專利名稱：使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式uhf頻段rfid讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種使用藍(lán)牙無線傳輸數(shù)據(jù)，與掌上電腦、智能手機(jī)、平板電腦等手持智能終端配合使用的便攜式超高頻電子標(biāo)簽讀寫器設(shè)備。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是本世紀(jì)前途最廣闊的信息技術(shù)之一，正在得到全球業(yè)界的高度重視。當(dāng)前在企業(yè)信息化和社會(huì)信息化的眾多領(lǐng)域中，RFID技術(shù)與應(yīng)用正在逐步深入。一個(gè)典型的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器以及RFID應(yīng)用平臺(tái)三部分共同組成。按照電子標(biāo)簽工作的無線電頻率不同，可劃分可LF、HF、UHF等頻段的RFID系統(tǒng)。RFID系統(tǒng)在不同行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐過程中，UHF頻段的RFID系統(tǒng)以其識(shí)讀距離遠(yuǎn)、多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)讀能力強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，得到了用戶的廣泛青睞，應(yīng)用規(guī)模正逐步擴(kuò)大。在RFID系統(tǒng)中，讀寫器是該系統(tǒng)的核心部件，起到采集電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)并傳輸給系統(tǒng)軟件進(jìn)行處理的作用。目前市場(chǎng)常見的UHF頻段RFID讀寫器，多以臺(tái)式或固定式為主， 主要滿足單次大批量遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽識(shí)讀的需求。而臺(tái)式或固定式讀寫器體積大、價(jià)格高的特點(diǎn)，則不能滿足單品級(jí)應(yīng)用的需要。隨著單品應(yīng)用市場(chǎng)的逐步擴(kuò)大，小型化、便攜式、低成本的超高頻RFID讀寫器已成為市場(chǎng)發(fā)展的必需。掌上電腦、智能手機(jī)、平板電腦等手持智能終端設(shè)備，為RFID數(shù)據(jù)的后期處理和應(yīng)用程序的運(yùn)行提供了良好的移動(dòng)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。這一類設(shè)備已內(nèi)置了藍(lán)牙無線通訊功能。本實(shí)用新型所涉及的，具有藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)傳輸能力的便攜式UHF頻段RFID讀寫器，可以與手持智能終端設(shè)備配合工作，構(gòu)成移動(dòng)的RFID自動(dòng)識(shí)別與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一款使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式UHF頻段RFID讀寫器設(shè)備。它是一款適用于900MHz UHF (超高頻)頻段，符合ISO 18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的RFID (射頻識(shí)別)系統(tǒng)的電子標(biāo)簽讀寫器設(shè)備，該設(shè)備具有藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)傳輸功能，可以與掌上電腦、 智能手機(jī)、平板電腦等手持智能終端設(shè)備配合工作，構(gòu)成移動(dòng)的RFID自動(dòng)識(shí)別與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。采用的技術(shù)方案是一種使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式超高頻RFID讀寫器，包括UHF RFID單元(1)、顯示和鍵盤單元(3)、藍(lán)牙傳輸單元(4)、電源管理單元(5)和主控單片機(jī)單元(2)模塊，其特征是主控單片機(jī)單元(2)分別和UHF RFID單元(1)、顯示和鍵盤單元 (3)、藍(lán)牙傳輸單元(4)、電源管理單元(5)連接。本實(shí)用新型的技術(shù)方案還有所述RFID單元(1)的電路板和天線集成為獨(dú)立的模塊，UHF RFID單元(1)與主控單片機(jī)單元(2)之間采用UART串口通訊。本實(shí)用新型的技術(shù)方案還有顯示和鍵盤單元(3)與主控單片機(jī)單元(2)之間采用1 總線連接。本實(shí)用新型的技術(shù)方案還有藍(lán)牙傳輸單元(4)采用藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊實(shí)現(xiàn)，與主控單片機(jī)單元(2)之間采用UART串口連接。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是為移動(dòng)場(chǎng)合的 UHF頻段RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)采集和處理提供便攜式的讀寫器，通過藍(lán)牙無線通訊，與掌上電腦、智能手機(jī)、平板電腦等手持智能終端設(shè)備進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，配合構(gòu)成RFID自動(dòng)識(shí)別與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

圖1是實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖，圖2是實(shí)用新型的UHF RFID讀寫單元電路框圖，圖3 是實(shí)用新型工業(yè)化設(shè)計(jì)的外殼外觀圖，其中，1是UHF RFID讀寫單元，2是主控單片機(jī)單元， 3是顯示和鍵盤單元，4是藍(lán)牙傳輸單元，5是電源管理單元，6是天線，7是定向耦合器，8是射頻放大器，9是UHF射頻前端，10是8051核單片機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式UHF頻段RFID讀寫器的電路單元包括UHF RFID讀寫單元1，完成對(duì)電子標(biāo)簽有關(guān)的操作，采用符合ISO 18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的空中接口 ；主控單片機(jī)單元2，用于協(xié)調(diào)控制各單元電路的工作；顯示和鍵盤單元3，顯示操作菜單、電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)等信息并提供用戶操作按鍵輸入；藍(lán)牙傳輸單元4，通過藍(lán)牙無線通訊的方式，與具有藍(lán)牙接口的主機(jī)設(shè)備進(jìn)行通訊；電源管理單元5，提供本機(jī)內(nèi)置可充電電池的充電控制并通過DC-DC升降壓電路為其他單元電路提供工作電源。將上述電路單元集成設(shè)計(jì)在一片印刷電路板上，以工業(yè)化設(shè)計(jì)的便攜式外殼容納。用戶可通過按鈕或程序觸發(fā)進(jìn)行電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫操作，控制指令、讀取或?qū)懭氲碾娮訕?biāo)簽數(shù)據(jù)均通過藍(lán)牙方式在手持智能終端與本讀寫器之間無線傳輸。UHF RFID讀寫單元1的核心是一顆集成了 UHF射頻前端9和8051核單片機(jī)10的 SOC芯片，射頻前端完成UHF RFID信號(hào)的調(diào)制解調(diào)和射頻信號(hào)的收發(fā)，MCU中運(yùn)行的固件程序完成符合IS0-18000-6C的通訊數(shù)據(jù)打包和解包，以及根據(jù)串口收到的控制指令生成電子標(biāo)簽操作數(shù)據(jù)的工作。從SOC發(fā)出的無線信號(hào)，經(jīng)射頻放大器8放大后，經(jīng)定向耦合器7 和天線6傳送到電子標(biāo)簽；電子標(biāo)簽返回的無線信號(hào)由天線6接收后，經(jīng)定向耦合器7傳送到SOC的信號(hào)輸入端口。為使設(shè)計(jì)更加靈活，并能夠很好的滿足射頻性能，將RFID讀寫單元1的電路板和天線集成設(shè)計(jì)為一個(gè)獨(dú)立的模塊。模塊與主控單片機(jī)單元2之間采用UART 串口連接。藍(lán)牙傳輸單元4采用成品的藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊，藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊與主控單片機(jī)單元之間采用UART串口連接。通過藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊，將主控單片機(jī)向上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成藍(lán)牙無線的方式發(fā)出，藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊收到上位機(jī)通過藍(lán)牙無線發(fā)送來的數(shù)據(jù)或指令，轉(zhuǎn)換成串口的方式傳遞給主控單片機(jī)。電源管理單元5分為充電控制電路、DC-DC電路和電池電量檢測(cè)電路三部分，每部分由一塊專門的集成電路和外圍器件構(gòu)成。充電控制電路除了控制電池的充電之外，還具有電源切換功能，可以在連接外部電源時(shí)，將系統(tǒng)主電源切換到與外部電源連接；在外部電源失去時(shí)，將系統(tǒng)主電源切換到與可充電池電源連接。DC-DC電路將主電源分別通過升壓和降壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V、3. 3V和3. OV三路電源，5V用來供給RFID讀寫單元，3. 3V用來供給藍(lán)牙單元，3. OV為主控單片機(jī)單元和鍵盤顯示單元的工作電源。顯示和鍵盤單元3是本實(shí)用新型的人機(jī)接口界面，本單元通過1 總線與主控單片機(jī)單元連接。顯示部分使用了一塊對(duì)角線尺寸1. 77英寸、1觀)(64點(diǎn)陣的單色OLED顯示屏，用于顯示本機(jī)的操作菜單以及從電子標(biāo)簽讀回的數(shù)據(jù)。鍵盤部分有一顆1 接口的I/ 0擴(kuò)展芯片，可以將鍵盤狀態(tài)通過1 總線傳送到主控單片機(jī)。共設(shè)置“掃描/確定”、“取消”、“上”、“下”、“左”、“右”、“電源開/關(guān)” 7個(gè)按鍵。鍵盤布局、顯示屏和各單元電路的位置參見附圖3的外殼三維外觀圖。本實(shí)用新型所述的使用藍(lán)牙無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式UHF頻段RFID讀寫器，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表表1 主要技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求1.一種使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式超高頻RFID讀寫器，包括UHF RFID單元(1)、顯示和鍵盤單元(3)、藍(lán)牙傳輸單元(4)、電源管理單元(5)和主控單片機(jī)單元(2)模塊，其特征是主控單片機(jī)單元(2)分別和UHF RFID單元(1 )、顯示和鍵盤單元(3)、藍(lán)牙傳輸單元 (4)、電源管理單元(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式超高頻RFID讀寫器，其特征是 所述RFID單元(1)的電路板和天線集成為獨(dú)立的模塊，UHF RFID單元(1)與主控單片機(jī)單元(2)之間采用UART串口通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式超高頻RFID讀寫器，其特征是 顯示和鍵盤單元(3)與主控單片機(jī)單元(2)之間采用1 總線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用藍(lán)牙無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式超高頻RFID讀寫器，其特征是藍(lán)牙傳輸單元(4)采用藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口模塊實(shí)現(xiàn)，與主控單片機(jī)單元(2)之間采用UART串口連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式超高頻RFID讀寫器，采用的技術(shù)方案是一種使用無線傳輸數(shù)據(jù)的便攜式超高頻RFID讀寫器，包括UHFRFID單元1、顯示和鍵盤單元3、藍(lán)牙傳輸單元4、電源管理單元5和主控單片機(jī)單元2模塊，其特征是主控單片機(jī)單元2分別和UHFRFID單元1、顯示和鍵盤單元3、藍(lán)牙傳輸單元4、電源管理單元5連接。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是為移動(dòng)場(chǎng)合的UHF頻段RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)采集和處理提供便攜式的讀寫器，通過藍(lán)牙無線通訊，與掌上電腦、智能手機(jī)、平板電腦等手持智能終端設(shè)備進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，配合構(gòu)成RFID自動(dòng)識(shí)別與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06K17/00GK202177915SQ20112028317
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉麗梅, 張成剛, 王明磊, 蘇冠群, 錢恒 申請(qǐng)人:山東省射頻識(shí)別應(yīng)用工程技術(shù)研究中心有限公司, 山東金質(zhì)信息技術(shù)有限公司