CN109217902B - 基于温度补偿的射频衰减器控制方法、控制装置及读写器 - Google Patents

基于温度补偿的射频衰减器控制方法、控制装置及读写器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于温度补偿的射频衰减器控制方法，用于UHF RFID读写器，所述方法包括：获取靠近读写器热源设置的温度传感器的温度数据；根据所述温度数据和所述读写器的连续工作时间生成控制信号，并将所述控制信号发送给射频衰减器，以使所述射频衰减器根据所述控制信号调整衰减量进而保证输出电平在预设范围内。采用本方法，能较好的快速地实现在不同温度环境下将干扰信号控制在一定的电平以内，从而在超高频射频识别(UHF RFID)的高速应用领域中表现出优良的性能。

Description

基于温度补偿的射频衰减器控制方法、控制装置及读写器
技术领域
本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)领域，更具体地说，涉及一种基于温度补偿的射频衰减器控制方法、接收机及读写器。
背景技术
可变射频衰减器是无线通信读写器中关键的、主要的组成部件，而衰减器的衰减量往往根据读写器的要求需要做自动或手动调节。现有UHF RFID读写器的接收机，可在其输入端接入一定的衰减，使得由天线反射回的自干扰信号降低而不至于大的干扰信号干扰接收机或致使接收机工作在饱和状态，从而降低接收机工作性能，然而此衰减器的衰减量也不能太大，太大会降低接收机接收微弱信号的能力，使接收机接收灵敏度恶化。因此实际应用中，一般根据自干扰信号的大小自动或手动调节衰减量，使其输入到接收机的输入端接收到的自干扰信号维持在一定的电平之内，以免接收机处于饱和状态，同时又不能过于降低返回的微弱信号。
射频可变衰减器衰减数值的调节一般通过以下几种方式进行调节：一、通过调节衰减器的控制衰减电压；二、通过调节输入给衰减器的信号大小；这些在常温下一般的应用中是可以有效调节衰减器衰减量致使其输出电平保持在一定的范围内，但是作为UHF RFID读写器的特性以及环境温度发生变化时，特别在摄氏零下40度到摄氏零上65度整个环境温度范围内衰减器的输出信号电平会变化很大，从而导致输入到接收机的自干扰信号幅度变化很大，而这些变化将直接影响读写器的接收性能，特别是高速应用场合的接收性能。
发明内容
有鉴于此，本发明实提供一种基于温度补偿的射频衰减器控制方法，用于UHFRFID读写器，所述方法包括：
获取靠近读写器热源设置的温度传感器的温度数据；
根据所述温度数据和所述读写器的连续工作时间生成控制信号，并将所述控制信号发送给射频衰减器，以使所述射频衰减器根据所述控制信号调整衰减量进而保证输出电平在预设范围内。
进一步的，所述根据所述温度数据和所述读写器的工作时间生成控制信号步骤具体为：
根据所述温度数据生成温度控制电压V(T)；
根据所述读写器的连续工作时间生成时间控制电压V(t)；
则所述控制信号为合成电压VGC，其中VGC＝V(t)+V(T)。
具体的，所述温度控制电压V(T)为：
V(T)＝-3.587×10-5×T2-5.467×10-3×T+1.59，-40℃≤T≤65℃
其中V(T)单位为V，T为温度传感器测得的温度数据，单位为℃。
所述时间控制电压V(t)为：
V(t)＝0.067×t2-0.233×t+0.2 0≤t≤2mS；
V(t)＝0 t＞2mS；
其中V(t)单位为V，t为读写器当次连续工作的时间，单位为mS。
另一方面，本发明还提供了一种射频衰减器控制装置，包括：
温度传感器，用于获取读写器的温度数据；
控制模块，用于根据所述温度数据和所述读写器的连续工作时间生成控制信号，并将所述控制信号发送给射频衰减器，以使所述射频衰减器根据所述控制信号调整衰减量进而保证输出电平在预设范围内。
进一步的，所述控制模块包括：
温度控制电压生成模块，用于根据所述温度数据生成温度控制电压V(T)；
时间控制电压生成模块，用于根据所述读写器的连续工作时间生成时间控制电压V(t)；
合成电压生成模块，用于生成合成电压VGC，其中VGC＝V(t)+V(T)，VGC即为所述控制信号。
在一方面，还公开一种射频衰减器控制装置，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储程序指令，以使所述处理器加载所述程序指令，完成如上所述的方法步骤。
同时还公开了一种射频读写器，用于和车载设备无线通信，包括如上所述的射频衰减器控制装置，还包括收发模块，和所述收发模块依次相连的射频衰减器、接收机，其中所述收发模块为UHF RFID模块，用于接收无线射频信号并传输至所述射频衰减器，以使所述射频衰减器在所述射频衰减器控制装置的控制下输出预设范围内的电平信号。
进一步的，所述收发模块为收发共用装置，包括环形器。
还公开了一种计算机可读存储器，其上存储有程序指令，所述程序指令被处理器加载并执行实现如上所述方法的步骤。
基于上述技术方案，能较好的快速地实现在不同温度环境下将干扰信号控制在一定的电平以内，从而在超高频射频识别(UHF RFID)的高速应用领域中表现出优良的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于温度补偿的射频衰减器控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
随着高速公路的发展，我国高速路上所使用的UHF RFID读写器逐渐增多，为了保证其在摄氏零下40度到摄氏零上65度整个环境温度范围内都具有良好的工作性能，需要保证接收的有效信号和干扰信号相对于接收机不至于过低的同时，也不能使得接收机工作于饱和状态，因此需要对输入接收机的信号进行衰减，实施例1，在此本发明提供如图1所示的一种基于温度补偿的射频衰减器控制方法，用于UHF RFID读写器的射频衰减器，方法包括：
S101：获取靠近读写器热源设置的温度传感器的温度数据；
S102：根据所述温度数据和所述读写器的连续工作时间生成控制信号，并将所述控制信号发送给射频衰减器，以使所述射频衰减器根据所述控制信号调整衰减量进而保证输出电平在预设范围内。
采用本方法，能将温度转换为能控制射频衰减器衰减量的控制信号，实现对射频衰减器衰减量的控制，从而实现稳定的电平输入到接收机，能较好的快速地实现在不同温度环境下将干扰信号控制在一定的电平以内，从而在超高频射频识别(UHF RFID)的高速应用领域中表现出优良的性能。
除了温度对射频衰减器的影响外，读写器工作在不时的开关状态，如每次和一个车载设备完成交易后就可能进入休眠状态，刚开始工作与工作即将结束时，读写器发射的射频信号从天线反射回的自干扰信号变化波动也较大，将导致在接收机的输入自干扰信号变化也很大，为此还要对读写器的工作时间与接收端射频衰减器的输出对应的关系拟合一个时间函数，使其弥补由于工作时间的不同而造成的输入到接收机的自干扰输入信号的不一致问题。
具体的所述根据所述温度数据和所述读写器的工作时间生成控制信号为步骤具体为：
根据所述温度数据生成温度控制电压V(T)；
根据所述读写器的连续工作时间生成时间控制电压V(t)；
则所述控制信号为合成电压VGC，其中VGC＝V(t)+V(T)。
其中V(T)＝-3.587×10-5×T2-5.467×10-3×T+1.59，-40℃≤T≤65℃
V(T)单位为V(伏特)，T为温度传感器测得的温度数据，单位为℃(摄氏度)。
进一步的所述时间控制电压V(t)具体为：
V(t)＝0.067×t2-0.233×t+0.2 0≤t≤2mS；
V(t)＝0 t＞2mS；
其中V(t)单位为V(伏特)，t为读写器当次连续工作的时间，单位为mS(毫秒)。
其中预设电平的大小和接收机选择相关，在此不做限定。
采用本方法，当射频衰减器在不同的温度环境下工作时，由温度传感器测出读写器的工作温度，将其检测出的温度数据传递给处理器，处理器再由上述的关系，根据读写器连续的工作时间输出相应的合成电压去控制射频衰减器的衰减量，以实现射频衰减器输出射频信号电平保持在预设范围内。
再一个实施例中，还公开了一种射频衰减器控制装置，包括：
温度传感器，用于获取读写器的温度数据；
控制模块，用于根据所述温度数据和所述读写器的连续工作时间生成控制信号，并将所述控制信号发送给射频衰减器，以使所述射频衰减器根据所述控制信号调整衰减量进而保证输出电平在预设范围内。
所述控制模块包括：
温度控制电压生成模块，用于根据所述温度数据生成温度控制电压V(T)；
时间控制电压生成模块，用于根据所述读写器的连续工作时间生成时间控制电压V(t)；
合成电压生成模块，用于生成合成电压VGC，其中VGC＝V(t)+V(T)，VGC即为所述控制信号。
同时公开了另一种射频衰减器控制装置，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储程序指令，以使所述处理器加载所述程序指令，完成如实施例1所述的方法步骤。
再一个实施例中，公开了一种射频读写器，用于和车载设备无线通信，括如上一实施例所述的射频衰减器控制装置，还包括收发模块，和所述收发模块依次相连的射频衰减器、接收机，其中所述收发模块为UHF RFID模块，用于接收无线射频信号并传输至所述射频衰减器，以使所述射频衰减器在所述射频衰减器控制装置的控制下输出预设范围内的电平信号。
其中，所述收发模块为收发共用装置，具体的包括一环形器。
采用本技术方案，能较好的快速地实现在不同温度环境下将干扰信号控制在一定的电平以内，从而在超高频射频识别(UHF RFID)的高速应用领域中表现出优良的性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种基于温度补偿的射频衰减器控制方法，用于UHF RFID读写器，其特征在于，所述方法包括：
获取靠近读写器热源设置的温度传感器的温度数据；
根据所述温度数据和所述读写器的连续工作时间生成控制信号，并将所述控制信号发送给射频衰减器，以使所述射频衰减器根据所述控制信号调整衰减量进而保证输出电平在预设范围内；
所述根据所述温度数据和所述读写器的工作时间生成控制信号步骤包括：
根据所述温度数据生成温度控制电压V(T)；所述温度控制电压V(T)具体为：V(T)＝-3.587×10-5×T2-5.467×10-3×T+1.59，-40℃≤T≤65℃；
根据所述读写器的连续工作时间生成时间控制电压V(t)；
则所述控制信号为合成电压VGC，其中VGC＝V(t)+V(T)；其中，V(T)单位为V，T为所述温度传感器测得的所述温度数据，单位为℃；
V(t)单位为V，t为所述读写器当次连续工作的时间，单位为mS。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间控制电压V(t)具体为：
V(t)＝0.067×t2-0.233×t+0.2 0≤t≤2mS；
V(t)＝0 t＞2mS；
其中V(t)单位为V，t为读写器当次连续工作的时间，单位为mS。
3.一种射频衰减器控制装置，其特征在于，包括：
温度传感器，用于获取读写器的温度数据；
控制模块，用于根据所述温度数据和所述读写器的连续工作时间生成控制信号，并将所述控制信号发送给射频衰减器，以使所述射频衰减器根据所述控制信号调整衰减量进而保证输出电平在预设范围内；
所述控制模块包括：
温度控制电压生成模块，用于根据所述温度数据生成温度控制电压
V(T)；所述温度控制电压V(T)具体为：
V(T)＝-3.587×10-5×T2-5.467×10-3×T+1.59，-40℃≤T≤65℃；
时间控制电压生成模块，用于根据所述读写器的连续工作时间生成时间控制电压V(t)；
合成电压生成模块，用于生成合成电压VGC，其中VGC＝V(t)+V(T)，VGC即为所述控制信号。
4.一种射频衰减器控制装置，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储程序指令，以使所述处理器加载所述程序指令，完成如权利要求1-2任一项所述的方法步骤。
5.一种射频读写器，用于和车载设备无线通信，其特征在于，包括如权利要求3-4任一项所述的射频衰减器控制装置，还包括收发模块，和所述收发模块依次相连的射频衰减器、接收机，其中所述收发模块为UHF RFID模块，用于接收无线射频信号并传输至所述射频衰减器，以使所述射频衰减器在所述射频衰减器控制装置的控制下输出预设范围内的电平信号。
6.根据权利要求5所述的射频读写器，其特征在于，所述收发模块为收发共用装置，包括环形器。
7.一种计算机可读存储器，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行实现如权利要求1-2任一项所述方法的步骤。
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