[发明专利]基于多频相位差的SAW RFID标签测距方法

说明书

本发明提供了一种基于多频相位差的SAW RFID标签测距方法，通过构造同余方程解距离模糊，同时利用在SAW RFID标签内设置的测温反射栅对SAW RFID标签内受温度变化影响的参数进行温度补偿，计算出SAW RFID标签内延时所产生的虚假距离。用该虚假距离对解距离模糊后的无模糊距离进行修正，从而得到阅读器与SAW RFID标签之间真实距离的测量值。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及一种基于多频相位差的SAW RFID标签测距方法。

背景技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)利用射频信号实现目标识别以及对相关数据的获取，是一种非接触式标签的技术。正是由于它的非接触特性，可以在识别过程中无需人工干预，有利于系统自动化的实现。近年来，RFID技术在物流管理、防伪、畜牧业监控管理、高速公路自动收费、跟踪和定位等领域取得广泛应用。

采用声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)技术的射频标签是一种纯无源且不带有任何半导体集成电路芯片的射频识别技术。基于SAW技术的RFID系统由阅读器和SAWRFID标签组成。SAW RFID标签由天线、叉指换能器(Inter Digital Transducer,IDT)和反射栅构成。其系统工作原理与雷达系统类似：阅读器发送查询信号至标签天线，标签天线接收到的查询信号经叉指换能器，由压电材料的逆压电效应，查询信号在压电基片上转换为沿压电晶向传播的声表面波。经过一段延时后到达反射栅，一部分能量被放射回IDT，另一部分能量透射继续沿压电晶向传播。被放射回IDT的声表面波由压电材料的正压电效应转换成电磁波，通过标签天线发送至阅读器。利用反射回波的相位信息可实现SAW RFID的测距。

目前，普通RFID标签大多采用以下几种测距方法：

(1)基于传播信号的到达时间(TOA)

阅读器接收标签发射的电磁波信号，若阅读器测得电磁波信号从标签到达阅读器的传播时间为t，则标签到阅读器的距离为R＝ct，其中c为电磁波传播速度。在RFID标签的可读写范围内，传播时间t往往极短，一般在纳秒级别，导致对传播时间测量的很小误差也将带来较大的测距误差。而且该方法受限于只能在主动式RFID标签中应用，即使测量普通被动式RFID标签的双程延时来进行距离测量，由于普通被动式RFID标签收到查询信号后，再返回回波信号这一阶段延时往往不可精确估算，将带来较大的测距误差。因次，TOA方法测量标签距离精度很低。

(2)基于接收信号的强度(RSSI)

该方法的工作原理是已知发射查询信号强度，测量阅读器接收到的标签反射回波信号强度，通过比较发射和接收信号的强度来估计标签与阅读器的距离。由于电磁波在自由空间中传播时存在路径损耗，所以发射相同功率的查询信号时，阅读器接收到的回波信号越强，说明标签距离阅读器越近，反之，距离越远。但是电磁波在自由空间中传播时，能量损耗是由很多因素共同造成的，而不仅仅与传播距离有关，所以RSSI方法测量标签距离往往精度不高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于多频相位差的SAW RFID标签测距方法。

根据本发明提供的基于多频相位差的SAW RFID标签测距方法，包括步骤：

步骤1、在阅读器发射的查询信号的最大频率间隔内分配频率差，选择出满足构造同余方程进行距离抗模糊的多个查询信号的频率差；

步骤2、提取各频率查询信号由反射栅反射产生的回波信号的模糊相位，进而得到每组频率差所对应的模糊相位差；

步骤3、利用各组频率差所对应的模糊相位差产生的模糊距离，与每组频率差的最大无模糊距离构造同余方程，通过中国余数定理求得包含SAW RFID标签内延时产生的虚假距离的无模糊距离，实现距离抗模糊；