專利名稱：一種超高頻無線射頻識別裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線射頻識別裝置，特別是涉及一種超高頻無線射頻識別裝置及
系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線射頻識別(RFID，Radio Frequency Identification)是一種非接觸的自動識 別技術(shù)。RFID按照頻率可以劃分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波(麗)四類， 其讀取范圍各不相同。HF RFID的典型頻率為13. 56MHz，其讀取范圍為1米之內(nèi)，可以應(yīng)用 于圖書館、藥品識別等近距離單品識別領(lǐng)域。UHF RFID的頻率為860-960MHz(各國的規(guī)定 有所不同)，其中，無源被動式UHF RFID讀取范圍可達10米，主要應(yīng)用于物流供應(yīng)鏈、零售、 國防等領(lǐng)域。 與HF RFID相比，UHF RFID的性能存在一定的優(yōu)勢，例如讀取速度快、在同時讀取 多個標(biāo)簽的時候，標(biāo)簽之間的重疊影響小以及價格較低等。因此，一些使用HF RFID進行近 距離識別的領(lǐng)域開始應(yīng)用UHFRFID，例如圖書館、藥品識別等領(lǐng)域。 而在本來應(yīng)用HF RFID的領(lǐng)域中使用UHF RFID的最大難題在于控制信號讀取區(qū) 域。UHF RFID在較大輸出功率情況下讀取范圍過大會造成誤讀，此外，相對于HF RFID，環(huán) 境對UHF RFID的影響較大，容易產(chǎn)生信號反射、折射，因而會讀取一些不必要的RFID標(biāo)簽， 造成應(yīng)用中的嚴重錯誤。例如，在圖書館領(lǐng)域中，UHF RFID如果讀取范圍過大，在圖書借還 時，UHF RFID閱讀器可能會讀取了另外一位讀者的RFID讀者證或帶RFID標(biāo)簽的圖書，造 成誤讀；在安全防盜方面，UHF RFID安全檢測門由于讀取距離過長而可能造成錯誤報警。
有鑒于上述在近距離識別領(lǐng)域中使用UHF RFID無法控制信號讀取區(qū)域的缺陷，本 發(fā)明人提出一種超高頻無線射頻識別裝置及系統(tǒng)，能夠避免上述缺點，使UHF RFID在近距 離識別領(lǐng)域中更具有實用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠準確讀取待識別物體上的RFID標(biāo)簽 的超高頻無線射頻識別裝置及系統(tǒng)，以避免出現(xiàn)RFID標(biāo)簽誤讀的情況。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種超高頻無線射頻識別裝置，用于識別待識別物體上的RFID標(biāo)簽，所述超高頻無線射 頻識別裝置包括信號控制單元，其上頂面開口 ，側(cè)面和底面為電磁反射材料；平臺，設(shè)置 于所述信號控制單元的頂面，用于放置所述待識別物體；UHF RFID天線，設(shè)置于所述信號控 制單元中；以及UHF RFID閱讀器，用于通過所述UHF RFID天線讀取所述RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的超高頻無線射頻識別裝置，所述信號控制單元所采用的材料為金屬。
前述的超高頻無線射頻識別裝置，所述UHF RFID天線由一物體固定于所述信號控 制單元垂直方向的中部。
前述的超高頻無線射頻識別裝置，所述UHF RFID天線與水平面之間的角度為可調(diào)。 前述的超高頻無線射頻識別裝置，所述UHF RFID閱讀器的無線射頻輸出功率為可
調(diào)，通過調(diào)節(jié)無線射頻輸出功率來控制所述信號控制單元上方的讀取范圍。 前述的超高頻無線射頻識別裝置，所述平臺為電磁穿透材料。 前述的超高頻無線射頻識別裝置，所述設(shè)置有RFID標(biāo)簽的待識別物體有多個。 前述的超高頻無線射頻識別裝置，所述信號控制單元為圓柱形。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提
出的一種圖書館借還機，其包括前述的超高頻無線射頻識別裝置。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種超高頻無線射頻識別系統(tǒng)，其包括前述的超高頻無線射頻識別裝置；RFID標(biāo)簽， 設(shè)置于待識別物體上；以及計算機，用于接收并處理所述UHF RFID閱讀器讀取的數(shù)據(jù)。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有以下有益效果 1、 UHF RFID閱讀器工作頻率高，讀取的速度更快，單位時間能夠讀取更多的RFID 標(biāo)簽，且讀取多個標(biāo)簽時，對RFID標(biāo)簽重疊的讀取效果更佳。 2、信號控制單元讀取范圍可以控制，能防止UHF RFID技術(shù)本身讀取距離過大而造 成的讀取了不應(yīng)被讀取的RFID標(biāo)簽的情況，實現(xiàn)準確讀取。 3、UHF RFID標(biāo)簽本身成本較低，應(yīng)用范圍與規(guī)模較大，未來UHFRFID閱讀器和UHF RFID標(biāo)簽都有較大的降價空間，比HF RFID具有更低的實現(xiàn)成本。 通過以下參照附圖對優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu) 點將更加明顯。


圖1為本發(fā)明一實施例的超高頻無線射頻識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為UHF RFID天線在信號控制單元內(nèi)部的透明主視圖。 圖3為本發(fā)明一實施例的超高頻無線射頻識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面將詳細描述本發(fā)明的具體實施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實施例只用于舉例 說明，并不用于限制本發(fā)明。 請參閱圖1所示，其為本發(fā)明一實施例的超高頻無線射頻識別裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。該超高頻無線射頻識別裝置1用于識別待識別物體上的RFID標(biāo)簽2，該裝置1包括 信號控制單元ll，其上頂面開口，側(cè)面和底面為電磁反射材料；平臺12，其設(shè)置于所述信號 控制單元的頂面，用于放置待識別物體；UHF RFID天線13，設(shè)置于信號控制單元11中；UHF RFID閱讀器14，用于通過UHF RFID天線13讀取RFID標(biāo)簽2內(nèi)的數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，UHF RFID天線13置于信號控制單元11中，該信號 控制單元11例如為金屬材料，由于信號控制單元11的金屬屏蔽作用，UHF RFID閱讀器14 只能讀取到開口上方一定空間范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽，從而避免因UHF RFID讀取范圍過大而 引起的誤讀問題，另外，在此空間范圍內(nèi)的RFID標(biāo)簽的讀取不受標(biāo)簽方位與角度的影響。
4
信號控制單元11所讀取的空間范圍與其形狀有關(guān)，舉例而言，該信號控制單元11 為圖1中所示的圓柱形，則UHF RFID閱讀器14的讀取范圍大致為沿信號控制單元11側(cè)面 垂直向上的柱體空間范圍。 另外，信號控制單元11的讀取范圍還與UHF RFID天線13的位置、UHF RFID閱讀 器14的無線射頻輸出功率和信號控制單元11的材料有關(guān)。 其中，UHF RFID天線13在信號控制單元11中的位置不同，讀取范圍也不同。較 佳地，如圖2所示，UHF RFID天線13設(shè)置于信號控制單元11垂直方向的中部，與信號控制 單元11的上下兩個面的距離大致相等且與底面平行，并由一物體將其固定，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以理解，固定該UHF RFID天線13的物體可采用現(xiàn)有技術(shù)中的一種，例如為支架15，用 以支撐UHF RFID天線13。此外，也可通過調(diào)整UHF RFID天線13與信號控制單元11底面 之間的角度來調(diào)整讀取范圍。 UHF RFID閱讀器14的無線射頻輸出功率也是影響讀取范圍的重要因素，無線射 頻輸出功率越大，讀取范圍越廣，無線射頻輸出功率是可調(diào)的，通過調(diào)節(jié)無線射頻輸出功率 來控制信號控制單元11上方的讀取范圍，使UHF RFID閱讀器14能夠在指定范圍內(nèi)讀取 多個RFID標(biāo)簽2，進一步減少該裝置傳送或反射的無線射頻信號對附近其他區(qū)域的干涉現(xiàn) 象。較佳地，將無線射頻功率調(diào)校到20dBm-23dBm，以精確讀取較近距離的待識別物體(大 部分UHF RFID閱讀器的最高輸出功率達到32dBm左右)。 構(gòu)成信號控制單元11的材料類型能影響對UHF RFID信號的屏蔽程度，一般金屬 都可以較好限制RFID的讀取范圍，例如鋁、鐵、錫等。信號控制單元11的高度也可以根據(jù) 需要設(shè)定，在一實施例中，其為一高度為15-20cm的圓柱體，另外，通過調(diào)整UHF RFID天線 13的位置和/或UHF RFID閱讀器14的無線射頻輸出功率等，可使得信號控制單元11上方 的讀取范圍為大約30-50cm高的柱體空間，不在此空間范圍的RFID標(biāo)簽不會被讀取。
請再參閱圖1所示，UHF RFID閱讀器14設(shè)置于信號控制單元11的外部；UHF RFID 閱讀器14如果足夠小，也可設(shè)置于信號控制單元11的內(nèi)部，UHF RFID天線13的下方，這 對裝置的性能基本沒有影響。 請繼續(xù)參閱圖1所示，平臺12的材料為電磁穿透材料，可以采用例如丙烯酸纖維 (Acrylic Fiber)等絕緣材料；平臺12也不宜過厚，以免影響讀取范圍，能夠支撐上方物體 重量即可，例如，厚度在3cm左右。 根據(jù)UHF RFID閱讀器可以同時讀取多個RFID標(biāo)簽的特征，平臺12上放置的待識 別物體可以有多個，待識別物體上設(shè)有RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽內(nèi)被寫入相關(guān)的物品信息，例 如條形碼。需要說明的是，放在平臺12上的物體越多，該信號控制單元11的讀取高度會越 小。 本發(fā)明超高頻無線射頻識別裝置1可應(yīng)用于圖書館的借還機中，其中待識別物體 為圖書，該借還機也可為自助借還機，這樣，讀者可以自助操作，一次性借出或歸還多本圖 書，省去了傳統(tǒng)圖書館柜臺一本一本掃描書本條形碼、充消磁操作的繁瑣步驟，大大提高了 圖書館的服務(wù)品質(zhì)與工作效率；若該裝置應(yīng)用于超市中，其中待識別物體可為貨品，同樣也 可以一次性為多個貨品收費，從而提高超市的服務(wù)品質(zhì)與工作效率。 使用本發(fā)明的裝置的優(yōu)點在于1、UHF RFID閱讀器工作頻率高，讀取的速度更快， 單位時間能夠讀取更多的RFID標(biāo)簽，當(dāng)同時讀取多個RFID標(biāo)簽時，對RFID標(biāo)簽重疊的讀取效果更佳；2、讀取范圍可以控制，能防止UHF RFID技術(shù)本身讀取距離過大而造成的讀取 了不應(yīng)被讀取的RFID標(biāo)簽的情況；3、 UHF RFID標(biāo)簽本身成本較低，應(yīng)用范圍與規(guī)模較大， 未來UHF RFID閱讀器和UHF RFID標(biāo)簽都有較大的降價空間，比HF RFID具有更低的實現(xiàn) 成本。 請參閱圖3所示，本發(fā)明還提出一種超高頻無線射頻識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括超高 頻無線射頻識別裝置1、設(shè)置于待識別物體上的RFID標(biāo)簽2和計算機3。其中，超高頻無線 射頻識別裝置1和RFID標(biāo)簽2如前所述，在此不再贅述；計算機3用于接收并處理所述UHF RFID閱讀器讀取的數(shù)據(jù)，計算機3還可實現(xiàn)對UHF RFID閱讀器14的控制，例如，在計算機 3開機時自動加載其全部的外接設(shè)備，完成UHF RFID閱讀器14的初始化操作。
計算機3還可與一信息管理系統(tǒng)相連接，從UHF RFID閱讀器14所獲取的數(shù)據(jù)信 息由計算機3處理后與該信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換與處理。舉例而言，該超高頻無線射 頻識別系統(tǒng)用于圖書館中，UHF RFID閱讀器14所獲取的信息由計算機3處理后與圖書館 管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換與處理。 雖然已參照幾個典型實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示 例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)?質(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神 和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán) 利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
一種超高頻無線射頻識別裝置，用于識別待識別物體上的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述超高頻無線射頻識別裝置包括信號控制單元，其上頂面開口，側(cè)面和底面為電磁反射材料；UHF RFID天線，設(shè)置于所述信號控制單元中；平臺，設(shè)置于所述信號控制單元的上頂面，用于放置所述待識別物體；以及UHF RFID閱讀器，用于通過所述UHF RFID天線讀取所述RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻無線射頻識別裝置，其特征在于，所述信號控制單元 所采用的材料為金屬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻無線射頻識別裝置，其特征在于，所述UHF RFID天線由一物體固定于所述信號控制單元垂直方向的中部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻無線射頻識別裝置，其特征在于，所述UHF RFID天線與水平面之間的角度為可調(diào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻無線射頻識別裝置，其特征在于，所述UHF RFID閱讀 器的無線射頻輸出功率為可調(diào)，通過調(diào)節(jié)無線射頻輸出功率來控制所述信號控制單元上方 的讀取范圍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻無線射頻識別裝置，其特征在于，所述平臺采用電磁 穿透材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻無線射頻識別裝置，其特征在于，所述設(shè)置有所述 RFID標(biāo)簽的待識別物體有多個。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻無線射頻識別裝置，其特征在于，所述信號控制單元 為圓柱形。
9. 一種圖書館借還機，其特征在于，其包括 權(quán)利要求1-8中任一項所述的超高頻無線射頻識別裝置。
10. —種超高頻無線射頻識別系統(tǒng)，其特征在于，其包括 權(quán)利要求1-8中任一項所述的超高頻無線射頻識別裝置； RFID標(biāo)簽，設(shè)置于待識別物體上；以及 計算機，用于接收并處理所述UHF RFID閱讀器讀取的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高頻無線射頻識別裝置及系統(tǒng)，該超高頻無線射頻識別裝置用于識別待識別物體上的RFID標(biāo)簽，所述超高頻無線射頻識別裝置包括信號控制單元，其上頂面開口，側(cè)面和底面為電磁反射材料；平臺，設(shè)置于所述信號控制單元的頂面，用于放置所述待識別物體；UHF RFID天線，設(shè)置于所述信號控制單元中；以及UHF RFID閱讀器，用于通過所述UHF RFID天線讀取所述RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。本發(fā)明超高頻無線射頻識別裝置及系統(tǒng)能夠準確讀取待識別物體上的RFID標(biāo)簽，以避免出現(xiàn)RFID標(biāo)簽誤讀的情況。
文檔編號G06K7/10GK101789072SQ20091000960
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者劉立輝, 戴淑兒, 景祥祜, 蔡孟欣, 鄭世福 申請人:香港城市大學(xué)