[发明专利]一种基于RFID远距离读取的智能通道系统的方法

摘要

本发明公开一种基于RFID远距离读取的智能通道系统的方法，该系统主要包括：工控机、第一射频芯片、第二射频芯片、可调式功率放大器、第一发射天线、第二发射天线、第一接收天线、第二接收天线。本发明通过大功率、大尺寸的天线实现了0～70cm阅读RFID卡，突破常规的应用距离，产生了新的应用场景。本发明还通过多天线设置、天线布局以及采用数据分割过滤算法，增强覆盖效果、减少识别盲区、解决相互干扰问题，使电子标签的识别率在现场应用中达到99.9％以上，在物联网领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种基于RFID远距离读取的智能通道系统的方法，其特征在于：所述一种基于RFID远距离读取的智能通道系统包括底座、第一侧壁、第二侧壁、顶壁、外接电源、稳压电源、工控机、第一射频芯片、第二射频芯片、可调式功率放大器、USB接口、第一发射天线、第二发射天线、第一接收天线、第二接收天线、三通、数据安全传输模块、信息比对存储模块；所述底座下方具有空隙，可供线缆穿过；所述第一侧壁与第二侧壁分别设置于所述智能通道系统的两侧，二者之间距离为70～90cm，所述第一侧壁与第二侧壁的顶部上均设置有穿线孔，第一发射天线和第二发射天线通过穿线孔分别安装于第一侧壁与第二侧壁的壁体中间部分；所述第一侧壁与第二侧壁的外侧面也设置有穿线孔，第一接收天线和第二接收天线通过穿线孔分别安装于第一侧壁与第二侧壁的外侧面；所述顶壁为中空结构，安装有工控机、第一射频芯片、第二射频芯片、可调式功率放大器、USB接口、三通；所述外接电源为220V交流电；所述稳压电源为直流稳压电源；所述工控机的核心为主控MCU，主要提供对所述第一射频芯片与第二射频芯片的控制操作，同时提供SPI接口形式的外部MCU控制；主控MCU通过SPI串行接口与射频芯片连接，控制所述第一射频芯片的工作，实现与RFID卡的通信；外部MCU可以通过SPI串行接口与主控MCU连接，由外部MCU控制射频芯片的工作，实现与RFID卡的通信；所述第一射频芯片和第二射频芯片为射频芯片，负责接收工控机主控MCU的控制信息，并完成与RFID卡的通信操作；为了正常工作，射频芯片与主控MCU连接，而为了发送、接收稳定的高频信号，射频芯片通过高频滤波电路与天线部分连接；其中，所述第一射频芯片为RFID卡读卡模块，所述第二射频芯片为RFID卡信号接收模块；所述可调式功率放大器，可调节四个档位，分别是2.5W、5W、7.5W、10W；所述USB接口为USB3.0或USB3.1，传输速度大于5.0Gb/s；所述第一发射天线与第二发射天线，即RFID天线，由线圈组成，所述第一射频芯片要通过所述第一发射天线与第二发射天线产生的磁通量为RFID卡提供电源，从RFID卡获取信息；所述第一发射天线与第二发射天线的线圈通过无源的匹配电路连接所述第一射频芯片的天线引脚；所述RFID天线的外径设置为40～90×40～90cm，将其安装在智能通道系统的侧壁内；并且实施电磁屏蔽措施：侧壁的材质选自4mm环氧树脂、5mm电木、8mm高密板、20mm胶木板、3mmABS、3mm粘膜泡沫、3mm不粘膜泡沫或5mm五层胶合板中的一种；所述RFID天线采用铜作为天线线圈的材料，并且线圈圈数设置为一圈；所述第一接收天线、第二接收天线具有RX信号监听功能，可接收RFID卡反馈的信号；所述三通分别连接所述第一接收天线、所述第二接收天线和所述第二射频芯片；所述方法具体为身份证读卡的流程方法：工控机的MCU通过通用异步收发传输器UART接口向PC机/上位机的身份证模块发送指令，所述PC机/上位机的身份证模块通过I2C接口向工控机的MCU发射数据内容TYPE B TX包，所述工控机的MCU通过串行外设接口SPI将TYPE B TX包发送到第一射频芯片，所述第一射频芯片将TYPE B TX包发送到功率放大器，所述功率放大器将信号放大，并通过发射天线发送到身份证卡片，所述身份证卡片回应TYPE B RX包到具有RX信号监听功能的第一接收天线和/或第二接收天线，所述第一接收天线和/或第二接收天线通过三通将TYPE B RX包发送到第二射频芯片，所述第二射频芯片将TYPE B RX包通过信号提取/过滤器将信号过滤，提取有效信号，其内部的接收器对接收信号进行解调、译码处理，将数据发送到并行接口由主控MCU读取；最后通过SPI接口发送到工控机的MCU，所述工控机的MCU通过I2C接口把TYPE B RX包发送到PC机/上位机的身份证模块，所述PC机/上位机的身份证模块通过UART接口将本次通信的结果发送到工控机的MCU。