一種rfid系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種RFID系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法，其特征在于包括如下步驟：被測信號通過硬件直接引入到CPU的定時器中，用于信號的捕獲；在定時器的閘門時間T內(nèi)，同時分別記錄待測信號的脈沖數(shù)Nx和定時器的標(biāo)準(zhǔn)信號的脈沖數(shù)N0，若定時器的標(biāo)準(zhǔn)信號頻率為f0,則待測信號頻率fx為：fx＝f0*Nx/N0。所述閘門時間T不小于1/(f0*Δf)，Δf＝|fx-fx|＝f0*Nx/(Ns*N0)＝fs/N0，其中：Ns為N0的標(biāo)準(zhǔn)值，|N0-Ns|＝1，fs為被測頻率標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，fs＝f0*Nx/Ns。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：方法是脈沖數(shù)定時測頻法和脈沖周期測頻法的綜合方法，對系統(tǒng)硬件要求不高，即使在主頻很低的單片機(jī)上使用也能夠滿足頻率測量的精度要求，適用于RFID的硬件系統(tǒng)。
【專利說明】一種RFID系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于射頻信號頻率測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種RFID系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在RFID系統(tǒng)中會要求有源電子標(biāo)簽或者閱讀器具備測量輸入信號頻率的能力。比如在高速公路ETC系統(tǒng)中，有源電子標(biāo)簽接收到來自射頻的喚醒信號后需要對的喚醒信號進(jìn)行頻率檢測。如果輸入信號滿足14KHz的喚醒要求，電子標(biāo)簽響應(yīng)后續(xù)操作，否則標(biāo)簽進(jìn)入休眠狀態(tài)。這種機(jī)制可以有效排除外界環(huán)境對電子標(biāo)簽產(chǎn)生的干擾。又如在RFID智能停車場中，需要閱讀器能夠檢測來自地感線圈輸入信號。閱讀器可以根據(jù)地感線圈的頻率變化來識別車輛的駛?cè)腭偝觥?br> [0003]常規(guī)的測量頻率方法包括脈沖數(shù)定時測頻法和脈沖周期測頻法。脈沖數(shù)定時測頻法是記錄在確定時間內(nèi)待測信號的脈沖個數(shù)測量頻率。脈沖周期測頻法是在待測信號的一個周期內(nèi)，記錄標(biāo)準(zhǔn)頻率信號變化次數(shù)。兩種方法各有利弊。脈沖數(shù)定時測頻法適用于被測信號頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基準(zhǔn)頻率的情況。而脈沖周期測頻法適合被測信號頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基準(zhǔn)頻率的情況。而且兩種方法測量存在較大誤差，滿足不了精確度要求高的頻率測量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種RFID系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法，為RFID系統(tǒng)中有源電子標(biāo)簽和閱讀器提供一種高精度的頻率測量方法，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種RFID系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法，其特征在于包括如下步驟:
[0007]被測信號通過硬件直接引入到CPU的定時器中，用于信號的捕獲；
[0008]在定時器的閘門時間T內(nèi)，同時分別記錄待測信號的脈沖數(shù)Nx和定時器的標(biāo)準(zhǔn)信號的脈沖數(shù)Ntl,若定時器的標(biāo)準(zhǔn)信號頻率為&，則待測信號頻率仁為:
[0009]fx= f q*Nx/N0。
[0010]優(yōu)選的，所述閘門時間T不小于l/(fQ*Af)，
[0011]Af= I fx-fx I = f0*Nx/ (NS*N。)= fs/N0，
[0012]其中:凡為N C1的標(biāo)準(zhǔn)值，IN O-Ns I = 1，仁為被測頻率標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，f s= f 0*NX/Nso
[0013]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0014]本方法是脈沖數(shù)定時測頻法和脈沖周期測頻法的綜合方法，對系統(tǒng)硬件要求不高，即使在主頻很低的單片機(jī)上使用也能夠滿足頻率測量的精度要求，適用于RFID的硬件系統(tǒng)；
[0015]且測量精度不受被測信號頻率的影響，方法簡單實(shí)用并且穩(wěn)定可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明頻率測量的基本硬件系統(tǒng)框圖；
[0017]圖2是本發(fā)明頻率測量原理示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明頻率測量的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明中的頻率測量方法依賴的通用硬件系統(tǒng)框圖如圖1所示；
[0021]—種RFID系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法，包括如下步驟:
[0022]被測信號通過硬件直接引入到CPU的定時器模塊中，用于信號的捕獲；
[0023]在脈沖信號的閘門時間T內(nèi)，同時分別記錄待測信號的脈沖數(shù)Nx和定時器的標(biāo)準(zhǔn)信號的脈沖數(shù)凡，若標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率為&，則待測信號頻率仁為:
[0024]fx= f 0*Nx/N0(公式 I)
[0025]在一次測量中，由于fx的計(jì)數(shù)的閘門信號是由該信號的邊沿觸發(fā)控制的，因此在T時間內(nèi)的計(jì)數(shù)Nx是準(zhǔn)確值，而標(biāo)準(zhǔn)信號的脈沖數(shù)Ntl會存在土 I的計(jì)數(shù)誤差；設(shè)fs為被測頻率標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，Ns為Ntl的標(biāo)準(zhǔn)值，那么INtl-NsI = I，根據(jù)上述公式I，因此頻率誤差A(yù)f為:
[0026]Af= I fx-fx I = f0*Nx/ (Ns*Nq) = fs/N0 (公式 2)
[0027]對應(yīng)的頻率分辨率I δ f I為:
[0028]δ f I = Δ f/fs= 1/Ν0= I/(f 0*Τ)(公式 3)
[0029]可見，在基準(zhǔn)信號頻率f0固定的情況下，通過調(diào)整閘門時間T可以調(diào)整頻率的相對誤差。
[0030]由于該檢測精度的頻率分辨率I δ」為l/(fQ*T)，若要求分辨率為Λ f，那么需要控制的閘門時間T應(yīng)該至少為I/ (fQ* Δ f)。
[0031]本發(fā)明方法在軟件實(shí)現(xiàn)過程中的主控流程如下:
[0032](101)根據(jù)實(shí)際測量精度的要求計(jì)算閘門信號時間T并轉(zhuǎn)化為定時器時鐘的計(jì)數(shù)數(shù)值TR_TH，由于定時器的基準(zhǔn)時鐘頻率為&，那么閘門信號對應(yīng)的計(jì)數(shù)數(shù)值N_TH為I/Δ fo比如要求頻率分辨率為0.002%，那么計(jì)數(shù)器需要計(jì)數(shù)的數(shù)值就是50000。
[0033](102)設(shè)置CPU內(nèi)部定時器Timer為上升沿捕獲模式，Timer的中斷使能。
[0034](103)選擇外部被測信號作為CPU的捕獲信號，設(shè)置定時器開關(guān)變量TimerStatus=0N，捕獲計(jì)數(shù)Nx清0，開啟Timer定時器。
[0035](104)循環(huán)等待，直到TimerStatus標(biāo)志為OFF。
[0036](106)計(jì)算被測信號頻率數(shù)值fx = f0*Nx/N0。
[0037]其中頻率測量的定時器中斷處理流程如下:
[0038](101)Nx 計(jì)數(shù)加 I。
[0039](102)若TimerStatus為0N，則將定時器的計(jì)數(shù)NO清0，并且設(shè)置變量TimerStatus = RUNNING。
[0040](103)若TimerStatus不為0N，判斷NO是否大于N—TH ;如果超過則將定時器Timer關(guān)閉，設(shè)置定時器開關(guān)變量TimerStatus = OFF。
[0041]經(jīng)過上述流程，軟件可以完成信號頻率的測量。
[0042]通過實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，本發(fā)明方法完全能夠滿足頻率檢測的精度要求。且測量精度不受被測信號頻率的影響，方法簡單實(shí)用并且穩(wěn)定可靠。
[0043]以上對本發(fā)明的一個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種即10系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法，其特征在于包括如下步驟: 被測信號通過硬件直接引入到的定時器中，用于信號的捕獲； 在定時器的閘門時間I內(nèi)，同時分別記錄待測信號的脈沖數(shù)版和定時器的標(biāo)準(zhǔn)信號的脈沖數(shù)凡，若定時器的標(biāo)準(zhǔn)信號頻率為？。，則待測信號頻率仁為:
^ 0氺版/凡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的即10系統(tǒng)中的高精度頻率測量方法，其特征在于:所述閘門時間I'不小于1八？#八？)， 八？ == 隊(duì)/(凡氺凡)=匕/凡， 其中:凡為?。的標(biāo)準(zhǔn)值，?0-凡=1，仁為被測頻率標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，1= ？。柳7凡。
【文檔編號】G01R23/10GK104459314SQ201410766466
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】高峰 申請人:天津中興智聯(lián)科技有限公司