[发明专利]声波识别(SWID)技术

说明书

背景技术

1948年哈里·斯托曼发表“利用反射功率的通信”奠定RFID理论基础，；1980年代：RFID开始商业应用；1990年代：开始建立标准；2000年代：开始推动广泛应用。技术上经过了从低频段系统到高频段系统的过程。应用领域从静态到动态，从简单到复杂，从卡，锁类应用，到生产流程控制，从低速运动对象到高速运动对象应用的发展过程.RFID技术被认为是21世纪全球十大重要技术之一，其市场是手机的十倍以上。但是，RFID的进一步推广正在遇到种种困惑。首先遇到了金属箱体对射频天线辐射特性的影响所造成的麻烦，在密集摆放的金属箱体环境下难于正常识别的困惑。更大的难点还在于无线电波难于在水下和地下传播，对于水下和地下应用一点办法都没有。而成本问题至今仍然是大规模广泛应用的制约因素。

本发明的领域

本发明属于自动识别技术领域。当今自动识别技术可分为两大类：第一类，对自然对象固有特征的解析和识别。如语音识别，指纹识别，虹膜识别，测井声波回波识别等。第二类，对人为(含人工智能)赋予对象的标志信息的标示，传送和识别。有条形码技术，射频识别(RFID)技术。本发明所述声波识别(SWID)是继条形码技术，射频识别(RFID)技术之后，同属于第二类自动识别技术的一项新的自动识别技术。本发明SWID技术与RFID技术的根本差别在于：RFID以射频无线电波为空间接口的传输载体，实现对以物件为对象的标志信息标示，传送和识别。本发明SWID技术以声波为空间接口的传输载体。实现对物件为对象的标志信息标示，传送和识别。已有的可能被混淆的技术如：表面声波射频识别技术，其在设备设计中采用了表面声波器件，而空中接口依然是以射频无线电波作为传输载体，当然属于RFID。另外，语音识别技术，是对语音进行解析与合成的技术。再有石油钻井探测中应用到井下回波识别技术，是声波在探测领域中的应用。这后面两个例子同属于对自然对象固有特征的解析性的识别。均与本发明无关。除以上可能在名称上有相近之处而本质完全不同的情况外，在国内外论著，报道中从未有过与本发明有相关的论述。也未见到研究院所，高等院校有过相似的研究专题。

本发明所述声波识别(SWID)技术的价值，首先是对第二类识别技术的重要补充。填补了RFID在水下和地下应用的盲点，改善了RFID在金属件和金属箱体应用上的不足。再者在实现成本上也具有潜在优势，对RFID形成冲击。因此，有巨大的市场和产业价值。

发明内容

本发明所述的SWID空间接口组成。共包括SWID电子标签(或简称SWID标签)，SWID读写器和传输介质三个部分。SWID读写器和SWID电子标签通过传输介质构成下行信道和上行信道。

本发明所述的SWID标签由标签激励单元和SWID电子标签换能器组成。SWID电子标签激励单元是在次声波，可听声波，超声波频段内占有某一子频带或若干子频带，用来为SWID电子标签换能器提供激励信号的单元。同一标签上的SWID电子标签换能器与SWID电子标签激励单元工作于相同的声波(包括次声波，可听声波，超声波)频段内的同一或相同的多个子载波频带。SWID电子标签换能器用来实现电信号能量与声波能量的相互转换。当SWID电子标签处于接收状态时，SWID电子标签换能器功能是将来自SWID读写器，并经介质空间到达的声波能量转换为电信号能量；当SWID电子标签处于发送状态时SWID标签换能器的功能是将来自SWID电子标签激励单元的电信号能量转换为声波能量，并经由介质空间传送到SWID读写器。

本发明所述的SWID电子标签激励单元由激励频率源(或时钟源)，编解码器，控制，电源等部分，以及相关的通信协议和控制软件组成。SWID标签可以自带电源，也可以由接收来自SWID读写器的信号中提取能量作为标签电源。

本发明所述的SWID标签激励单元，有两种不同的设计方案：

其一。无调制设计方案如图1。本发明所述的SWID电子标签激励单元无调制设计方案中基带信号经由控制电路与SWID电子标签换能器相接。无需提供载波信号；激励频率源只有时钟源。

其二。有调制设计方案如图2。本发明所述的SWID电子标签激励单元有调制设计方案中基带信号要通过对射频载波进行调制后与SWID电子标签换能器相接。例如载波激励源进行调制。需要说明的是这里虽然出现了载波，但调制后的已调信号仍然是经换能器，并以声波为传输载体，进行信息传送。所以还是属于SWID范畴。