[发明专利]一种超高频无源射频识别阅读器

说明书

本申请为分案申请，原申请的申请号：200910060311.6；申请日：2009年8月10日；发明创造名称：一种超高频无源射频识别阅读器及其跳频方法。

技术领域

本发明涉及一种射频识别阅读器，具体是指一种超高频无源射频识别阅读器。

背景技术

超高频无源射频识别（RFID）系统主要包括阅读器和无源标签两大部分。无源标签不需要电池，而是从阅读器发射的电磁波中获得能量，以反向散射电波向阅读器发送数据，通信距离可达10米左右。阅读器与标签之间的空中接口标准包括ISO/IEC 18000-6A、6B、6C等。全球不同地区为超高频射频识别系统划分的通信频率范围略有不同，但都在840～960MHz之间，并划分为多个通信信道。例如适用于北美地区的FCC规范分配的频率范围为902～928MHz，共划分为52个信道，每个信道占据500kHz的带宽。在通信频段范围内，可能存在各种干扰，例如GSM手机的干扰以及其它阅读器的干扰。阅读器采用跳频技术，使工作频率在不同的信道之间跳变，以避开有干扰的信道，寻找干扰较小的信道进行通信。

目前所采用的跳频技术均为伪随机跳频，所谓的伪随机跳频是指根据伪随机算法计算产生的伪随机数作为信道编号，决定下一次工作频率跳变到的信道。然而，伪随机数是由算法产生的，具有确定性，其生成的随机数是可预测的。因此伪随机数不是真正的随机数，特别是在同一个区域内有多个阅读器工作时，采用相同伪随机算法的阅读器（例如同品牌的阅读器）由于跳频规律相同，一旦发生一次碰撞（跳到相同信道），随后就会连续发生碰撞，从而导致阅读器不能正常工作。同时，伪随机跳频的规律也容易被破解，在战争等特殊时期，跳频规律被破解后，再加上超高频无源射频识别系统跳频速度慢，一般只能达到每秒数十跳，因此很容易被敌意跟踪干扰，形成拒绝服务攻击，使射频识别系统无法正常工作，对于军事物流等应用具有破坏性的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服目前超高频无源射频识别阅读器采用伪随机跳频方法所存在的伪随机数可预测，在同一区域内多台阅读器之间容易发生相互碰撞，以及容易被恶意跟踪干扰的缺陷，提供一种结构简单、能有效克服在同一区域内多台阅读器之间存在碰撞，以及容易被恶意跟踪干扰的超高频无源射频识别阅读器。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种超高频无源射频识别阅读器，主要由频率合成器、与该频率合成器相连接的上变频混频器和下变频混频器，以及分别与上变频混频器和下变频混频器相连接的收发分离器组成，所述的频率合成器还与真随机数生成器相连接。

进一步地，所述的真随机数生成器由产生方波的RC多谐振荡器、以及将该方波的相位噪声转换成真随机数的单片机组成，且该RC多谐振荡器的输出端与单片机的一个设置为边沿触发中断的端口相连接。

当采用RC多谐振荡器及单片机组成真随机数生成器时， RC多谐振荡器应独立于单片机的时钟振荡器。

另外，所述的单片机支持一个端口被设置为边沿触发中断，并包含定时器。单片机通过中断接收RC多谐振荡器产生方波的相位变化。单片机中运行的嵌入式软件利用定时器记录中断时间，并进一步把该时间的随机变化转换为随机数。

为了满足不同情况下的需求，所述的收发分离器可为环行器或耦合器。

一种由超高频无源射频识别阅读器所实现的跳频方法，主要包括以下步骤：

（1）由RC多谐振荡器生成方波，并触发单片机进入中断程序；

（2）判断随机数缓冲区中数据是否已经存满？否，则读取单片机内部定时器时间；是，则直接执行步骤（4）；

（3）根据步骤（2）中所读取的定时器时间值生成随机数，并将该随机数保存到随机数缓冲区；

（4）判断系统是否达到跳频时间？是，则执行步骤（5）；否，则退出中断程序；

（5）判断随机数长度是否足够作为新的信道编号？是，则执行步骤（6）；否，则退出中断程序；

（6）从随机数缓冲区中取得随机数作为新的信道编号，并判断该信道编号与当前工作的信道编号是否相等？如果相等，则重新执行步骤（5）；不相等，则控制频率合成器切换到新的信道，并退出中断。

进一步地，上述步骤（3）中根据所读取的定时器时间值生成随机数是指：根据所读取的定时器时间值的奇偶性生成随机数，或根据多次读取的时间进行运算后得到的值生成随机数，或根据同余法生成随机数。

为了更好的实现本发明，所述的根据所读取的定时器时间值的奇偶性生成随机数是指：该定时器时间值为奇数则生成1，是偶数则生成0；或者该定时器时间值为奇数则生成0，是偶数则生成1。