[发明专利]超高频RFID信号扫描器

说明书

本发明涉及一种超高频RFID信号扫描器。针对RFID信号检测与测量的设计目标与原则，首次提出一种超高频RFID信号扫描器的电路设计方法，创新性地设计实现了一套可靠、稳定的RFID超高频信号扫描设备。通过主控模块、信号接收模块和通信模块三部分提供超高频RFID信号检测与参数测量服务。

技术领域

本发明涉及一种超高频RFID信号扫描器。针对RFID信号检测与测量的设计目标与原则，首次提出一种超高频RFID信号扫描器的电路设计方法，创新性地设计实现了一套可靠、稳定的RFID超高频信号扫描设备。通过主控模块、信号接收模块和通信模块三部分提供超高频RFID信号检测与参数测量服务。

背景技术

射频识别(RadioFrequencyIdentification)是一种无线通信技术，是集编码、载体、

识别与通信等多种技术于一体的综合技术。典型的RFID系统由读写器(Reader)和标签(Tag)组成，标签承载物品信息，作为标识附着于物品上。读写器可以通过无线电讯号识别特定目标标签并读写相关数据，无需与标签建立机械或者光学接触。

超高频RFID认证机制存在安全缺陷，暴露出安全隐患，主要体现在攻击者可以利用RFID空中接口对RFID系统发起空中攻击。空中攻击主要指攻击者对标签、读写器以及它们之间的空中接口进行的攻击，攻击方法主要包括：非法读取、窃听、欺骗、重播、拒绝服务等攻击。其中，非法读取已成为RFID隐私保护的最大潜在威胁，因为超高频RFID通讯距离远、读取速度快，攻击者可以利用未授权阅读器在短时间内获取大量标签信息。现有RFID隐私保护和安全的技术主要集中在克隆标签检测技术和阅读器与标签之间的双向认证及通讯加密技术等方面。

目前市场上超高频RFID信号采集与测试系统比如国内聚星仪器的RFID测试系统、国外安捷伦科技的ENA等产品，只适用于RFID标签与读写器的协议一致性测试、RFID性能测试等，设备成本较高、体积庞大、通用性不强。在实际应用中：

(1)高成本。超高频RFID信号采集与测试系统功能复杂，采用的元器件精度高，制作成本较高。超高频信号检测设备的市场价格高达几万甚至几十万美元。

(2)体积庞大。由于功能复杂，集成的元器件较多，导致体积庞大，不适于携带开展户外测试。

(3)通用型不强。只适用于专业的信号分析与协议验证领域，并不能广泛满足超高频RFID信号检测的应用需求。更不适合规模性的部署。

本发明提出的超高频RFID信号扫描器具备低成本低功耗、轻巧易大规模部署、可拓展性强的特征。

发明内容

本发明提出了一种超高频RFID信号扫描器的电路设计方法，通过试验测试，性能良好适合大规模部署及应用。

1.信号检测

如图1所示，超高频RFID信号扫描器由信号接收模块、主控模块和通信模块三个模块组成。其中，信号接收模块通过耦合天线从空中接收无线电信号，并将信号送入信号接收芯片，接收芯片对输入信号进行信号滤波、调制解调等操作；主控模块设置信号接收芯片的工作模式，控制与上位机通信模块的工作，运行参数测量及信号解码算法；通信模块负责将参数测量信息和信号解码信息传送至PC机做进一步信息分析与应用。

超高频RFID信号扫描器工作流程为：上电工作后扫描器保持在静默工作状态，只接收特定频段的电磁波，不向空中辐射电磁波。接收模块不断的将信号送入接收芯片进行滤波和调制解调，主控模块从接收芯片获取信号数据，并将数字信号解码后通过通信模块传送至上位机软件系统。

2.参数测量

参数测量主要包括信号强度值的度量和信号片段的解码，MCU作为主控模块通过设置芯片工作模式及参数配置，控制接收芯片的工作。如图2所示，参数测量的流程如下：