專利名稱：一種對大數量物品多層面識別定位和管理的系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及用無線射頻識別技術RFID進行對物品的識別定位和管理，特別對大 數量多空間的物品進行精確定位識別和管理。
背景技術：
典型的無線射頻識別RFID系統，包括閱讀器，閱讀器天線，電子標簽和數據處理 系統。閱讀器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號，當RFID標簽進入發射天線工作區域 時產生感應電流，RFID標簽獲得能量被激活；RFID標簽將自身編碼等信息通過內置發送天 線發送出去；閱讀器接收天線接收到從RFID標簽發送來的載波信號，經天線調節器傳送到 閱讀器，閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然后送到數據處理系統進行相關處理；數據 處理系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出 指令信號控制執行機構動作。通常情況下閱讀器只能進行識別功能，而不能進行定位功能； 有些閱讀器能實現多天線的定位功能，但是不能在高密度大數量RFID標簽進行精確定位； 即使能實現高密度大數量RFID標簽的識別定位也是在高額成本和復雜電路的前提下。通過檢索發現，公告號為CN101271509A的發明作為本發明的對比文本，其揭示了 一種基于無線射頻識別RFID技術在多空間下實現的物品精確定位，但是其也只能一個子 天線對應一個天線回路接口，這樣導致子天線連接數量上有限，當面對上百個或上千個物 品定位時，需要更為復雜的電路設計。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術所存在的不足，而提供一種基于無線 射頻識別RFID技術下，使用單一閱讀器連接多層天線陣列并通過一種多層天線陣列尋址 控制單元實現對高密度大數量RFID標簽在多空間情況下進行識別，管理和精確定位。單元 子天線被分布在空間的不同層面，并具有獨立的工作區域，互不干擾，通過行列式回路方式 將各個單元子天線連接在一起構成多層天線陣列，由天線陣列尋址控制單元對行列式回路 進行選通，從而導通指定的單元子天線，對在該天線區域內的RFID標簽進行操作。本發明通過以下技術方案來實現上述技術問題一種對大數量物品多層面識別定位和管理的系統，特征是以RFID系統為基礎， 用帶天線尋址控制單元的多層天線陣列對大數量物品分布在多層面情況進行識別定位和 管理；單層面天線陣列由多個單元子天線通過行列式組合構成，每個層面的天線陣列通過 行列對應連接構成多層天線陣列，每一個單元子天線擁有獨立的地址碼存儲于數據處理系 統中；天線陣列尋址控制單元由一系列的開關電路組成；數據處理系統將需要掃描的單元 子天線邏輯地址碼發送到天線的尋址控制單元，該單元根據數據處理系統發過來的邏輯地 址碼生產物理地址碼對層面，行，列電路進行選擇性導通，然后由閱讀器發送信號到導通的 單元子天線，又通過該回路接收該單元子天線上RFID標簽的反饋信號，最后將調解好的數 據傳送給數據處理系統，由數據處理系統對該數據進行對應的操作。
該技術的優點通過陣列方式構造出的多層天線陣列能夠極大的提高單元子天線 的數量，從而實現對大數量物品的定位，識別和管理；同時簡化了電路設計。
附圖1為本發明單個單元子天線結構示意圖；附圖2為本發明一行多列天線陣列結構示意圖；附圖3為本發明多行多列天線陣列結構示意圖；附圖4為本發明多層天線陣列結構示意圖；附圖5為本發明天線陣列尋址控制單元電路結構示意圖。
具體實施例方式如圖1中①為一個獨立的單元子天線，②和③為該單元子天線的輸入和輸出端； 圖2中的一行多列天線陣列由多個單元子天線連接而構成，④為個單元子天線共同連接的 行接口端，⑤為各個單元子天線的列接口端；圖3中為多行多列的天線陣列，⑥為各個單元 子天線連接的各列接口端，⑦為各個單元子天線連接的行接口端，通過單行和單列的選通， 可以準確的讓某單個單元子天線產生導通，從而對其上的RFID標簽進行定位識別和管理； 圖4中將圖3的多行多列天線陣列連接成多層面的天線陣列，圖中的⑧為放置頂層的物品， ⑨為與物品⑧物理關聯的RFID標簽，⑩為放置底層的物品，O為與物品⑩物理關聯的RFID 標簽，圖中 為各個層面相同列對應連接構成的接口端，此圖中作為輸出端口，而和O 為各個層面各行的接口端，此圖中作為輸入端，由此圖可以看出當輸入端的單層單行確定， 并且輸出端的單列被確定，單個單元子天線的位置也被確定，從而可對該位置的帶有RFID 標簽的物品進行識別定位和管理；圖5中@是射頻識別系統中的閱讀器，接收( 來自于天 線陣列尋址控制單元 的信號，并向該單元發送 射頻信號，圖中Θ為該RFID射頻識別 系統的數據處理系統，它為圖中天線陣列尋址控制單元 提供邏輯地址碼，并接受來自閱 讀器@調解后的標簽數據，并控制閱讀器 的狀態功能，圖中虛線框 為天線陣列尋址控 制單元，該單元包括地址解碼器 ，它把從數據處理系統發來的邏輯地址碼轉換成物理地 址碼，并輸出到行控制開關電路@，和層面控制開關電路 到@，以及列控制電路⑩，從 而讓圖5中連接閱讀器 發射端的 或 單路選通，以及連接閱讀器( 接收端的@單路 選通，同時圖5中 與圖4中 連接，并形成一一對應關系，圖5中 與圖4中 連接，并 形成一一對應關系，圖5中(g)與圖4中 連接，并形成一一對應關系，通過此連接方式，可 以看出圖5中的@用來控制圖4中各層面的行選通，而 和@用來控制圖4中的頂層面選 通和底層面選通，而圖5中@用來控制圖4中的列選通，當圖5中尋址控制單元 的行控制 @確定某單一行，層面控制 到@確定某單一層，并且列控制@確定某單一列，那位于圖 4中的與之對應的某單元子天線被選通，并且是這個天線陣列中唯一選通的單元子天線。具體實現流程設搜索第一層面的第一行的第一列的單元子天線上的物品，首先 由RFID射頻識別技術的數據處理系統 向多層天線陣列尋址控制單元 發送該單元子天 線的邏輯地址碼，由該控制單元中的地址解碼器解碼得到物理地址并向控制電路輸出，即向圖5中@輸出控制所有層面第一行的控制電路為高電平，其余行為低電平，同時向圖5 中控制第一層面的 發送高電平，其余層面為低電平，而在@上控制第一列的控制電路發 送高電平，其余為低電平，從而讓第一層面的第一列的第一行的單元子天線處于選通狀態， 這時由數據處理系統 向閱讀器發送讀指令，由閱讀器( 發送射頻信號，并通過選通行和 選通層控制電路向該單元子天線發送射頻信號，當該單元子天線上的RFID標簽接收到閱 讀器發射的信號后，產生反饋信號，并由該單元子天線攜帶反饋信號通過該天線的選通列 向天線控制單元傳送，由于選通列與閱讀器的接收端相連，從而讓閱讀器( 接收到該RFID 標簽的反饋信號，并進行解調，再傳送給數據處理系統 ，由該系統判斷識別定位和管理。 通過數據處理系統發送不同的邏輯地址碼來改變不同的控制行，控制列和和控制層，可以 選通不同并且唯一的多層天線陣列中的單元子天線，從而實現對每一個單元子天線上帶有 RFID標簽的物品進行定位識別和管理，以此類推，同樣可以進行定位掃描，行掃描，以及多 種掃描方式。 使用該陣列式的天線結構，極大的提高了單元子天線的數量，和簡化電路設計，通 過不同的掃描方式可以實現多種不同的定位方法，從而簡化系統的管理，同時該系統可以 得到極大的擴展形成多維度的天線陣列結構，能在很大程度上節約成本。
權利要求
1.一種對大數量物品多層面分布的識別定位和管理的系統，該系統以無線射頻識別系 統RFID為基礎，包括電子標簽，閱讀器天線，閱讀器以及數據處理系統。單個物品上內嵌 單個或多個電子標簽，閱讀器通過閱讀器天線向電子標簽發射射頻信號；電子標簽接收到 信號，獲得足夠能量后，通過其集成芯片中的編碼信息調制到載波上或者寫入自身的存儲 單元，然后通過自身的天線發射出去；閱讀器通過閱讀器的天線接收到電子標簽發射來的 信號，進行解調和解碼，然后發送到數據處理系統，數據處理系統對從閱讀器接收到的數據 進行識別和處理。其特征是設計一個多層閱讀器天線陣列，并建立一個多層閱讀器天線陣 列尋址控制單元，該單元與數據處理系統和多層閱讀器天線陣列相連；多層閱讀器天線陣 列的單元子天線擁有獨立的工作區域和地址碼；地址碼和電子標簽的識別碼都將存放于數 據處理系統中，并形成對應關系。
2.如權利要求1中所述的對大數量物品多層面分布的識別定位和管的理的系統，其特 征是閱讀器天線陣列每個單元子天線通過單行多列式回路連接形成單行天線陣列，多 個單行天線陣列組成多行多列式回路連接形成2維天線陣列，將2維閱讀器天線陣列嵌入 用于放置物品的每個單一層面中，并將不同層面天線對應行列接口與閱讀器天線尋址控制 單元相連構成多層面天線陣列；多層面閱讀器天線陣列尋址控制單元用于接受由數據處理系統發來的天線尋址地 址，并控制閱讀器的接收或發送信號到指定的多層天線陣列的單元子天線上。
全文摘要
本發明公開了一種基于無線射頻識別技術RFID的對大數量多層分布的物品進行有效定位識別和管理的系統，該系統利用一種多層天線陣列，和天線陣列尋址控制單元對處于不同位置的單元子天線上的物品進行精確定位識別和管理，該系統能極大的提高單元子天線的數量，和提供多樣的定位掃描方式，并且能靈活的進行天線擴展。
文檔編號G06K19/07GK102096790SQ20091021665
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者胡濤 申請人:胡濤