的频率为125K赫兹；所述第一微波信号、以及第二微波信号的频率为2.4赫兹。
为实现上述第二发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种射频识别***，该***包括低频基站、有源标签、高频基站；所述低频基站，用以产生一低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；所述有源标签，用以接收低频信号，并将所述低频信号与预存在其内的低频基站编码进行比对，若二者相匹配则唤醒该有源标签的微处理器模块，所述微处理器模块指令有源标签的高频模块与高频基站通过微波信号进行信息交互；所述高频基站，用以接收与发送微波信号，将接收到的微波信号中的信息转发其他装置进行运用。
所述低频基站包括第一微处理器芯片、大功率放大器、以及第一低频天线；所述低频基站，用以产生一低频信号，具体是：所述第一微处理器芯片产生一低频信号；所述大功率放大器将所述低频信号进行放大处理；所述第一低频天线将所述低频信号以低频电磁波方式发射出去。
所述有源标签包括第二低频天线、解调滤波模块、低频识别模块、第二微处理器芯片、第一RF模块、以及第一高频天线；所述有源标签，用以接收低频信号，并将所述低频信号与预存在其内的低频基站编码进行比对，若二者相匹配则唤醒该有源标签的微处理器模块，所述微处理器模块指令有源标签的高频模块与高频基站通过微波信号进行信息交互，具体是：所述第二低频天线接收低频信号并传输给解调滤波模块；所述解调滤波模块将所述低频信号进行解调和滤波处理并传输给低频识别模块；所述低频识别模块将所述低频信号与预存的低频基站编码信息进行比对，若二者匹配则产生一中断信号以唤醒第二微处理器芯片；所述第二微处理器芯片指令第一RF模块、以及第一高频天线与高频基站通过微波信号进行信息交互。
所述高频基站包括第二高频天线、第二RF模块、第三微处理模块、以及串口通信模块；所述高频基站，用以接收与发送微波信号，将接收到的微波信号中的信息转发其他装置进行运用，具体是：所述第二高频天线与第二RF模块接收与发送微波信号；所述第三微处理器控制第二高频天线、以及第二RF模块的收发，并将接收到的微波信号中的信息通过串口通信模块转发给其他装置进行运用。
优选的，所述有源标签还包括一语音模块，所述语音模块与所述第二微处理器芯片连接。
本发明采用低频唤醒和信息验证技术，有源标签只在低频覆盖范围内，才进行高频通信，其他时间无需工作，其减少了99％以上时间的电量消耗，因而无需大容量电池供电，进而有效减小了标签的体积。
本发明采用低频识别和微波信号强度相结合的方式，较原来的射频识别技术，有效提升了对高速运动物体的定位精度。
本发明可实现数据的全双工交互：利用微波通信距离较远和无线网络容量大的特点，可实现大范围内，多识别对象与信息中心的全双工数据通信。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明在宽范围的射频识别方法的原理结构示意图；
图2为本发明在窄范围的射频识别方法的原理结构示意图；
图3为本发明的低频基站的结构框图；
图4为本发明的高频基站的结构框图；
图5为本发明的有源标签的结构框图；
图6为本发明宽范围的射频识别方法的具体流程框图；
图7为本发明窄范围的射频识别方法中低频基站的具体流程框图；
图8为本发明窄范围的射频识别方法中与第二高频基站的具体流程框图；
图9为本发明窄范围的射频识别方法的有源标签与第一高频基站具体流程框图。
图中：
100、低频基站        200、有源标签
300、高频基站        310、第一高频基站
320、第二高频基站
101、第一微处理器芯片102、大功率放大器
103、第一低频天线    104、直流电源
105、大功率电源
201、第二低频天线    202、解调滤波模块
203、低频识别模块    204、第二微处理器芯片
205、第一RF模块      206、第一高频天线
207、加密模块        208、语音模块
209、电源管理模块
301、第二高频天线    302、第二RF模块
303、第三微处理器芯片304、串口通信模块
305、存储模块        306、电源模块
307、加密模块
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
本实施例公开了一种射频识别***，该***包括低频基站100、有源标签200、高频基站300，其中低频基站100，用以产生一低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；所述有源标签200，用以接收低频信号，并将所述低频信号与预存在其内的低频基站编码进行比对，若二者相匹配则唤醒该有源标签的微处理器模块，所述微处理器模块指令有源标签的高频模块与高频基站通过微波信号进行信息交互；所述高频基站300，用以接收与发送微波信号，将接收到的微波信号中的信息转发其他装置进行运用。
图3为低频基站结构示意图，如图所示，该基站采用直流电源104、以及大功率电源105双电源供电，主控制芯片-第一微处理器芯片101采用直流电源104供电，射频放大器102采用大功率直流电源105供电，以满足低频信号辐射功率要求。数据信息在第一微处理器芯片101，经过加密、编码和调制后，传输至大功率放大器102，大功率放大器102将信号放大后，通过第一低频天线发送出去，所述第一低频天线为50欧姆远距离低频天线。
图4为本发明的高频基站300的结构框图，如图所示，电源模块306的输出端Vcc、地线端分别与第三微处理器芯片303和第二RF模块302的工作电压输入端Vin、地线端GND连接，主控MCU芯片-第三微处理器芯片303的片选端/SS、数据输入端MISO、数据输出端MOSI、时钟输出端CLKM分别与第二RF模块的片选端/SEL、数据输出端MISO、数据输入端MOSI、时钟输入端SCLK连接；串口通信模块304的数据通信端与MCU芯片的串口通信端UART连接；存储模块305的数据端、控制端分别于MCU芯片的数据端Data、存储控制端Control连接。其中，MCU芯片、RF模块、加密模块也可采用片上***Soc完成。
图5为本发明的有源标签200的结构示意图，该装置采用电池电源供电，电源管理模块209的电压输出端V_Battery与第一RF模块205工作电压输入端Vin和MCU芯片-第二微处理器芯片204的工作电压输入端Vin_ADC连接；电源管理模块的地线端GND与第一RF模块205地线端GND和MCU芯片的地线端GND连接；主控MCU的片选端/SS、数据输入端MISO、数据输出端MOSI、时钟输出端CLKM分别与第一RF模块的片选端/SEL、数据输出端MISO、数据输入端MOSI、时钟输入端SCLK连接；MCU芯片的IO端口Port_IO与低频识别模块203的信号输出端连接；语音模块208的语音数据输入端、控制端分别于MCU芯片的数据端Vic_Data、存储控制端Control连接。其中，MCU芯片、RF模块、加密模块也可采用片上***Soc完成。低频信号通过低频天线接收后，通过解调和滤波模块，传输至低频识别模块，在低频识别模块中完成信号验证与比对。
其中，低频基站的主控制芯片-第一微处理器芯片101采用MicroChip公司制造的PIC18F4620芯片(或者PIC18F44K20芯片)；高频基站300、有源标签200的RF射频芯片选用的是TI公司制造的CC2420芯片，MCU芯片选用TI公司的MSP430单片机。有源标签中低频识别滤波模块采用MicroChip公司制造的MCP2030芯片。语音模块采用北京益世通利智能通讯技术有限公司的OSYNO6188语音合成芯片。
实施例2：
图1为本发明在宽范围的射频识别方法的原理结构示意图，图中仅仅示意性地将监管范围划分为了两个子区域，需要说明的是，可根据实际的监管范围划分为多个子区域；在每一个所述子区域中安装有低频基站100、以及第一高频基站310，所述子区域的大小与安装于该子区域中的低频基站100的低频覆盖范围大小一致，在第一高频基站310与监控管理***的中央控制平台(未画出)之间安装有第二高频基站320。
以下是在该监管范围内的数据传输与交互流程：
1、当有源标签200进入监管范围中后，将接收到低频基站100传送的低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；
2、有源标签200将接收到的低频信号进行比对，若与其预存的低频基站编码相匹配，则所述有源标签200向其所在子区域中的第一高频基站310发送一第一微波信号，在所述第一微波信号中包含有该有源标签本身的标签识别码信息和匹配的低频基站编码信息；
3、所述第一高频基站310将接收到的标签识别码与自身的第一高频基站编码相叠加，并通过一第二微波信号传送给所述第二高频基站320；
4、所述第二高频基站320将接收到的第二微波信号中的第一高频基站编码信息、低频基站编码信息以及标签识别码信息转发给所述监控管理***的中央控制平台(未画出)进行控制运用；
5、所述监控管理***的中央控制平台根据其接收到的所述标签识别码信息，产生一控制指令，所述控制指令通过第二高频基站320回传给对应第一高频基站310，所述第一高频基站310将接收到的控制指令回传给对应的有源标签200，所述有源标签200根据所述控制指令执行相应的动作。
图6为本发明宽范围的射频识别方法的具体流程框图，如图所示：
低频基站100的流程步骤S1是：
步骤S1-1：启动低频基站100，初始化硬件；
步骤S1-2：低频基站100读取需要发送的指令信息；
步骤S1-3：低频基站100添加滤波器数据帧头；
步骤S1-4：低频基站100添加前导码数据，并将信息帧进行加密处理；
步骤S1-5：低频基站100初始化125KHz载波波形发生器；
步骤S1-6：低频基站100将加密后的数据包信息帧调制到125KHz载波上；
步骤S1-7：低频基站100发送125KHz调制波；
发送完成后，低频基站100进入定时睡眠，准备发送下一帧数据；
第一高频基站310的操作步骤S2是：
步骤S2-1：启动第一高频基站310，初始化硬件和初始化网络；
步骤S2-2：等待信息；
步骤S2-3：信息来自第二高频基站320，第一高频基站310解析信息；
步骤S2-4：第一高频基站310将步骤S2-3处理后的信息，发送至相应接收地址的标签；
步骤S2-5：信息来自有源标签200，第一高频基站310添加本地基站编码；
步骤S2-6：第一高频基站310将步骤S2-5处理后的信息发送至第二高频基站320，便于第二高频基站320处理标签信息。
第二高频基站320的操作步骤S3是：
步骤S3-1：启动第二高频基站320，初始化硬件和初始化网络；
步骤S3-2：等待第一高频基站310信息；
步骤S3-3：得到第一高频基站310发送的信息，第二高频基站320解析信息，根据有源标签200得到的低频基站100信息，判断出标签所在低频区域，从而定位标签；
步骤S3-4：第二高频基站320按照***设定的参数，修改标签信息；
步骤S3-5：第二高频基站320将步骤S3-4处理后的信息，发送至上传标签信息的第一高频基站310；
有源标签200的操作步骤S4是：
步骤S4-1：启动有源标签200，初始化硬件和初始化网络；
步骤S4-2：有源标签200进入睡眠模式；
步骤S4-3：有源标签200进入低频信号有效覆盖范围，低频基站100发送的数据包，经过低频天线、解调滤波和低频识别模块后，数据转换成数字电平脉冲序列，触发有源标签200的IO中断，有源标签200读取低频数据，进行软件包络检波；
步骤S4-4：有源标签200将步骤S4-3处理后的数据，进行按照信息包头进行信息过滤，提取有用信息；
步骤S4-5：低频基站100前导码码字校验成功后，有源标签200通过低频基站100发送的信息，获得低频基站编码，进行区域号码检测，得到有源标签所在区域信息；
步骤S4-6：有源标签200按照区域信息，设定高频网络参数；
步骤S4-7：有源标签200将自身信息发送至所在区域的第一高频基站310；
步骤S4-8：有源标签200启动接收定时器，等待接收第一高频基站310下发信息；
步骤S4-9：等待接收信息；
步骤S4-10：接收到第一高频基站310下发信息，有源标签200关闭接收定时器，并将接收信息进行相关解析和处理；
步骤S4-11：有源标签200将步骤S4-10处理后的信息中，得到语音播报信息，通过数字语音合成后，播放语音信息。
实施例3：
图2为本发明在窄范围的射频识别方法的原理结构示意图，适用于监管范围窄的监控管理***中。如图所示，所述监管范围小于等于安装在该区域中的低频基站100的低频覆盖范围，在所述监管范围中安装有至少两个成对的第一高频基站310，需要说明的是图中仅仅示意性画出了两个成对的情况，当然本发明还包括其他多对的情况，所述各个第一高频基站310的天线都为定向天线，每个定向天线朝向都相反。
以下是在该监管范围内的数据传输与交互流程：
1、当有源标签200进入到该监管区域后，将接收到来自低频基站100的低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；
2、有源标签200将接收到的低频信号进行比对，若与其预存的低频基站编码相匹配，则所述有源标签200以广播的方式向区域内的所有第一高频基站310发送一第一微波信号，在所述第一微波信号中包含有该有源标签本身的标签识别码信息；
3、各个第一高频基站310将接收到的第一微波信号进行强度值检测，以及添加标签识别码与自身的高频基站信息，并通过第二微波信号传送给第二高频基站320；
4、第二高频基站320将接收到的每个第二微波信号中包含的第一微波信号的信号强度值进行大小比较，并将强度值最大的第一微波信号所对应的第二微波信号中所包含的第一高频基站的高频基站编码信息、以及标签识别码信息转发给所述监控管理***的中央控制平台进行控制运用。
5、监控管理***的中央控制平台根据其接收到的所述标签识别码信息，产生一控制指令，所述控制指令通过第二高频基站320回传给对应第一高频基站310，所述第一高频基站310将接收到的控制指令回传给对应的有源标签200，所述有源标签200根据所述控制指令执行相应的动作。
图7、图8以及图9为本发明窄范围的射频识别方法的具体流程框图，如图所示：
本实施例中，低频基站100的流程步骤同样为S1：
步骤S1-1：启动低频基站100，初始化硬件；
步骤S1-2：低频基站100读取需要发送的指令信息；
步骤S1-3：低频基站100添加滤波器数据帧头；
步骤S1-4：低频基站100添加前导码数据，并将信息帧进行加密处理；
步骤S1-5：低频基站100初始化125KHz载波波形发生器；
步骤S1-6：低频基站100将加密后的数据包信息帧调制到125KHz载波上；
步骤S1-7：低频基站100发送125KHz调制波；
发送完成后，低频基站100进入定时睡眠，准备发送下一帧数据；
本实施例中，两个第一高频基站310的操作步骤都为S5：
步骤S5-1：启动第一高频基站310，初始化硬件和初始化网络；
步骤S5-2：等待接收信息；
步骤S5-3：如信息来自第二高频基站320，第一高频基站310解析信息；
步骤S5-4：将S5-3步骤处理后的信息，按照标签网络地址，将信息发送至有源标签200；
步骤S5-5：如信息来自有源标签200，第一高频基站310检测接收到的数据包的信号强弱值；
步骤S5-6：第一高频基站310将接收的标签识别码信息，添加本地高频基站编码信息；
步骤S5-7：第一高频基站将步骤S5-6处理后的信息，发送至第二高频基站320；
本实施例中，第二高频基站320的操作步骤S6是：
步骤S6-1：启动第二高频基站320，初始化硬件和初始化网络；
步骤S6-2：等待接收信息；
步骤S6-3：接收到来自第一高频基站310的2个信息包，第二高频基站解析信息包，得到来自同一标签同一包序号，但来自不同下一级高频基站的信息，该信息中包含有有源标签200发送的同一包数据由不同下一级高频基站接收的信号强度值；
步骤S6-4：第二高频基站320将步骤S6-3处理后得到的2个不同的信号强度值，进行比较，若来自第一高频基站310的数据中，有源标签200的信号强度值大于来自另一个第一高频基站310的数据的标签信号强度值，则有源标签200在该第一高频基站310天线面向的区域内，反之，则在另一个第一高频基站310天线面向的区域内。
步骤S6-5：按照***设定参数修改标签信息，并将信息发送至S6-3中信号强度值较大的第一高频基站310；
本实施例中，有源标签200的操作步骤同操作步骤S4：
步骤S4-1：启动有源标签200，初始化硬件和初始化网络；
步骤S4-2：有源标签200进入睡眠模式；
步骤S4-3：有源标签200进入低频信号有效覆盖范围，低频基站100发送的数据包，经过低频天线、解调滤波和低频识别模块后，数据转换成数字电平脉冲序列，触发有源标签200的IO中断，有源标签200读取低频数据，进行软件包络检波；
步骤S4-4：有源标签200将步骤S4-3处理后的数据，进行按照信息包头进行信息过滤，提取有用信息；
步骤S4-5：低频基站100前导码码字校验成功后，有源标签200通过低频基站100发送的信息，获得低频基站编码，进行区域号码检测，得到有源标签所在区域信息；
步骤S4-6：有源标签200按照区域信息，设定高频网络参数；
步骤S4-7：有源标签200将自身信息发送至所在区域的第一高频基站310；
步骤S4-8：有源标签200启动接收定时器，等待接收第一高频基站310下发信息；
步骤S4-9：等待接收信息；
步骤S4-10：接收到第一高频基站310下发信息，有源标签200关闭接收定时器，并将接收信息进行相关解析和处理；
步骤S4-11：有源标签200将步骤S4-10处理后的信息中，得到语音播报信息，通过数字语音合成后，播放语音信息。
本发明的硬件复杂度低、体积小，另外采用125KHz低频和2.4GHz高频信号相结合的方式，实现对有源标签的无线远距离射频识别，所组成的***具有识别精度高、功耗低的特点，一方面可实现对高速运动物体的进行识别，另一方面可同时识别多个电子标签。在功能上，不但数据可以全双工交互，而且有源标签能播报语音信息。
本发明将双频模式运用于无线远距离射频识别，降低了标签功耗，有效减小了标签的体积，而且提高了标签的定位精度，具备操作简单、识别精确度高、数据可靠性高且信息保密性好的特点。
本发明，将2.4GHz和125KHz频率相结合，有源标签内增加低频识别模块和语音合成模块，利用低频技术，激活处于休眠状态的标签，降低有源标签功耗。同时，结合低频信号覆盖范围有限且边界清晰的特点，实现标签区域定位。利用2.4GHz频段，不同方向的定向天线接收到的标签信息的信号强弱值不同，实现小范围内对物体运动方向的识别。标签采用语音数字合成技术，实现数据的语音播报。
需要说明是，以上实施例仅仅示意公开了高频2.4GHz、低频125KHz，本发明不限于此，还可以选用其他频率的高频段、以及低频段电磁波，主要是利用低频电磁波具有明显边界覆盖范围较小、以及高频传播距离远的特点。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种宽范围的射频识别方法，适用于监管范围宽的监控管理***中，其特征在于：
将所述监管范围划分为至少一个子区域，在每一个所述子区域中安装有低频基站、以及第一高频基站；
所述子区域的大小与安装于该子区域中的低频基站的低频覆盖范围大小一致；
在所述第一高频基站与所述监控管理***的中央控制平台之间安装有第二高频基站；
所述低频基站向进入其子区域的有源标签传送一低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；
所述有源标签将接收到的低频信号进行比对，若与其预存的低频基站编码相匹配，则所述有源标签向其所在子区域中的第一高频基站发送一第一微波信号，在所述第一微波信号中包含有该有源标签本身的标签识别码信息、以及低频基站编码信息；
所述第一高频基站将接收到的第一微波信号与自身的第一高频基站编码相叠加，并通过一第二微波信号传送给所述第二高频基站；
所述第二高频基站将接收到的第二微波信号中的低频基站编码信息、第一高频基站编码信息、以及标签识别码信息转发给所述监控管理***的中央控制平台进行控制运用。
2.根据权利要求1所述的宽范围的射频识别方法，其特征在于：
所述监控管理***的中央控制平台根据其接收到的所述标签识别码信息，产生一控制指令；
所述控制指令通过第二高频基站回传给对应第一高频基站；
所述第一高频基站将接收到的控制指令回传给对应的有源标签；
所述有源标签根据所述控制指令执行相应的动作。
3.一种窄范围的射频识别方法，适用于监管范围窄的监控管理***中，其特征在于：
所述监管范围小于等于安装在该区域中的低频基站的低频覆盖范围；
在所述监管范围中安装有至少两个成对的第一高频基站；
所述各个第一高频基站的天线都为定向天线，成对的每个定向天线朝向都相反；
所述低频基站向进入其低频覆盖范围内的有源标签传送一低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；
所述有源标签将接收到的低频信号进行比对，若与其预存的低频基站编码相匹配，则所述有源标签以广播的方式向区域内的所有第一高频基站发送一第一微波信号，在所述第一微波信号中包含有该有源标签本身的标签识别码信息、以及低频基站编码信息；
所述第一高频基站将接收到的第一微波信号进行强度值检测、以及添加自身的高频基站信息，并通过第二微波信号传送给第二高频基站，在所述第二微波信号中包含标签识别码信息、第一微波信号强度值信息、以及该第一高频基站编码信息；
所述第二高频基站对接收到的第二微波信号中包含的第一微波信号强度值进行大小比较，并将强度值最大的第一微波信号所对应的第二微波信号中所包含的第一高频基站编码信息、以及标签识别码信息转发给所述监控管理***的中央控制平台进行控制运用。
4.根据权利要求3所述的窄范围的射频识别方法，其特征在于：
所述监控管理***的中央控制平台根据其接收到的所述标签识别码信息，产生一控制指令；
所述控制指令通过第二高频基站回传给对应第一高频基站；
所述第一高频基站将接收到的控制指令回传给对应的有源标签；
所述有源标签根据所述控制指令执行相应的动作。
5.根据权利要求1至4任一项所述的射频识别方法，其特征在于：
所述低频信号的频率为125K赫兹；
所述第一微波信号、以及第二微波信号的频率为2.4G赫兹。
6.一种射频识别***，其特征在于：
该***包括低频基站、有源标签、高频基站；
所述低频基站，用以产生一低频信号，在所述低频信号中包含有该低频基站的低频基站编码信息；
所述有源标签，用以接收低频信号，并将所述低频信号与预存在其内的低频基站编码进行比对，若二者相匹配则唤醒该有源标签的微处理器模块，所述微处理器模块指令有源标签的高频模块与高频基站通过微波信号进行信息交互；
所述高频基站，用以接收与发送微波信号，将接收到的微波信号中的信息转发其他装置进行运用。
7.根据权利要求6所述的射频识别***，其特征在于：
所述低频基站包括第一微处理器芯片、大功率放大器、以及第一低频天线；
所述低频基站，用以产生一低频信号，具体是：
所述第一微处理器芯片产生一低频信号；
所述大功率放大器将所述低频信号进行放大处理；
所述第一低频天线将所述低频信号以低频电磁波方式发射出去。
8.根据权利要求6所述的射频识别***，其特征在于：
所述有源标签包括第二低频天线、解调滤波模块、低频识别模块、第二微处理器芯片、第一RF模块、以及第一高频天线；
所述有源标签，用以接收低频信号，并将所述低频信号与预存在其内的低频基站编码进行比对，若二者相匹配则唤醒该有源标签的微处理器模块，所述微处理器模块指令有源标签的高频模块与高频基站通过微波信号进行信息交互，具体是：
所述第二低频天线接收低频信号并传输给解调滤波模块；
所述解调滤波模块将所述低频信号进行解调和滤波处理并传输给低频识别模块；
所述低频识别模块将所述低频信号与预存的低频基站编码信息进行比对，若二者匹配则产生一中断信号以唤醒第二微处理器芯片；
所述第二微处理器芯片指令第一RF模块、以及第一高频天线与高频基站通过微波信号进行信息交互。
9.根据权利要求8所述的射频识别***，其特征在于：
所述有源标签还包括一语音模块，所述语音模块与所述第二微处理器芯片连接。
10.根据权利要求6所述的射频识别***，其特征在于：
所述高频基站包括第二高频天线、第二RF模块、第三微处理模块、以及串口通信模块；
所述高频基站，用以接收与发送微波信号，将接收到的微波信号中的信息转发其他装置进行运用，具体是：
所述第二高频天线与第二RF模块接收与发送微波信号；
所述第三微处理器控制第二高频天线、以及第二RF模块的收发，并将接收到的微波信号中的信息通过串口通信模块转发给其他装置进行运用。
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