[发明专利]阻抗自调节ISO15693标签读写装置及其调节方法

说明书

本发明公开了一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置及其调节方法，其中阻抗自调节ISO15693标签读写装置包括：微控制器；发射电路，其具有微控制器接口，所述微控制器接口与所述微控制器电气相连，通过微控制器控制发射电路的开启或关闭；天线负载，用于跟标签近场耦合，向标签传递能量以及进行数据交换；阻抗匹配网络，连接在所述发射电路和天线负载之间，并通过微控制器上的软件调节其输入、输出阻抗；接收电路，用于接收标签的数据，对射频信号进行处理，输出数字信号给微控制器。本发明显著提高了ISO15693标签读写器盘点的正确率以及读写标签数据的成功率,并且简化了读写装置生产中的调试过程，降低了人工成本。

技术领域

本发明涉及RFID标签读写技术领域，具体涉及一种阻抗自调节ISO15693标签读写装置及其调节方法。

背景技术

RFID标签被广泛地运用在图书馆、档案管理、物流仓储、生活服务等领域。按RFID的工作频段划分，主要有微波、超高频、高频(HF)、低频等，其中高频RFID的典型工作频率为13.56Mhz。

高频RFID系统应用中，通常需要读写装置首先读出天线感应范围内的一个或多个标签的UID(即：唯一序列号)，这一操作称为“盘点”,再根据需要决定是否读取或写入标签的其它数据。

其中一些应用场景(例如门禁考勤、公交系统等)，标签持有者依次主动将标签靠近读写装置的天线感应区，对装置的性能没有很严苛的要求；但另外一些应用(例如仓储盘点等)中情况相当复杂，一直面临标签盘点遗漏和数据读写成功率不高的缺陷，从而给应用带来很大的问题。造成标签盘点遗漏和数据读写失败的客观因素比较复杂，例如：电子标签与天线距离较远；电子标签平面与天线平面完全垂直；多个电子标签重叠；电子标签靠近金属；电子标签本身灵敏度较低等。

上述客观不利条件很多情况下难以避免,技术人员不断尝试改进RFID标签读写装置，希望提高性能。

理论研究表明RF系统要发挥最佳性能需要实现阻抗匹配。阻抗匹配是电子技术中的一项基本概念，指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配的一种工作状态，通过匹配可以实现能量和信号的最优传送。阻抗匹配的条件为：纯电阻电路中，负载电阻和激励源内部电阻相等；复数阻抗电路中，负载阻抗和激励源内部阻抗应为一对共轭复数。

具体到RFID读写装置中，射频发射电路可以看做是“激励源”，射频天线可以看做是“负载”，两者需要实现阻抗匹配。很多场合下，要实现良好的阻抗匹配将困难重重，这是因为：

(1)工业化生产中，用于制造电子电路的元器件本身有一定误差，造成实际电路的阻抗值与理论计算存在偏差；

(2)在电路中使用电位器、可调电容等阻抗可变的器件，配合人工调试来得到需要的阻抗值不失为一种方法，但存在费时费力、效率不高的问题，并且某些复杂拓扑的负载(例如多个天线通过功分器连接)很难通过人工调校得到精准的阻抗值；

(3)某些应用中RFID读写器和天线物理上是分离的(通过射频同轴线连接)，多套设备现场安装配对是随机的，这给通过人工调试阻抗匹配带来另一重挑战；

(4)RFID读写装置的天线本质上是一个线圈，通过近场耦合与RFID标签之间传递能量和信号，在实际安装使用中，不能忽略周围环境对天线阻抗的影响(例如附近的金属机柜等)，周围环境跟设备生产调试的试验室通常存在差异，环境甚至有可能随时发生改变。

由于上述因素的影响，很多RFID读写装置实际使用中不能保证良好的阻抗匹配，性能不能发挥到最佳，“盘点”遗漏以及读写失败的问题仍然制约着高频RFID技术在一些场合下的应用。

作为高频RFID技术的应用实例，ISO15693标签是高频RFID标签的一种，标签芯片有若干个型号，都符合ISO15693协议，现有技术普遍存在上述不足。

发明内容