一種rfid系統中的高精度頻率測量方法
【專利摘要】本發明提供一種RFID系統中的高精度頻率測量方法，其特征在于包括如下步驟：被測信號通過硬件直接引入到CPU的定時器中，用于信號的捕獲；在定時器的閘門時間T內，同時分別記錄待測信號的脈沖數Nx和定時器的標準信號的脈沖數N0，若定時器的標準信號頻率為f0,則待測信號頻率fx為：fx＝f0*Nx/N0。所述閘門時間T不小于1/(f0*Δf)，Δf＝|fx-fx|＝f0*Nx/(Ns*N0)＝fs/N0，其中：Ns為N0的標準值，|N0-Ns|＝1，fs為被測頻率標準數值，fs＝f0*Nx/Ns。本發明具有的優點和積極效果是：方法是脈沖數定時測頻法和脈沖周期測頻法的綜合方法，對系統硬件要求不高，即使在主頻很低的單片機上使用也能夠滿足頻率測量的精度要求，適用于RFID的硬件系統。
【專利說明】一種RFID系統中的高精度頻率測量方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于射頻信號頻率測量【技術領域】，尤其是涉及一種RFID系統中的高精度頻率測量方法。
【背景技術】
[0002]在RFID系統中會要求有源電子標簽或者閱讀器具備測量輸入信號頻率的能力。比如在高速公路ETC系統中，有源電子標簽接收到來自射頻的喚醒信號后需要對的喚醒信號進行頻率檢測。如果輸入信號滿足14KHz的喚醒要求，電子標簽響應后續操作，否則標簽進入休眠狀態。這種機制可以有效排除外界環境對電子標簽產生的干擾。又如在RFID智能停車場中，需要閱讀器能夠檢測來自地感線圈輸入信號。閱讀器可以根據地感線圈的頻率變化來識別車輛的駛入駛出。
[0003]常規的測量頻率方法包括脈沖數定時測頻法和脈沖周期測頻法。脈沖數定時測頻法是記錄在確定時間內待測信號的脈沖個數測量頻率。脈沖周期測頻法是在待測信號的一個周期內，記錄標準頻率信號變化次數。兩種方法各有利弊。脈沖數定時測頻法適用于被測信號頻率遠遠高于基準頻率的情況。而脈沖周期測頻法適合被測信號頻率遠遠低于基準頻率的情況。而且兩種方法測量存在較大誤差，滿足不了精確度要求高的頻率測量。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種RFID系統中的高精度頻率測量方法，為RFID系統中有源電子標簽和閱讀器提供一種高精度的頻率測量方法，能夠滿足實際應用的需求。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
[0006]一種RFID系統中的高精度頻率測量方法，其特征在于包括如下步驟:
[0007]被測信號通過硬件直接引入到CPU的定時器中，用于信號的捕獲；
[0008]在定時器的閘門時間T內，同時分別記錄待測信號的脈沖數Nx和定時器的標準信號的脈沖數Ntl,若定時器的標準信號頻率為&，則待測信號頻率仁為:
[0009]fx= f q*Nx/N0。
[0010]優選的，所述閘門時間T不小于l/(fQ*Af)，
[0011]Af= I fx-fx I = f0*Nx/ (NS*N。)= fs/N0，
[0012]其中:凡為N C1的標準值，IN O-Ns I = 1，仁為被測頻率標準數值，f s= f 0*NX/Nso
[0013]本發明具有的優點和積極效果是:
[0014]本方法是脈沖數定時測頻法和脈沖周期測頻法的綜合方法，對系統硬件要求不高，即使在主頻很低的單片機上使用也能夠滿足頻率測量的精度要求，適用于RFID的硬件系統；
[0015]且測量精度不受被測信號頻率的影響，方法簡單實用并且穩定可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明頻率測量的基本硬件系統框圖；
[0017]圖2是本發明頻率測量原理示意圖；
[0018]圖3是本發明頻率測量的軟件實現流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細說明。
[0020]本發明中的頻率測量方法依賴的通用硬件系統框圖如圖1所示；
[0021]—種RFID系統中的高精度頻率測量方法，包括如下步驟:
[0022]被測信號通過硬件直接引入到CPU的定時器模塊中，用于信號的捕獲；
[0023]在脈沖信號的閘門時間T內，同時分別記錄待測信號的脈沖數Nx和定時器的標準信號的脈沖數凡，若標準信號的頻率為&，則待測信號頻率仁為:
[0024]fx= f 0*Nx/N0(公式 I)
[0025]在一次測量中，由于fx的計數的閘門信號是由該信號的邊沿觸發控制的，因此在T時間內的計數Nx是準確值，而標準信號的脈沖數Ntl會存在土 I的計數誤差；設fs為被測頻率標準數值，Ns為Ntl的標準值，那么INtl-NsI = I，根據上述公式I，因此頻率誤差Af為:
[0026]Af= I fx-fx I = f0*Nx/ (Ns*Nq) = fs/N0 (公式 2)
[0027]對應的頻率分辨率I δ f I為:
[0028]δ f I = Δ f/fs= 1/Ν0= I/(f 0*Τ)(公式 3)
[0029]可見，在基準信號頻率f0固定的情況下，通過調整閘門時間T可以調整頻率的相對誤差。
[0030]由于該檢測精度的頻率分辨率I δ」為l/(fQ*T)，若要求分辨率為Λ f，那么需要控制的閘門時間T應該至少為I/ (fQ* Δ f)。
[0031]本發明方法在軟件實現過程中的主控流程如下:
[0032](101)根據實際測量精度的要求計算閘門信號時間T并轉化為定時器時鐘的計數數值TR_TH，由于定時器的基準時鐘頻率為&，那么閘門信號對應的計數數值N_TH為I/Δ fo比如要求頻率分辨率為0.002%，那么計數器需要計數的數值就是50000。
[0033](102)設置CPU內部定時器Timer為上升沿捕獲模式，Timer的中斷使能。
[0034](103)選擇外部被測信號作為CPU的捕獲信號，設置定時器開關變量TimerStatus=0N，捕獲計數Nx清0，開啟Timer定時器。
[0035](104)循環等待，直到TimerStatus標志為OFF。
[0036](106)計算被測信號頻率數值fx = f0*Nx/N0。
[0037]其中頻率測量的定時器中斷處理流程如下:
[0038](101)Nx 計數加 I。
[0039](102)若TimerStatus為0N，則將定時器的計數NO清0，并且設置變量TimerStatus = RUNNING。
[0040](103)若TimerStatus不為0N，判斷NO是否大于N—TH ;如果超過則將定時器Timer關閉，設置定時器開關變量TimerStatus = OFF。
[0041]經過上述流程，軟件可以完成信號頻率的測量。
[0042]通過實際的應用系統進行驗證，本發明方法完全能夠滿足頻率檢測的精度要求。且測量精度不受被測信號頻率的影響，方法簡單實用并且穩定可靠。
[0043]以上對本發明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本發明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發明的專利涵蓋范圍之內。
【權利要求】
1.一種即10系統中的高精度頻率測量方法，其特征在于包括如下步驟: 被測信號通過硬件直接引入到的定時器中，用于信號的捕獲； 在定時器的閘門時間I內，同時分別記錄待測信號的脈沖數版和定時器的標準信號的脈沖數凡，若定時器的標準信號頻率為？。，則待測信號頻率仁為:
^ 0氺版/凡。
2.根據權利要求1所述的即10系統中的高精度頻率測量方法，其特征在于:所述閘門時間I'不小于1八？#八？)， 八？ == 隊/(凡氺凡)=匕/凡， 其中:凡為?。的標準值，?0-凡=1，仁為被測頻率標準數值，1= ？。柳7凡。
【文檔編號】G01R23/10GK104459314SQ201410766466
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優先權日:2014年12月11日
【發明者】高峰 申請人:天津中興智聯科技有限公司