CN104077551B - 一种射频识别标签的识别方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种射频识别标签的识别方法、装置和系统。方法包括：在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签；关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定；在第二读取周期内读取射频识别标签；若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。应用本发明实施方式之后，针对射频识别标签执行加热或光照等物理处理缩短射频识别标签的会话持续时间，使得射频识别标签能够快速掉电，并由此能够在两个连续的射频识别读取周期内实现两次连续读取，从而可以严格过滤串读标签，并提高了过滤串读标签的可靠性。

Description

一种射频识别标签的识别方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术领域，特别是涉及一种射频识别标签的识别方法、装置和系统。

背景技术

RFID技术是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，常用的有低频(125k～134.2K)、高频(HF)、超高频(UHF)等实施方式。与高频RFID相比，超高频RFID具有读取范围更广、读取速度更快、标签成本更低以及读写器与标签天线更小的优点，从而能够直接识别物体，而且还具有从供货到流水线之间跟踪货物的可能性。然而，超高频RF信号经常受到无线电传播中多径问题的困扰，并由此可能造成串读(stray read)问题，造成读写器无法识别进入其天线读取范围之内的具体是哪个标签。

图1为现有技术中由多径传播造成的串读示意图。

如图1所示，头顶RFID标签的汽车在流水线上从左到右依次经过，期望RFID读写器在其读取范围之内能够依次识别车顶上的标签。然而，由于标签信号的多径传播(比如与建筑物顶部的反射或折射)，当前并不在读写器的读取范围之内的标签同样也可能被读写器所读取到，这种串读可能造成流水线上的标签识别产生混乱。

在现有技术中通常采用接收的信号强度指示(Received Signal StrengthIndication，RSSI)方法或相位测量方法来过滤产生串读的标签。然而，这些现有方式都利用到与RF信号相关的参数来执行过滤操作，而与RF信号相关的参数同样普遍易受多径传播的影响，因此这些现有方式无法可靠地过滤串读标签。

发明内容

本发明实施方式提出一种射频识别标签的识别方法、装置和系统，以提高过滤串读标签的可靠性。

根据本发明实施方式的技术方案包括：

一种射频识别标签的识别方法，包括：

在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签；

关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定；

在第二读取周期内读取射频识别标签；

若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。

该关断时间被设置为小于射频识别标签的原始会话持续时间，而且大于射频识别标签被缩短后的会话持续时间。

一种射频识别标签的识别装置，包括读取单元、关断单元和识别单元，其中：

读取单元，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签；

关断单元，用于关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定；

读取单元，还用于在第二读取周期内读取射频识别标签；

识别单元，用于判断读取单元是否在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，如果是，则确定该射频识别标签被识别。

关断单元，用于将关断时间设置为：小于射频识别标签的原始会话持续时间，而且大于射频识别标签被缩短后的会话持续时间。

一种射频识别标签的识别系统，包括射频识别标签、会话持续时间调整单元和读写器；其中：

会话持续时间调整单元，用于通过物理方式缩短读写器读取范围内的射频识别标签的会话持续时间；

读写器，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签，关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定，并且在第二读取周期内读取射频识别标签，其中若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。

所述会话持续时间调整单元为加热设备，该加热设备位于将射频识别标签输送到读写器读取范围之内的流水线上。

所述射频识别标签为光敏型射频识别标签；所述会话持续时间调整单元为集成到读写器天线上的光源，该光源用于通过光照方式缩短射频识别标签的会话持续时间。

所述射频识别标签具有封装，而且该封装上具有用于接收来自光源光照的开窗。

所述射频识别标签被加热设备加热到45℃到50℃之间。

所述关断时间的取值范围为100毫秒到2秒。

一种射频识别标签的识别装置，包括光源和射频识别读取单元，其中：

光源，用于通过光照方式缩短读写器读取范围内的射频识别标签的会话持续时间；

射频识别读取单元，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签，关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定，并且在第二读取周期内读取射频识别标签，其中若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。

射频识别读取单元包括读写器和天线，光源被嵌入到该天线中，而且光源的开/断时间受读写器的控制。

进一步包括第一偏置器与第二偏置器，第一偏置器与读写器连接，第二偏置器与天线连接，第一偏置器与第二偏置器之间通过射频线缆连接；

第一偏置器，用于集成直流电流信号与射频信号，并通过射频线缆将集成信号发送到第二偏置器；

第二偏置器，用于从集成信号中解析出直流电流信号与射频信号，将直流电流信号发送到光源，并将射频信号传送到天线。

从上述技术方案可以看出，在发明实施方式中，在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签；关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定；在第二读取周期内读取射频识别标签；若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。应用本发明实施方式之后，针对射频识别标签执行加热或光照等物理处理以缩短射频识别标签的会话持续时间，使得射频识别标签能够快速掉电，并由此能够在两个连续射频识别读取周期内实现两次连续读取，从而可以严格过滤串读标签，提高了过滤串读标签的可靠性。

附图说明

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

图1为现有技术中由多径传输所造成的串读示意图；

图2为本发明实施方式的射频识别标签的识别方法流程图；

图3为根据本发明实施方式的射频识别标签的识别方法流程图；

图4根据本发明实施方式与标签会话持续时间相关的标志(flag)变化示意图；

图5为根据本发明实施方式的射频识别标签的识别装置结构图；

图6为本发明实施方式的射频识别标签的识别系统结构图；

图7为本发明实施方式加热方式的射频识别标签的识别系统结构图；

图8为本发明实施方式光照方式的射频识别标签的识别系统结构图；

图9为本发明实施方式的射频识别标签的识别装置结构图；

图10为本发明实施方式的读写器与读写器天线连接示意图。

具体实施方式

本发明的发明人创造性地发现：可以使用其它源(比如光或热等)所提供的边信息(side information)来过滤串读标签，而不需要直接采用与RF信号相关的参数。

图2为根据本发明实施方式的射频识别标签的识别方法流程图。

如图2所示，该方法包括：

步骤201：在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签。

步骤202：关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定。

步骤203：在第二读取周期内读取射频识别标签。

步骤204：若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。

优选地，针对射频识别标签执行物理处理以缩短射频识别标签的会话持续时间，而且关断时间被设置为小于射频识别标签的原始会话持续时间，而且大于射频识别标签被缩短后的会话持续时间。

图3为根据本发明实施方式的射频识别标签的识别方法流程图。

如图3所示，该方法包括：

步骤301：通过物理方式缩短读写器读取范围内的射频识别标签的会话持续时间。

首先，在EPC C1G2协议中定义有射频识别标签的会话持续时间(sessionpersistent time)以区分已盘点(inventoried)标签和新标签。在这里，发明人创造性发现：可以通过多种物理方式缩短射频识别标签的会话持续时间以用于后续识别该标签。比如：可以针对进入读写器的读取范围之内的射频识别标签执行加热或光照等物理操作，使得射频识别标签的会话持续时间得以缩短，从而能够小于射频识别读取周期之间的关断时间。通常情况下，射频识别读取周期的具体时间长度保持一致。

而且，发明人经过大量实验发现，射频识别标签的会话持续时间与温度相关，当射频识别标签被加热到45℃到50℃之间时具有较佳的会话持续时间，此时会话持续时间远小于1秒，该缩短后的会话持续时间远小于射频识别标签原有的会话持续时间。

步骤302：在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签。

在这里，读写器可以在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签。

例如，以射频识别标签的S2标志说明，当读写器在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签后，S2标记将从A变化到B。

步骤303：当在第二射频识别读取周期内再次读取该射频识别标签时，确认该射频识别标签被识别。

在这里，由于射频识别标签的会话持续时间已经被缩短，从而小于射频识别读取周期之间的关断时间。因此在第二射频识别读取周期开始之前，射频识别标签已经完成了掉电。也就是说，在第二射频识别读取周期中还可以再次读取射频识别标签。

依然以射频识别标签的S2标志为例进行说明，当读写器在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签后，S2标记将从A变化到B，而且由于射频识别标签的会话持续时间已经小于射频识别读取周期之间的关断时间，因此在第一射频识别读取周期与第二射频识别读取周期之间的关断时间之内，标签已经完成了掉电。也就是说，标签的S2标志在第二射频识别读取周期开始之前已经重新变化到A，因此读写器可以在第二射频识别读取周期内再次读取该射频识别标签，当确认再次读取了该射频识别标签之后，确认该射频识别标签已经被识别。

可见，根据本发明的实施方式通过针对射频识别标签执行加热或光照等物理处理，缩短了射频识别标签的会话持续时间，使得射频识别标签能够快速掉电，并由此能够在两个连续的射频识别读取周期内实现两次连续读取。

相反地，串读标签由于位于读写器的读取范围之外而没有受到各种物理方式影响，其会话持续时间将不会缩短，因此也不会在两个连续的射频识别读取周期内被读取到。

下面以时序描述方式对本发明实施方式进行更详细说明。

图4为根据本发明实施方式与标签会话持续时间相关的标志(flag)变化示意图。

在图4中，以射频识别标签的S2标志为例进行说明。T1为第一射频识别读取周期；T2为第二射频识别读取周期；在T1与T2之间即为关断时间。一般情况下，关断时间的取值范围为100毫秒到2秒之间。

当射频识别标签没有被加热(约在-25℃到40℃之间)时，在T1时间内标签被读取，S2标志在T1时间下降沿从A变化为B。由于射频识别标签没有被加热，其会话持续时间(一般在25秒到40秒之间)没有被缩短，因此在T2时间段内，S2标志依然维持为B，不能被读写器读取。可见，当射频识别标签没有被加热时，在T1和T2这两个连续射频识别读取周期之内，标签只能被读取一次。

当射频识别标签被加热(约在45℃到50℃之间)后，在T1时间内标签被读取，S2标志在T1时间下降沿从A变化为B。由于射频识别标签已经被加热，其会话持续时间(一般远小于1秒)被显著缩短，因此关断时间之内S2标志已经从B变化到A，所以可以在T2时间段内被读写器读取。可见，当射频识别标签被加热后，在T1和T2这两个连续射频识别读取周期之内，标签可以被连续读取两次。

以上以射频识别标签的S2标志为例，对本发明实施方式进行了详细描述。本领域技术人员可以意识到，还可以将本发明实施方式应用到EPC C1G2协议中定义的S1、S3和SL等标志，本发明实施方式对此并无限定。

以上以对射频识别标签加热来缩短会话持续时间为例对本发明实施方式进行了详细描述，实际上，根据本发明的其它实施方式还可以通过其它的物理方式缩短射频识别标签的会话持续时间。比如，根据本发明的实施方式还可以通过光照射频识别标签的方式缩短射频识别标签的会话持续时间，也可以获得类似的效果。

基于上述详细分析，根据本发明的实施方式还提出了一种射频识别标签的识别系统。

图5为根据本发明实施方式的射频识别标签的识别装置结构图。

如图5所示，该装置包括读取单元501、关断单元502和识别单元503，其中：

读取单元501，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签；

关断单元502，用于关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定；

读取单元501，还用于在第二读取周期内读取射频识别标签；

识别单元503，用于判断读取单元是否在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，如果是，则确定该射频识别标签被识别。

优选地，射频识别标签被执行物理处理以缩短射频识别标签的会话持续时间。而且，关断单元502，用于将关断时间设置为：小于射频识别标签的原始会话持续时间，而且大于射频识别标签被缩短后的会话持续时间。更优选地，关断时间的取值范围为100毫秒到2秒。

图6为根据本发明实施方式的射频识别标签的识别系统结构图。

如图6所示，该系统包括射频识别标签601、会话持续时间调整单元602和读写器603；其中：

会话持续时间调整单元602，用于通过物理方式缩短读写器读取范围内的射频识别标签601的会话持续时间；

读写器603，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签601，关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定，并且在第二读取周期内读取射频识别标签，其中若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。优选地，关断时间被设置为小于射频识别标签的原始会话持续时间，而且大于射频识别标签被缩短后的会话持续时间。

具体地，射频识别标签601可以是被动、半被动(也称作半主动)或主动类型的标签。被动式标签没有内部供电电源，其内部集成电路通过接收到的电磁波能量进行驱动，这些电磁波是由RFID读写器发出，当标签接收到足够强度的电磁波信号时，可以向读写器发出数据。

半主动式标签类似于被动式标签，不过它多了一个小型电池，电力恰好可以驱动标签集成电路，使得标签集成电路处于工作的状态。这样的好处在于，标签天线可以不用完成接收电磁波的任务，充分作为回传信号之用。比起被动式标签，半主动式有更快的反应速度，更好的效率。

与被动式标签和半被动式标签不同的是，主动式标签本身具有内部电源供应器，用以供应内部集成电路所需电源以产生发送信号。一般来说，主动式标签拥有较长的读取距离和较大的记忆体容量，可以用来储存读写器所传送来的一些附加信息。

在一个实施方式中，会话持续时间调整单元602具体为加热设备(比如为热枪)，该加热设备位于将射频识别标签601输送到读写器603读取范围之内的流水线上。优选地，该加热设备具有临近感应功能(比如激光检测)，从而当感应到射频识别标签601靠近之后才开始提供热量，而在感应到射频识别标签601离开之后停止提供热量，以节约能源。更优选地，所述射频识别标签被加热设备加热到45℃到50℃之间。

可选地，射频识别标签601具体还可以为光敏型射频识别标签；而会话持续时间调整单元602为集成到读写器603上的光源。光敏型射频识别标签优选具有封装，而且该封装上具有用于接收来自光源光照的开窗。光源对读写器603的读取范围之内的射频识别标签601执行光照物理操作，从而缩短射频识别标签的会话持续时间。优选地，光源的开/断时间受读写器603的控制，从而可以在识别开始时及时开启光源，而且在识别结束后及时关闭光源。

下面对通过加热方式识别射频识别标签的识别系统进行示范性说明。

图7为根据本发明实施方式的加热方式的射频识别标签的识别系统结构图。

如图7所示，在包裹分拣应用中，包裹从左到右依次经过流水线，每个包裹之下都有射频识别标签。读写器设置在流水线旁边，而且在读写器的左边临近位置处设置有热枪，该热枪位于读写器的读取范围之内。当标签从左到右经过热枪后，将被热枪瞬间加热，而且将被读写器读取两次并被最终识别。而在读写器的读取范围之外的串读标签由于只被读取一次而不予以识别。

下面对通过光照方式识别射频识别标签的识别系统进行示范性说明。

图8为根据本发明实施方式光照方式的射频识别标签的识别系统结构图。

如图8所示，在汽车流水线上，汽车从左到右依次经过流水线，每个汽车之上都有光敏型射频识别标签，光敏型射频识别标签仅被光激励。读写器设置在流水线上边，而且在读写器上设置有光源(比如设置在读写器天线上)，该光源照射范围位于读写器的读取范围之内，从而光源仅激励当前位于读写器的读取范围之内的标签。

当汽车从左到右经过光源照射范围时，汽车之上的光敏型射频识别标签将被光源瞬间激励，从而将被读写器读取两次并被最终识别。而在读写器的读取范围之外的串读标签由于只被读取一次而不予以识别。

优选地，光源的开/断时间可以受读写器的控制，从而可以在标签识别开始时及时开启光源，而且在标签识别结束后及时关闭光源，比如，如图6所示，可以将光源的工作时序与读写器天线端口的工作时序保持一致。

本领域技术人员可以意识到，根据本发明实施例的所适用的生产过程可以为任意需要射频标签识别的工业自动化、建筑自动化、养殖自动化、分拣自动化等领域中的任意生产过程。

图9为根据本发明实施方式的射频识别标签的识别装置结构图。

如图9所示，包括光源901和射频识别读取单元902，其中：

光源901，用于通过光照方式缩短读写器读取范围内的的射频识别标签的会话持续时间；

射频识别读取单元902，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签，关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定，并且在第二读取周期内读取射频识别标签，其中若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。

在工业现场实际应用中，射频识别读取单元902可以包括读写器和读写器天线，而且读写器与读写器天线通过射频线缆连接。

图10为根据本发明实施方式的读写器与读写器天线连接示意图。

如图10所示，射频识别读取单元包括读写器和天线，其中光源被嵌入到天线中，而且光源的开/断时间受读写器的控制。

射频识别读取单元进一步包括第一偏置器与第二偏置器，第一偏置器与读写器连接，第二偏置器与天线连接，第一偏置器与第二偏置器之间通过射频线缆连接。

第一偏置器，用于集成直流电流信号与射频信号，并通过射频线缆将集成信号发送到第二偏置器；

第二偏置器，用于从集成信号中解析出直流电流信号与射频信号，将直流电流信号发送到光源，并将射频信号传送到天线。光源接收到直流电流信号后，可以从直流电流信号中获取能量并发光，并使光源的开/断时间受读写器的控制，从而可以在标签识别开始时及时开启光源，而在标签识别结束后及时关闭光源。

可以通过指令或指令集存储的储存方式将本发明实施方式所提出的识别射频识别标签方法存储在各种机器可读的存储介质上。这些存储介质包括但是不局限于：软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、xD卡等。另外，还可以将本发明实施方式所提出的识别射频识别标签方法应用到基于闪存(Nand flash)的存储介质中，比如U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。

还可以将当本发明实施方式所提出的识别射频识别标签方法具体实施为各种形式的计算机指令。这些计算机指令在机器中被执行时，可以使机器执行本发明实施方式所提出的识别射频识别标签方法。

综上所述，在发明实施方式中，在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签；关断读取过程，该关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定；在第二读取周期内读取射频识别标签；若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。由此可见，应用本发明实施方式之后，针对射频识别标签执行加热或光照等物理处理，缩短了射频识别标签的会话持续时间，使得射频识别标签能够快速掉电，并由此能够在两个连续的射频识别读取周期内实现两次连续读取，从而可以严格过滤串读标签，并提高了过滤串读标签的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种射频识别标签的识别系统，其特征在于，包括射频识别标签、会话持续时间调整单元和读写器；其中：

会话持续时间调整单元，用于通过物理方式缩短读写器读取范围内的射频识别标签的会话持续时间；

读写器，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签，关断读取过程，关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定，并且在第二读取周期内读取射频识别标签，其中若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。

2.根据权利要求1所述的射频识别标签的识别系统，其特征在于，所述会话持续时间调整单元为加热设备，该加热设备位于将射频识别标签输送到读写器读取范围之内的流水线上。

3.根据权利要求1所述的射频识别标签的识别系统，其特征在于，所述射频识别标签为光敏型射频识别标签；所述会话持续时间调整单元为集成到读写器天线上的光源，该光源用于通过光照方式缩短射频识别标签的会话持续时间。

4.根据权利要求3所述的射频识别标签的识别系统，其特征在于，所述射频识别标签具有封装，而且该封装上具有用于接收来自光源光照的开窗。

5.根据权利要求2所述的射频识别标签的识别系统，其特征在于，所述射频识别标签被加热设备加热到45°c到50°c之间。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的射频识别标签的识别系统，其特征在于，所述关断时间的取值范围为100毫秒到2秒。

7.一种射频识别标签的识别装置，其特征在于，包括光源和射频识别读取单元，其中：

光源，用于通过光照方式缩短读写器读取范围内的射频识别标签的会话持续时间；

射频识别读取单元，用于在第一射频识别读取周期内读取射频识别标签，关断读取过程，关断时间根据待识别的射频识别标签的会话持续时间设定，并且在第二读取周期内读取射频识别标签，其中若在第一射频识别读取周期和第二读取周期内连续读取到同一射频识别标签，则确定该射频识别标签被识别。

8.根据权利要求7所述的射频识别标签的识别装置，其特征在于，射频识别读取单元包括读写器和天线，光源被嵌入到该天线中，而且光源的开/断时间受读写器的控制。

9.根据权利要求7所述的射频识别标签的识别装置，其特征在于，进一步包括第一偏置器与第二偏置器，第一偏置器与读写器连接，第二偏置器与天线连接，第一偏置器与第二偏置器之间通过射频线缆连接；

第一偏置器，用于集成直流电流信号与射频信号，并通过射频线缆将集成信号发送到第二偏置器；

第二偏置器，用于从集成信号中解析出直流电流信号与射频信号，将直流电流信号发送到光源，并将射频信号传送到天线。