CN109726607B - 通信信道的切换方法及装置、存储介质、电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种通信信道的切换方法及装置、存储介质、电子装置，所述方法包括：向通信频段范围内的通信信道发射载波信号；在通信信道上采集接收基带信号，并记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，第一通信信道采集的接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。解决了现有技术中RFID读写设备无法及时且有效地识别干扰信号并进行快速主动规避的问题。

Description

通信信道的切换方法及装置、存储介质、电子装置

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，具体而言，涉及一种通信信道的切换方法及装置、存储介质、电子装置。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，简称为RFID)技术，是一种无线通信技术，可以通过无线电讯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。

在使用RFID技术进行通信的设备，在设备通信频段范围内，通常会有多个信道供设备使用。设备在通信过程中，往往只是使用其中一个信道，或者是按照一定的规律在多个信道之间进行切换。因此，当RFID读写设备附近存在与RFID读写设备通信频段相近的信号时，就会对RFID读写设备的通信造成干扰，特别是当RFID读写设备附近存在相同型号的RFID读写设备在工作的时候，由于两台RFID读写设备都工作在同一个频段内，在这种情况下干扰情况更加严重。

针对上述问题，有应用是基于读写设备在多个信道之间按设定的顺序的跳频方式与其作用范围内存在的电子标签建立连接并进行通信；上述方法虽然能够主动根据干扰信号的频率来切换读写设备的信道，但是其本身是基于记录发起连接的次数和成功建立连接的次数并统计的方法获得的，且需要在建立连接之后再经过较长的时间遍历完所有的通信信道，才能切换到避开干扰信号的信道，而当设备所处的环境中，没有与读写设备匹配的标签时，就无法建立连接，读写设备也就无法检测出当前设备所处的环境是否存在干扰信号，在这种情况下，如果与读写设备相匹配的标签快速的通过读写设备的识读区域时，读写设备就没有足够的时间及时的识别到干扰信号并跳频到能够避开干扰信号的信道，因此就无法准确识读到标签信息。

有应用是基于轮询多个预设频点通过获取预设个数的识读性能最优的预设频点对标签进行跳频读卡，此方法通过获取预设频点的驻波比、回波信号强度值以及识读个数来确定最优频点，仍然需要读写设备与标签之间进行通信交互，也有应用是通过多天线自动切换滞留自学习过程来选择能够避开干扰信号的信道，但是需要较长的自学习过程，且当环境噪声发生变化时，读写设备需要重新进行自学习，因此不能及时识别环境干扰信号。

由于上述方法，均难以解决在环境噪声发生变化的时候，读写设备不能够及时快速识别干扰信号，并主动进行规避。或者需要较长的自学习之后才能够识别到干扰信号。

针对现有技术中RFID读写设备无法及时有效地识别干扰信号并进行主动规避的问题，尚未有合理的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种通信信道的切换方法及装置、储存介质、电子装置，以至少解决相关技术中RFID读写设备无法及时有效地识别干扰信号并进行主动规避的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种通信信道的切换方法，包括：在通信频段范围内的通信信道上采集接收基带信号，并记录所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；根据所述接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，所述第一通信信道采集的所述接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

优选地，记录所述接收基带信号的幅度特征包括：记录所述接收基带信号的幅度峰峰值、所述接收基带信号的幅度波动范围和所述接收基带信号的幅度基准值；记录所述基带信号的频率特征包括：记录所述接收基带信号的频率分布、所述接收基带信号的频率波动范围和所述接收基带信号的频率峰值。

优选地，在所述通信信道上采集接收基带信号包括：通过收发天线捕获接收信号，其中，所述接收信号经过接收链路、基带链路处理之后形成所述接收基带信号；使用幅度分析方法和频域分析方法提取所述接收基带信号的幅度特征和频率特征。

优选地，根据所述接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，包括：统计通信频段范围内，在所有通信信道上采集的所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；计算每个所述通信信道上所述接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值；选择综合权重值最大的所述通信信道，确定为所述第一通信信道。

优选地，计算每个所述通信信道上所述接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值包括：将所述接收基带信号的幅度峰峰值从小到大排序作为幅度峰峰值权重值，将所述接收基带信号的幅度波动范围从小到大排序作为幅度波动范围权重值，将所述接收基带信号的幅度基准值从小到大排序作为幅度基准值权重值；将所述接收基带信号的频率分布从大到小排序作为频率分布权重值，将所述接收基带信号的频率波动范围从大到小排序作为频率波动范围权重值，将所述接收基带信号的频率峰值从大到小排序作为频率峰值权重值。

优选地，所述综合权重值为以下权重值之和：所述幅度峰峰值权重值、所述幅度波动范围权重值、所述幅度基准值权重值、所述频率分布权重值、所述频率波动范围权重值和所述频率峰值权重值。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种通信信道的切换装置，包括：采集模块，用于在所述通信信道上采集接收基带信号；记录模块，连接所述采集模块，用于记录所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；切换模块，连接所述记录模块，用于根据所述接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，所述第一通信信道采集的所述接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

优选地，所述记录模块包括：第一记录单元，用于记录所述接收基带信号的幅度峰峰值、所述接收基带信号的幅度波动范围和所述接收基带信号的幅度基准值；第二记录单元，连接所述第一记录单元，用于记录所述接收基带信号的频率分布、所述接收基带信号的频率波动范围和所述接收基带信号的频率峰值。

优选地，所述接收模块包括：捕获单元，用于通过收发天线捕获接收信号，其中，所述接收信号经过接收链路、基带链路处理之后形成所述接收基带信号；提取单元，连接所述捕获单元，用于使用幅度分析方法和频域分析方法提取所述接收基带信号的幅度特征和频率特征。

优选地，所述切换模块包括：统计单元，用于统计通信频段范围内，在所有通信信道上采集的所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；计算单元，连接所述统计单元，用于计算每个所述通信信道上所述接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值；选择单元，连接所述计算单元，用于选择综合权重值最大的所述通信信道，确定为所述第一通信信道。

优选地，所述计算单元还用于：将所述接收基带信号的幅度峰峰值从小到大排序作为幅度峰峰值权重值，将所述接收基带信号的幅度波动范围从小到大排序作为幅度波动范围权重值，将所述接收基带信号的幅度基准值从小到大排序作为幅度基准值权重值；将所述接收基带信号的频率分布从大到小排序作为频率分布权重值，将所述接收基带信号的频率波动范围从大到小排序作为频率波动范围权重值，将所述接收基带信号的频率峰值从大到小排序作为频率峰值权重值。

优选地，所述综合权重值为以下权重值之和：所述幅度峰峰值权重值、所述幅度波动范围权重值、所述幅度基准值权重值、所述频率分布权重值、所述频率波动范围权重值和所述频率峰值权重值。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明实施例，通过在通信频段范围内的通信信道中，选择接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大的通信信道，解决了现有技术中RFID读写设备无法及时有效地识别干扰信号并进行主动规避的问题，实现了在无需专人现场勘测、无需额外设备的情况下，就可以自动进行通信信道的切换，尤其在现场使用环境周边存在不确定干扰源的情况下，通过自动识别RFID读写设备附近的环境干扰信号的频率，主动选择远离干扰信号频率的通信频段，及时快速的通过主动跳频进行规避，来减少干扰信号频率对RFID读写设备通信过程的影响，避免因为不能及时识别环境干扰信号，或者不能及时通过跳频将通信信道切换到远离干扰信号的信道，而造成不能准确识读标签的情况，本发明大大降低了人力、物力和时间成本，大大的提高了产品的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例中通信信道的切换方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的RFID自适应跳频方法的示意图；

图3是本发明实施例提供的RFID自适应跳频方法的又一流程图；

图4是根据本发明实施例的通信信道的切换装置的结构框图；

图5是本发明实施例提供的自适应跳频装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的RFID自适应跳频又一流程示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

RFID技术，是一种无线通信技术，可以通过无线电讯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。

在使用RFID技术进行通信的设备，在设备通信频段范围内，通常会有多个信道供设备使用。设备在通信过程中，往往只是使用其中一个信道，或者是按照一定的规律在多个信道之间进行切换。因此，当RFID读写设备附近存在与RFID读写设备通信频段相近的信号时，就会对RFID读写设备的通信造成干扰，特别是当RFID读写设备附近存在相同型号的RFID读写设备在工作的时候，由于两台RFID读写设备都工作在同一个频段内，在这种情况下干扰情况更加严重。

针对上述问题，有应用是基于读写设备在多个信道之间按设定的顺序的跳频方式与其作用范围内存在的电子标签建立连接并进行通信；上述方法虽然能够主动根据干扰信号的频率来切换读写设备的信道，但是其本身是基于记录发起连接的次数和成功建立连接的次数并统计的方法获得的，且需要在建立连接之后再经过较长的时间遍历完所有的通信信道，才能切换到避开干扰信号的信道，而当设备所处的环境中，没有与读写设备匹配的标签时，就无法建立连接，读写设备也就无法检测出当前设备所处的环境是否存在干扰信号，在这种情况下，如果与读写设备相匹配的标签快速的通过读写设备的识读区域时，读写设备就没有足够的时间及时的识别到干扰信号并跳频到能够避开干扰信号的信道，因此就无法准确识读到标签信息。

有应用是基于轮询多个预设频点通过获取预设个数的识读性能最优的预设频点对标签进行跳频读卡，此方法通过获取预设频点的驻波比、回波信号强度值以及识读个数来确定最优频点，仍然需要读写设备与标签之间进行通信交互，也有应用是通过多天线自动切换滞留自学习过程来选择能够避开干扰信号的信道，但是需要较长的自学习过程，且当环境噪声发生变化时，读写设备需要重新进行自学习，因此不能及时识别环境干扰信号。

由于上述方法，均难以解决在环境噪声发生变化的时候，读写设备不能够及时快速识别干扰信号，并主动进行规避。或者需要较长的自学习之后才能够识别到干扰信号。为了更好的解决上述问题，本发明提供了一种RFID自适应跳频方法及装置，通过自动识别RFID读写设备附近的环境干扰信号的频率，主动选择远离干扰信号频率的通信频段，及时快速的通过主动跳频进行规避，来减少干扰信号频率对RFID读写设备通信过程的影响，避免因为不能及时识别环境干扰信号，或者不能及时通过跳频将通信信道切换到远离干扰信号的信道，而造成不能准确识读标签的情况。

本发明实施例提供了一种通信信道的切换方法。图2是根据本发明实施例中通信信道的切换方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤S101，在通信频段范围内的通信信道上采集接收基带信号，并记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；

步骤S102，根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，第一通信信道采集的接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

通过上述方法，在通信信道上采集接收基带信号，并记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，第一通信信道采集的接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。解决了现有技术中RFID读写设备无法及时有效地识别干扰信号并进行主动规避的问题，实现了在无需专人现场勘测、无需额外设备的情况下，就可以自动进行通信信道的切换，尤其在现场使用环境周边存在不确定干扰源的情况下，通过自动识别RFID读写设备附近的环境干扰信号的频率，主动选择远离干扰信号频率的通信频段，及时快速的通过主动跳频进行规避，来减少干扰信号频率对RFID读写设备通信过程的影响，避免因为不能及时识别环境干扰信号，或者不能及时通过跳频将通信信道切换到远离干扰信号的信道，而造成不能准确识读标签的情况，本发明大大降低了人力、物力和时间成本，大大的提高了产品的可靠性。

需要说明的是，针对无源RFID系统，上述步骤S101之前还包括：向通信频段范围内的通信信道发射载波信号。在无源RFID系统中，只有发射了载波信号，才能准确的知道接收信号中是否存在对设备工作造成较大影响的干扰信号存在。因为在无源RFID系统中，接收信号中的干扰信号是由多个信号组成的，RFID设备自身也会产生干扰信号，且RFID设备自身产生的干扰信号既有可能会增强干扰程度，也有可能会减弱干扰程度。因此只有发射了载波信号才能确定RFID设备在工作过程中的干扰信号就是我们所筛选出来的需要避开的信号。具体为RFID读写设备，在通信频段范围内，连续发射载波信号，并逐个通信信道依次切换。

优选地，上述步骤S101可以通过以下步骤实现：记录接收基带信号的幅度峰峰值、接收基带信号的幅度波动范围和接收基带信号的幅度基准值；记录接收基带信号的频率分布、接收基带信号的频率波动范围和接收基带信号的频率峰值。

优选地，上述步骤S101可以通过以下步骤实现：通过收发天线捕获接收信号，其中，接收信号经过接收链路、基带链路处理之后形成接收基带信号；使用幅度分析方法和频域分析方法提取接收基带信号的幅度特征和频率特征。

优选地，上述步骤S102可以通过以下步骤实现：统计通信频段范围内，在所有通信信道上采集的接收基带信号的幅度特征和频率特征；计算每个通信信道上接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值；选择综合权重值最大的通信信道，确定为第一通信信道。

优选地，计算每个通信信道上接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值包括：将接收基带信号的幅度峰峰值从小到大排序作为幅度峰峰值权重值，将接收基带信号的幅度波动范围从小到大排序作为幅度波动范围权重值，将接收基带信号的幅度基准值从小到大排序作为幅度基准值权重值；将接收基带信号的频率分布从大到小排序作为频率分布权重值，将接收基带信号的频率波动范围从大到小排序作为频率波动范围权重值，将接收基带信号的频率峰值从大到小排序作为频率峰值权重值。

优选地，综合权重值为以下权重值之和：幅度峰峰值权重值、幅度波动范围权重值、幅度基准值权重值、频率分布权重值、频率波动范围权重值和频率峰值权重值。

本实施例还提供了一种RFID自适应跳频方法，该方法应用于RFID自适应跳频装置。图2是本发明实施例提供的RFID自适应跳频方法的示意图，如图2所示，该方法包括：

步骤S1，RFID读写设备在通信频段范围内扫描通信信道，并发射载波信号；

步骤S2，RFID读写设备采集并记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；

步骤S3，RFID读写设备切换到接收基带信号幅度偏差最小和频率偏差最大的信道进行通信。

优选的，RFID读写设备工作在920MHz到925MHz频段范围。

优选的，RFID读写设备在通信频段范围内的通信信道共20个。

进一步地，所述RFID读写设备在通信频段范围内扫描通信信道，具体为RFID读写设备，在通信频段范围内，连续发射载波信号，并逐个通信信道依次切换。

优选的，RFID读写设备发射载波信号的功率为30dBm。

优选的，RFID读写设备通过收发天线来实现信号的发射和接收。

进一步地，所述RFID读写设备采集并记录接收基带信号的幅度特征和频率特征的具体方法为：

S21，RFID读写设备通过收发天线捕获接收信号；

S22，接收信号经过接收链路、基带链路处理之后形成接收基带信号；

S23，使用幅度分析方法和频域分析方法提取接收基带信号的幅度特征和频率特征。

优选的，所述接收链路、基带链路的处理方法，包含但不限于载波对消、射频放大、基带放大、滤波、解调。

优选的，所述收发天线捕获的接收信号为环境干扰信号。

进一步地，所述接收基带信号通过AD采集芯片实现数字化。

进一步地，所述接收基带信号的幅度特征，包含：接收基带信号的幅度峰峰值、接收基带信号的幅度波动范围，接收基带信号的幅度基准值。

进一步地，所述接收基带信号的频率特征，包含：接收基带信号的频率分布、接收基带信号的频率波动范围，接收基带信号的频率峰值。

进一步地，所述幅度分析方法具体包含：

S31，提取接收基带信号的包络，获取接收基带信号的最大包络曲线和最小包络曲线；

S32，经过滤波器平滑滤波，提取接收基带信号的均值曲线，获取接收基带信号的幅度基准值；

S33，计算最大包络曲线与最小包络曲线之间的差值的分布函数的面积，获取接收基带信号的幅度峰峰值；

S34，计算最大包络曲线或最小包络曲线的偏离度，获取接收基带信号的幅度波动范围。

更进一步地，所述分布函数的面积以单位时间积分的结果为依据。

更进一步的，所述偏离度为最大包络曲线或最小包络曲线在单位时间内与包络曲线平均值的偏差的平方和。

优选的，所述的单位时间为0.5ms。

优选的，所述滤波器为FIR滤波器。

进一步地，所述频域分析方法具体包含：

S41，提取单位时间内的接收基带信号，通过频率抽取算法，将接收基带信号分解为数字离散信号；

S42，提取数字离散信号的各个离散频点，即为接收基带信号的频率分布；

S43，计算数字离散信号的各个离散频点对应的功率值，功率值最大的频点所对应的即为接收基带信号的频率峰值；

S44，统计设定值功率范围内的频率点，即为接收基带信号的频率波动范围。

优选的，所述的单位时间为0.5ms。

优选的，所述频率抽取算法为快速傅里叶变换。

优选的，所述设定值功率为-68dBm。

更进一步地，所述切换到接收基带信号幅度偏差最小和频率偏差最大的信道进行通信具体包含：

S51，统计通信频段范围内所有通信信道采集的接收基带信号的幅度特征和频率特征；

S52，计算幅度特征和频率特征的权重值；

S53，选择综合权重值最大的信道，即为幅度偏差最小和频率偏差最大的信道。

更进一步地，接收基带信号的幅度峰峰值从小到大排序作为幅度峰峰值权重值、接收基带信号的幅度波动范围从小到大排序作为幅度波动范围权重值，接收基带信号的幅度基准值从小到大排序作为幅度基准值权重值。

更进一步地，接收基带信号的频率分布从大到小排序作为频率分布权重值、接收基带信号的频率波动范围从大到小排序作为频率波动范围权重值，接收基带信号的频率峰值从大到小排序作为频率峰值权重值。

更进一步地，所述综合权重值为幅度峰峰值权重值、幅度波动范围权重值、幅度基准值权重值、频率分布权重值、频率波动范围权重值、频率峰值权重值之和。

本实施例提供一种RFID自适应跳频方法，图3是本发明实施例提供的RFID自适应跳频方法的又一流程图，如图3所示，所述RFID读写设备所采用的自适应方法具体流程为：配置RFID读写设备的通信信道(101)，即设置RFID读写设备的当前工作频率；根据现场使用环境，设置RFID读写设备的发射功率(102)，优选的为30dBm；完成RFID读写设备的其他配置之后，设置RFID读写设备发射载波信号(103)，如果RFID读写设备内部存在载波对消电路，则执行载波对消(104)，通过与RFID读写设备外部连接的收发天线，将载波信号发射出去，并接收接收信号(105)，再经过将接收信号解调并完成基带滤波、基带放大等基带处理(106)之后，得到接收基带信号，将接收基带信号做AD转换(107)形成数字基带信号，再提取接收基带信号的幅度特征和频率特征。

这样，当前信道下RFID读写设备接收到的接收信号中所包含的环境信息和干扰噪声信息就能够被记录下来；当提取到接收基带信号的幅度特征信息和频率特征信息之后，判断RFID读写设备是否完成了所有信道的幅度特征信息和频率特征信息的提取(109)，如果没有完成，则切换到下一个信道重复上述103到108的过程；如果已经完成了所有通信信道的幅度特征和频率特征的提取，则开始计算所有信道的综合权重值。

综合权重值由幅度峰峰值权重值、幅度波动范围权重值、幅度基准值权重值、频率分布权重值、频率波动范围权重值、频率峰值权重值组成。其中以幅度峰峰值、幅度波动范围、幅度基准值的最大值为1权重，最小值为100权重，等比计算其他幅度特征；其中，以频率分布、频率波动范围、频率峰值与当前信道频率的偏差最大为100权重，与当前信道频率的偏差最小为1权重，等比计算其他频率特征。

其中，完成一个信道的幅度特征和频率特征的提取，是指提取单位时间内的接收基带信号的幅度特征和频率特征，由于RFID读写设备工作在920MHz到925MHz频段，因此所述单位时间只需要0.5ms就能够采集到足够多的特征信息了；又因为RFID读写设备是收发同步进行的，因此，所述完成一个信道的幅度特征和频率特征的提取所需要的时间与发射载波信号所占用的时间不会出现冲突，最优的为0.5ms；因此，RFID读写设备完成所有的20个通信信道的扫描所需要的时间为0.5*20共计10ms；而RFID读写设备在正常通信交互过程中，完成一次调制信号的发射，并接收RFID标签返回的信号，即完成一次RFID读写设备与RFID标签的信息交互，所需要的时间约为10ms。避免了因为不能及时识别环境干扰信号，或者不能及时通过跳频将通信信道切换到远离干扰信号的信道，而造成不能准确识读标签的情况。

而RFID读写设备在完成一次通信频段内的通信信道的扫描之后，选择切换到了最优的通信信道，并保存了此时通信信道的综合权重值，在当前通信信道的综合权重值没有发生恶化的情况下，无需再次扫描通信频段内的所有通信信道，只有当在当前通信信道的综合权重值发生偏离的情况下，才需要将通信信道进行扩展，选择几个或者全部的通信信道进行重新扫描。

优选的，当前综合权重值与保存的综合权重值之间产生30％偏差的时候，我们认为当前综合权重值发生明显恶化，需要重新扫描所有通信信道来选择最优通信信道。

因此，本实施例所提供的RFID自适应跳频方法，能够极大的提高RFID读写设备在正常使用过程中规避外部环境干扰噪声的效率。且实现了在无需专人现场勘测、无需额外设备的情况下，就可以自动进行通信信道的切换，尤其在现场使用环境周边存在不确定干扰源的情况下，通过自动识别RFID读写设备附近的环境干扰信号的频率，主动选择远离干扰信号频率的通信频段，及时快速的通过主动跳频进行规避，来减少干扰信号频率对RFID读写设备通信过程的影响，RFID读写设备完成所有的20个通信信道的扫描所需要的时间为0.5*20共计10ms；即最多只需要消耗10ms的时间，就能快速准确的定位到干扰信号的频率，并主动跳频到远离干扰信号的通信频段。避免因为不能及时识别环境干扰信号，或者不能及时通过跳频将通信信道切换到远离干扰信号的信道，而造成不能准确识读标签的情况，本发明大大降低了人力、物力和时间成本，大大的提高了产品的可靠性。

实施例2

在本实施例中还提供了一种通信信道的切换装置，用于执行上述任一方法实施例中的步骤，已经描述过的内容此处不再赘述。图4是根据本发明实施例的通信信道的切换装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：采集模块40，用于在通信频段范围内的通信信道上采集接收基带信号；记录模块41，连接采集模块40，用于记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；切换模块42，连接记录模块41，用于根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，第一通信信道采集的接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

通过上述装置，采集模块40，用于在通信频段范围内的通信信道上采集接收基带信号；记录模块41，用于记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；切换模块42根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，第一通信信道采集的接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。解决了现有技术中RFID读写设备无法及时有效地识别干扰信号并进行主动规避的问题，实现了在无需专人现场勘测、无需额外设备的情况下，就可以自动进行通信信道的切换，尤其在现场使用环境周边存在不确定干扰源的情况下，通过自动识别RFID读写设备附近的环境干扰信号的频率，主动选择远离干扰信号频率的通信频段，及时快速的通过主动跳频进行规避，来减少干扰信号频率对RFID读写设备通信过程的影响，避免因为不能及时识别环境干扰信号，或者不能及时通过跳频将通信信道切换到远离干扰信号的信道，而造成不能准确识读标签的情况，本发明大大降低了人力、物力和时间成本，大大的提高了产品的可靠性。

优选地，记录模块41包括：第一记录单元，用于记录接收基带信号的幅度峰峰值、接收基带信号的幅度波动范围和接收基带信号的幅度基准值；第二记录单元，用于记录接收基带信号的频率分布、接收基带信号的频率波动范围和接收基带信号的频率峰值。

优选地，采集模块40包括：捕获单元，用于通过收发天线捕获接收信号，其中，接收信号经过接收链路、基带链路处理之后形成接收基带信号；提取单元，用于使用幅度分析方法和频域分析方法提取接收基带信号的幅度特征和频率特征。

优选地，切换模块42包括：统计单元，用于统计通信频段范围内，在所有通信信道上采集的接收基带信号的幅度特征和频率特征；计算单元，用于计算每个通信信道上所述接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值；选择单元，用于选择综合权重值最大的通信信道，确定为第一通信信道。

优选地，计算每个通信信道上接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值包括：将接收基带信号的幅度峰峰值从小到大排序作为幅度峰峰值权重值，将接收基带信号的幅度波动范围从小到大排序作为幅度波动范围权重值，将接收基带信号的幅度基准值从小到大排序作为幅度基准值权重值；将接收基带信号的频率分布从大到小排序作为频率分布权重值，将接收基带信号的频率波动范围从大到小排序作为频率波动范围权重值，将接收基带信号的频率峰值从大到小排序作为频率峰值权重值。

优选地，综合权重值为以下权重值之和：幅度峰峰值权重值、幅度波动范围权重值、幅度基准值权重值、频率分布权重值、频率波动范围权重值和频率峰值权重值。

本实施例提供一种RFID自适应跳频装置框图，图5是本发明实施例提供的自适应跳频装置的结构示意图，如图5所示，所述RFID自适应跳频装置(20)包括：信道控制模块(201)，信号源(202)，发射模块(203)，接收模块(205)，隔离器件(208)，其特征在于，所述RFID自适应跳频装置还包含特征提取模块(206)，表决模块(207)。

所述信道控制模块(201)与信号源(202)连接，所述信号源(202)与发生模块(203)连接，所述信号源(202)与接收模块(205)连接，所述发射模块(203)与接收模块(205)通过隔离器件(208)连接；所述接收模块(205)与特征提取模块(206)连接，所述特征提取模块(206)与表决模块(207)连接，所述表决模块(207)与信道控制模块(201)连接。

更进一步地，所述接收模块(205)，包含接收功率调节模块、射频滤波模块、解调模块、基带信号滤波模块，基带信号放大模块。

更进一步地，所述特征提取(206)模块，包含AD采集模块、幅度分析模块、频率分析模块。

更进一步地，所述幅度分析模块，由二极管、电阻、电容组成。

更进一步地，所述频率分析模块，由电感、电容组成。

更进一步地，所述AD采集模块与接收模块(205)连接；所述AD采集模块与幅度分析模块和频率分析模块连接。

更进一步地，所述射频滤波模块与隔离器件(208)连接；接收功率调节模块与射频滤波模块连接；所述接收功率调节模块与解调模块连接；所述解调模块与基带信号滤波模块连接；所述基带滤波模块与基带信号放大模块连接。

更进一步地，所述接收模块(205)用于将接收信号进行解调，滤波，放大处理，生成接收基带信号。

更进一步地，所述表决模块(207)，包含多路开关。

所述多路开关与信道控制模块(201)连接，所述多路开关与特征提取模块(206)连接。

优选的，所述接收功率调节模块包含射频放大器和(或)射频衰减器。

优选的，所述接收模块还包含载波对消模块(209)。

优选的，所述载波对消模块(209)与发射模块(203)和接收模块(205)连接。

所述特征提取模块(206)，用于对接收基带信号进行模数转换，并提取接收基带信号的幅度特征和频率特征。

所述表决模块(207)，根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，选择综合权重值最大的信道作为最优的通信信道。

优选的，所述隔离器件(209)为环形器或者耦合器，用于实现发射链路与接收链路的信号隔离。

优选的，所述信道控制模块(201)用于控制信号源，用于设置RFID读写设备通过指定信道发射载波信号和调制信号；用于提供发射基带信号给信号源；用于接收表决模块的结果信号。

优选的，所述信号源(202)根据信道控制模块(201)的信道设置，产生相对应的射频信号，并发射载波信号；根据信道控制模块提供的发射基带信号，调制到载波信号中，形成调制信号。

优选的，所述发射模块(203)根据信号源(202)发射的载波信号或调制信号，进行功率调节和滤波。

更进一步地，所述RFID自适应跳频装置通过连接收发天线(210)将发射模块(203)的载波信号和调制信号发射出去，并将接收信号传输给接收模块(205)。

本实施例提供的RFID自适应跳频装置中各模块的具体工作原理及具体实施方式，可参见实施例一和实施例二提供的RFID自适应跳频方法的具体实施方式，此处不再赘述。

实施例3

本实施例提供一种RFID自适应跳频方法，图6是本发明实施例提供的RFID自适应跳频又一流程示意图，如图6所示，RFID自适应跳频装置使用固定信道0发射信号(601)所发射的信号为载波信号和(或)调制信号，并正常识读RFID标签信息。

当外部环境干扰噪声发生变化的时候，RFID自适应跳频装置接收到的接收回波信号(602)会发生改变，因此，RFID自适应跳频装置将接收回波信号转换为接收基带信号之后，其幅度特征和频率特征都会发生改变。

此时，RFID自适应跳频装置计算得到的当前通信信道0的综合权重值也会发生改变。

情况一，当通信信道0当前计算得到的综合权重值与之前存储的通信信道0的综合权重值之间发生10％偏差的时候，我们认为当前综合权重值发生偏离，需要将通信信道进行扩展，来重新确定最优通信信道。

因此，选择通信信道18、通信信道19、通信信道1、通信信道2,这4个通信信道进行重新扫描，根据通信信道扫描时间，每一个通信信道上需要消耗0.5ms的时间来计算综合权重值，因此此过程中实际只需要消耗2ms的时间，就可以确定在当前信道附近的通信信道中是否存在满足要求的最优通信信道。

如果扩展之后再次进行扫描的通信信道计算得到的综合权重值，均较当前通信信道0计算得到的综合权重值小，则需要再次扩展通信信道的扫描范围，将通信信道扩展到20个信道全覆盖。

否则，如果扫描的通信信道18计算得到的综合权重值，比当前通信信道0计算得到的综合权重值大，则RFID自适应跳频装置选择通信信道18作为最优通信信道，并切换到信道18发射信号(603)。

上述过程中，RFID自适应跳频装置只需要扫描5个通信信道就可以跳频到最优通信信道，每一个通信信道扫描时间为0.5ms，此次跳频只需要额外消耗2ms时间；远远小于单次RFDI读写设备与RFID标签之间的通信时间10ms。

情况二，当通信信道0当前计算得到的综合权重值与之前存储的通信信道0的综合权重值之间发生30％偏差的时候，我们认为当前综合权重值发生明显恶化，需要重新扫描所有通信信道来选择最优通信信道。

如果扩展之后扫描的通信信道18计算得到的综合权重值，比当前通信信道0计算得到的综合权重值大，则RFID自适应跳频装置选择通信信道18作为最优通信信道，并切换到信道18发射信号(603)。

上述过程中，RFID自适应跳频装置需要扫描20个通信信道才能跳频到最优通信信道，每一个通信信道扫描时间为0.5ms，则完成全部通信信道的扫描，并跳频到最优通信信道只需要额外消耗10ms时间；即只需消耗单次RFDI读写设备与RFID标签之间的通信时间，就能够完成最优通信信道的选择。避免因为不能及时识别环境干扰信号，或者不能及时通过跳频将通信信道切换到远离干扰信号的信道，而造成不能准确识读标签的情况。

综上所述，本发明实施例提供的一种RFID自适应跳频方法及装置具有以下有益效果：

本发明通过自动识别RFID读写设备附近的干扰信号的频率，主动选择远离干扰信号频率的通信信道，来减少干扰信号频率对RFID读写设备通信过程的影响。

相比于现有技术，本发明实现了在无需专人现场勘测、无需额外设备的情况下，就可以自动进行通信信道的切换，尤其在现场使用环境周边存在不确定干扰源的情况下；自动识别RFID读写设备附近的干扰信号的频率，无需人工检测环境干扰信号，无需额外的设备；主动选择远离干扰信号频率的通信信道，无需专人现场配置设备参数，极大的减少了干扰信号频率对RFID读写设备通信过程的影响；主动适应环境特征，自动进行通信信道的切换；与周围干扰环境无关，主动适应周边环境存在的不确定干扰源；极大的提高了设备安装调试效率，节省了人力、物力和时间成本，大大提高了产品的可靠性。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，向通信频段范围内的通信信道发射载波信号；

S2，在通信信道上采集接收基带信号，并记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；

S3，根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，第一通信信道采集的接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，向通信频段范围内的通信信道发射载波信号；

S2，在通信信道上采集接收基带信号，并记录接收基带信号的幅度特征和频率特征；

S3，根据接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，第一通信信道采集的接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种通信信道的切换方法，其特征在于，包括：

在通信频段范围内的通信信道上采集接收基带信号，并记录所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；

根据所述接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，所述第一通信信道采集的所述接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

记录所述接收基带信号的幅度特征包括：

记录所述接收基带信号的幅度峰峰值、所述接收基带信号的幅度波动范围和所述接收基带信号的幅度基准值；

记录所述基带信号的频率特征包括：

记录所述接收基带信号的频率分布、所述接收基带信号的频率波动范围和所述接收基带信号的频率峰值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通信信道上采集接收基带信号包括：

通过收发天线捕获接收信号，其中，所述接收信号经过接收链路、基带链路处理之后形成所述接收基带信号；

使用幅度分析方法和频域分析方法提取所述接收基带信号的幅度特征和频率特征。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，包括：

统计通信频段范围内，在所有通信信道上采集的所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；

计算每个所述通信信道上所述接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值；

选择综合权重值最大的所述通信信道，确定为所述第一通信信道；其中，所述综合权重值为以下权重值之和：幅度峰峰值权重值、幅度波动范围权重值、幅度基准值权重值、频率分布权重值、频率波动范围权重值和频率峰值权重值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算每个所述通信信道上所述接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值包括：

将所述接收基带信号的幅度峰峰值从小到大排序作为幅度峰峰值权重值，将所述接收基带信号的幅度波动范围从小到大排序作为幅度波动范围权重值，将所述接收基带信号的幅度基准值从小到大排序作为幅度基准值权重值；

将所述接收基带信号的频率分布从大到小排序作为频率分布权重值，将所述接收基带信号的频率波动范围从大到小排序作为频率波动范围权重值，将所述接收基带信号的频率峰值从大到小排序作为频率峰值权重值。

6.一种通信信道的切换装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于在通信频段范围内的通信信道上采集接收基带信号；

记录模块，连接所述采集模块，用于记录所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；

切换模块，连接所述记录模块，用于根据所述接收基带信号的幅度特征和频率特征，切换至第一通信信道进行通信，其中，所述第一通信信道采集的所述接收基带信号的幅度偏差最小，且频率偏差最大。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述记录模块包括：

第一记录单元，用于记录所述接收基带信号的幅度峰峰值、所述接收基带信号的幅度波动范围和所述接收基带信号的幅度基准值；

第二记录单元，连接所述第一记录单元，用于记录所述接收基带信号的频率分布、所述接收基带信号的频率波动范围和所述接收基带信号的频率峰值。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括：

捕获单元，用于通过收发天线捕获接收信号，其中，所述接收信号经过接收链路、基带链路处理之后形成所述接收基带信号；

提取单元，连接所述捕获单元，用于使用幅度分析方法和频域分析方法提取所述接收基带信号的幅度特征和频率特征。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述切换模块包括：

统计单元，用于统计通信频段范围内，在所有通信信道上采集的所述接收基带信号的幅度特征和频率特征；

计算单元，连接所述统计单元，用于计算每个所述通信信道上所述接收基带信号的幅度特征的权重值和频率特征的权重值；

选择单元，连接所述计算单元，用于选择综合权重值最大的所述通信信道，确定为所述第一通信信道；其中，所述综合权重值为以下权重值之和：幅度峰峰值权重值、幅度波动范围权重值、幅度基准值权重值、频率分布权重值、频率波动范围权重值和频率峰值权重值。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至5任一项中所述的方法。

11.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至5任一项中所述的方法。

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