[发明专利]RFID读取方法和RFID读取器

说明书

射频识别(RFID)读取器用无源RFID传感器标签顺序地执行盘存周期。每个RFID传感器标签具有布置成感测预定量的至少一个感测元件。RFID读取器基于在每个盘存周期期间由无源RFID传感器标签使用的反向散射调制频率读取预定量的一个值，并且在基于在随后的盘存周期期间由所述无源RFID传感器标签使用的反向散射调制频率读取所述预定量的下一个值之前，释放所述RFID传感器标签。如果无源RFID传感器包括具有不同传感器特性的两个或更多个感测元件，则RFID读取器在一个盘存周期期间读取无源RFID标签的感测元件中的一个，并且在随后的盘存周期期间读取所述无源RFID传感器标签的另一个感测元件之前释放所述无源RFID传感器标签。

技术领域

本发明涉及无源无线传感器，特别是无源射频识别(RFID)传感器、RFID传感器系统、和用于无源RFID传感器标签的RFID读取器。

背景技术

传感器是将测量量(measured quantity)转换成可读格式(通常转换成电信号)的设备。现在，存在实际上用于任何测量目的商业上可用的传感器。根据连接性，传感器可以分为无线和有线传感器。有线传感器通过线束或电缆组件连接到读取器设备。无线传感器可以在没有到传感器的物理连接的情况下被读取，并且通常实现为传感器配备无线电收发器。所发射的无线电信号由将无线信号转换为期望输出的接收器解释。无线操作在许多应用中是有益的，其中在这些应用中，有线连接例如由于苛刻的操作条件(例如温度和压力)、旋转部件、或者布线的成本和复杂性而较困难。然而，无线传感器也具有一些缺点，例如由于电池而导致的有限寿命，由于衰减和干扰而导致的有限读出距离，由于信号的不可控传播和潜在的低通信速度导致的安全问题。基于电源和通信原理，无线传感器可以分为三类：有源传感器、半无源传感器和无源传感器。

有源无线传感器通常既具有无线电收发器又具有板载电池，板载电池被用于为收发器供电。具有自身电源的有源无线传感器可以使用功率强大的发射器和敏感的接收器。然而，板载电池限制了寿命并且还增加了尺寸和重量。由于更复杂的电路，有源传感器的价格可以比无源传感器的价格高得多。

半无源无线传感器不包括无线电收发器，但是配备有电池。电池被用于给集成电路(IC)供电并且使传感器能够独立于读取装置来操作或者维持传感器中的存储器。半无源电池辅助传感器应用调制反向散射技术来进行通信。这意味着半无源传感器不需要来自板载电池的任何能量来进行通信，而是传感器简单地将由读取装置发射的能量的一部分反射回去。

与有源传感器和半无源传感器不同，无源传感器不需要板载电池。因此无源传感器可以更加简单、小型、更加低价，并且它们的寿命不受电源限制。无源传感器的典型的读出距离在10cm至3m之间。无源无线传感器可以被分为四个主要种类：无线射频识别(RFID)标签、电谐振电路传感器、表面声波(SAW)、谐波传感器和互调传感器。

RFID是使用无线电波来在标签与读取器之间通信的识别技术，并且其被用于识别物品。RFID相对于光学条码识别具有一些优点，例如在读取器装置与标签之间不需要视线，并且RFID读取器还可以同时读取上百个标签。无源RFID标签使用调制的反向散射通信原理，如图1中所示。当标签10与RFID读取器11通信时，其调制接收到的信号12并将信号12的一部分13反射回读取器。典型的无源标签包括连接到专用微芯片的天线。当被RFID收发器或读取器无线地询问时，RFID标签天线接收来自RFID读取器的功率和RF信号并将其供应至芯片。芯片处理该信号并将所需的数据发送回RFID读取器。反向散射的信号根据发射的数据而被调剂。RFID的最高操作频率和读出距离受到集成电路(IC)的整流功率限制并且分别为若干GHz和5-10m。