[发明专利]双频段多协议射频识别设备系统

说明书

技术领域：

本发明涉及无线射频识别(RFID)技术领域，特别是无源射频识别设备和有源射频识别技术领域。

背景技术：

射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过无线射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，具有快速、准确、可靠的特点。RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都由电子标签、读写器和数据交换与管理系统三大部分组成。RFID的应用最早可以追溯到第二次世界大战时期被用来在空中作战行动中进行敌我识别。随着技术的进步，RFID应用领域日益扩大，现已涉及到人们日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。

RFID标签依据发送射频信号的方式不同，分为主动式(Active)和被动式(Passive)两种。主动式电子标签主动向读写器发送射频信号，通常由内置电池供电，又称为有源电子标签；被动式标签不带电池，又称为无源电子标签，其发射电波及内部处理器运行所需能量均来自阅读器产生的电磁波。被动式标签在接收到阅读器发出的电磁波信号后，将部分电磁能量转化为供自己工作的能量。有源电子标签通常具有更远的通信距离，其价格相对较高，主要应用于贵重物品远距离检测等应用领域。无源标签具有价格便宜的优势，但其工作距离、存储容量等受到能量来源的限制。

电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的转换。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种：

(1)电感耦合

电感耦合采取的变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。电感耦合方式一般适用于中、低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有：125kHz，225kHz和13.56MHz。识别作用距离小于lm，典型工作距离为5～10cm，主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、煤气表、水表等。

(2)电磁反向散射

电磁反向散射耦合采取的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标消息，依据的是电磁波的空间传播规律。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2.45GHz和5.8GHz。识别距离大于lm，甚至可高达几百米，主要用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，多在火车监控、高速公路收费等系统中应用。

目前RFID行业标准以及相关产品标准还不统一，电子标准签迄今为止全球也还没有正式形成一个统一的(包括各个频段)国际标准。很多国家都正在抓紧时间制定各自的标准，我国射频识别技术还正处在研发阶段。常用的RFID国际标准主要有用于对动物识别的ISO/IEC 11784和ISO/IEC 11785，用于非接触智能卡的ISO/IEC 15693(Vicinity cards)、ISO/IEC 14443(Proximitycards)等。

ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693标准在1995年开始操作，其完成则是在2000年之后，二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率。ISO/IEC 15693读写距离较远，而ISO/IEC 14443读写距离稍近，但应用较广泛。目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO/IEC 14443 TYPE B协议。ISO/IEC 14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议，通信速率为106kbit/s，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。TYPE A采用开关键控(On-Off keying)的Manchester编码，TYPE B采用NRZ-L的BPSK编码。ISO/IEC 18000-x是一系列标准，只规定了空气接口协议，对数据内容和数据结构无限制。其中ISO/IEC18000-7是针对433.92MHz频段的RFID的空中接口协议的较新的标准。

现有的射频识别设备通常只支持一种协议，或是工作在同一频段。无源射频识别设备只能近距离读取卡上信息，并将信息通过物理线路传给后台，或直接存储等待人工现场采集后再由后台处理。这都给现场施工、信息实时化管理带来了困难。

发明内容：

本发明的目的是提供一种双频段多协议射频识别设备系统。该设备系统将近距离无源射频标签上和有源射频标签上的信息远距离无线传输至后台。不仅解决了现有无源射频识别器无法远距离识别、远距离信息实时采集的难题，同时解决了有源射频标签的价格、供电等问题。

实现上述发明的具体技术方案如下：