本發(fā)明總地涉及射頻識別(radiofrequencyidentification,RFID)技術;更具體地,本發(fā)明涉及射頻識別(RFID)平板式讀取器(readerpad)。
背景技術:RFID系統(tǒng)目前正大量用于多種應用。RFID實施的其中一個常見領域是庫存或出售時的產(chǎn)品識別。RFID技術正慢慢代替條形碼掃描器技術。在最簡單的應用中,將通常稱作標簽或卡的無源RFID應答器放置在待識別的物體上。隨后,RFID讀取器用于從該標簽獲取信息。典型地,電源供電的讀取器具有發(fā)射和接收信號的收發(fā)器。標簽也具有從讀取器接收信號、以及向讀取器回發(fā)應答的收發(fā)器。標簽通常是無源的,且由感生電磁場對其供電。讀取器上電,并由其天線生成一磁場。當讀取器和標簽相互間極為貼近時,讀取器生成的磁場感應到標簽中。標簽使用這一耦合能量,從而對其電子線路供電。讀取器向標簽發(fā)送詢問信號(interrogatingsignal),作為應答,標簽向讀取器回發(fā)一信號。標簽可放置在一物品上,來自標簽的應答可用于簡單地識別該物品。RFID系統(tǒng)可使用有源標簽或無源標簽;所述有源標簽攜載有其自身的動力源,例如電池;所述無源標簽不包括動力源,相反,其完全依賴于讀取器單元輻射的能量。無源標簽讀取器持續(xù)地或周期地在其附近通過發(fā)射能量搜尋存在的無源標簽,所述能量可激活任何存在的標簽。除非被讀取器激活,無源標簽不會宣布其存在性。
技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明涉及RFID平板式讀取器。在一個方面,RFID平板式讀取器包括: 至少一嵌入式天線;包括至少一物理端口的RFID讀取器模塊,所述RFID讀取器模塊通過至少一個物理端口連接到至少一個嵌入式天線;連接到RFID讀取器模塊的微控制器模塊;以及連接到微控制器模塊的無線通信模塊。微控制器模塊配置為從RFID讀取器模塊接收數(shù)據(jù),以及配置為通過無線通信模塊發(fā)射數(shù)據(jù)。RFID平板式讀取器可進一步包括連接到微控制器模塊的網(wǎng)絡模塊。微控制模塊可配置為從RFID讀取器模塊接收數(shù)據(jù),以及配置為通過網(wǎng)絡模塊發(fā)射數(shù)據(jù)。無線通信模塊可以是WiFi模塊。網(wǎng)絡模塊可配置為基于TCP/IP協(xié)議和通過LAN電纜建立通信。RFID讀取器模塊可配置為通過LAN電纜從網(wǎng)絡模塊和微控制器模塊接收命令,或配置為通過WiFi連接從無線通信模塊和微控制器模塊接收命令。微控制器模塊可配置為向TCP/IP接口提供用于數(shù)據(jù)通信的UART。RFID讀取器模塊可包括多個物理端口。每個物理端口可連接到一天線。當網(wǎng)絡電纜和電力電纜連接到RFID平板式讀取器時,微控制器模塊可配置為開始掃描物理端口。微控制器模塊可配置為檢查正掃描的物理端口是隊列中的可操作端口還是最后的端口。若該物理端口是可操作端口,通過連接到物理端口的天線詢問任何標簽、以及處理該天線接收的任何數(shù)據(jù),微控制器模塊可配置為利用該物理端口。若該物理端口是最后的可操作端口,微控制器模塊可配置為掃描隊列中的第一端口。RFID讀取器模塊可包括附加物理端口,該附加物理端口配置為連接RFID讀取器模塊和外部天線。微控制器模塊可包括處理器和非易失性數(shù)據(jù)存儲器。處理器可配置為在臨近RFID讀取器模塊的區(qū)域中,相對于RFID讀取器模塊的現(xiàn)有詢問,監(jiān)測RFID標簽檢測中的任何變化。處理器可配置為調(diào)節(jié)RFID讀取器模塊的物理端口,從而在RFID讀取器模塊與RFID標簽之間建立RF通信。在另一方面,本發(fā)明提供RFID平板式讀取器網(wǎng)絡。RFID平板式讀取器 網(wǎng)絡包括多個RFID平板式讀取器和連接到該RFID平板式讀取器的后端處理單元。每個RFID平板式讀取器包括:至少一嵌入式天線;包括至少一物理端口的RFID讀取器模塊,所述RFID讀取器模塊通過至少一個物理端口連接到至少一個嵌入式天線;連接到RFID讀取器模塊的微控制器模塊;以及連接到微控制器模塊的無線通信模塊。微控制器模塊配置為從RFID讀取器模塊接收數(shù)據(jù),以及配置為通過無線通信模塊發(fā)射數(shù)據(jù)。RFID讀取器模塊可通過LAN連接或WiFi連接相互連接、以及與后端處理單元連接。RFID平板式讀取器可配置為向后端處理單元發(fā)送數(shù)據(jù),以進行進一步處理。在另一方面,RFID平板式讀取器包括多個嵌入式天線;包括多個物理端口的RFID讀取器模塊,所述RFID讀取器模塊通過物理端口連接到嵌入式天線;連接到RFID讀取器模塊的微控制器模塊;以及連接到微控制器模塊的無線通信模塊。微控制器模塊配置為從RFID讀取器模塊接收數(shù)據(jù),以及配置為通過無線通信模塊發(fā)射數(shù)據(jù);微控制模塊配置為從無線通信模塊接收命令,以及配置為向RFID讀取器模塊發(fā)射命令。RFID平板式讀取器可進一步包括連接到微控制器模塊的網(wǎng)絡模塊。微控制器模塊可配置為通過網(wǎng)絡模塊從RFID讀取器模塊接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù),以及配置為從網(wǎng)絡模塊接收命令和向RFID讀取器模塊發(fā)射命令。RFID讀取器模塊可包括附加物理端口,該附加物理端口可配置為連接RFID讀取器模塊和外部天線。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的RFID平板式讀取器的框圖;圖2是圖1中闡釋的RFID平板式讀取器的外視圖;圖3A是UHFRFID讀取器模塊和微控制器模塊的示范性電路圖;圖3B是LED控制器的示范性電路圖;圖4是圖1中描述的RFID讀取器模塊的接口板的框圖;圖5是圖1中闡釋的RFID平板式讀取器的工作機制的流程圖;圖6闡釋了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,多個RFID平板式讀取器如何通過網(wǎng)絡連接,以形成RFID平板式讀取器系統(tǒng)。具體實施方式現(xiàn)在將詳細提及本發(fā)明中公開的RFID平板式讀取器的優(yōu)選實施例,在以下描述中還提供RFID平板式讀取器的實例。雖然對本發(fā)明中公開的RFID平板式讀取器的示范性實施例進行了詳細描述,但對本領域技術人員而言,為簡明起見可能并未示出對理解RFID平板式讀取器而言不是特別重要的某些特征。此外應該理解的是,本發(fā)明中公開的RFID平板式讀取器并不受限于以下描述的精確實施例,在不背離其保護范圍或精神的情況下,本領域技術人員可對其進行各種更改和調(diào)整。例如,在這一公開的范圍內(nèi),不同闡釋性實施例的元件和/或特征可相互組合和/或相互替代。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的RFID平板式讀取器的框圖。RFID平板式讀取器包括UHFRFID天線1、UHFRFID讀取器模塊2、微控制器模塊3、WiFiTCP/IP網(wǎng)絡模塊4、以及LANTCP/IP網(wǎng)絡模塊5。UHFRFID天線1連接到UHFRFID讀取器模塊2的物理端口1(P1)。外部UHFRFID天線可連接到UHFRFID讀取器模塊2的物理端口2(P2)。連接的天線配置為檢測任何RFID標簽的環(huán)境(context),作為對RFID平板式讀取器的詢問的應答??删幊涛⒖刂破髂K3在讀周期上控制UHFRFID讀取器模塊2。作為對標簽信息反饋的應答,UHFRFID讀取器模塊2配置為查詢懸而未決的(inair)標簽,從而向微控制器模塊3回發(fā)標簽信息。結(jié)果,基于折中的數(shù)據(jù)交換協(xié)議,經(jīng)由一通信鏈路將受微控制器模塊3控制的UHFRFID讀取器模塊2捕獲的RFID標簽的信息傳送到外部設備。通過LANTCP/IP網(wǎng)絡端口5或通過WiFiTCP/IP網(wǎng)絡模塊4無線發(fā)送數(shù)據(jù)。應該注意的是,該實施例中的微控制器模塊3包括至少一處理器和非易失性數(shù)據(jù)存儲器。應該理解的是,模塊5配置為基于TCP/IP協(xié)議、通過有線LAN電纜建立通信,WiFiTCP/IP網(wǎng)絡模塊4配置為通過標準的WiFiTCP/IP協(xié)議建立通信。進一步應該注意的是,RFID讀取器 模塊2可包括多個物理端口,其中每個物理端口可連接到嵌入式天線或外部天線。圖2是圖1中闡釋的RFID平板式讀取器的外視圖。RFID平板式讀取器設計為具有嵌入式UHFRFID天線、以及WiFi或LAN連接性的封裝設備。UHFRFID平板式讀取器配置為在臨近該設備的區(qū)域內(nèi)檢測RFID標簽,作為對RFID平板式讀取器的詢問的應答。微控制器模塊3中包括的至少一個處理器配置為在臨近該設備的區(qū)域中,相對于現(xiàn)有詢問監(jiān)測RFID標簽檢測中的任何變化,從而確定設備數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化。至少一個處理器配置為調(diào)節(jié)UHFRFID讀取器模塊2的天線端口,從而在RFID讀取器模塊2與RFID標簽之間建立RF通信。所闡釋的實施例是為依照微電子學技術且遵從EPCGEN2,ISO18000-6C的RFID讀取器模塊而設計。圖3A-3B是圖1中闡釋的RFID平板式讀取器的示范性電路圖。圖3B是LED控制器的示范性電路圖??刂菩盘枏奈⒖刂破髂K3發(fā)射出來。該數(shù)據(jù)將直接傳遞給微控制器模塊3。圖3A是UHFRFID讀取器模塊2和微控制器模塊3的示范性電路圖。該電路處理并調(diào)節(jié)UHFRFID讀取器模塊2、LED和天線的天線端口間的數(shù)據(jù)流。驅(qū)動電路的能量由電力電纜提供。讀取器模塊2通過LAN電纜從網(wǎng)絡模塊5和微控制器模塊3接收命令,或通過WiFi連接從WiFi模塊4和微控制器模塊3接收命令。圖4是圖1中描述的RFID讀取器模塊2的接口板的框圖。其示出了RFID讀取器的電路工作原理。對UHFRFID讀取器模塊2而言,其要求微控制器3向TCP/IP接口提供用于數(shù)據(jù)通信的UART。通過LANTCP/IP網(wǎng)絡模塊5或WiFi網(wǎng)絡模塊4無線發(fā)送數(shù)據(jù)。圖5是圖1中闡釋的RFID平板式讀取器的工作機制的流程圖。參考圖5,當網(wǎng)絡電纜和電力電纜連接到RFID平板式讀取器時,RF平板式讀取器開始其處理。RFID平板式讀取器隨后將開始在每個天線端口連續(xù)掃描和處理信號(步驟122)。RFID平板式讀取器將檢查該端口是否配置為可操作端口,即是否準備由RFID讀取器使用該端口(步驟123)。若該天線端口是可操作端口,通過連接到端口的天線詢問任何標簽、以及處理該天線通過天線端口接收的任 何數(shù)據(jù),RFID讀取器將利用該端口(步驟124)。然后,將檢查天線端口是否是掃描隊列中RFID讀取器最后的可操作端口(步驟125)。若該端口在步驟123中不是可操作端口,處理流程直接去檢查其是否是掃描隊列中最后的可操作端口(步驟125)。若當前端口是最后的可操作端口,處理流程將轉(zhuǎn)為掃描第一端口(步驟126),并轉(zhuǎn)回到步驟122的端口掃描。若其不是步驟125中最后配置的可操作端口,該處理流程隨后將轉(zhuǎn)換為掃描RFID讀取器的下一端口(步驟127)。通過微控制器模塊3執(zhí)行上述處理;上述處理持續(xù)進行,直到供應給RFID平板式讀取器的能量中斷(例如,RFID平板式讀取器的網(wǎng)絡連接丟失、或電力電纜未連接)。圖6闡釋了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例,多個RFID平板式讀取器如何通過網(wǎng)絡連接,以形成RFID平板式讀取器系統(tǒng)。參考圖6,多個RFID平板式讀取器301通過LAN或WiFi(WLAN)連接到網(wǎng)絡303,并變成網(wǎng)絡303上的多個網(wǎng)絡接入點。因此,相同網(wǎng)絡303上的RFID平板式讀取器301形成用于UHFRFID標簽詢問的接入點網(wǎng)絡。每個RFID平板式讀取器301如上所述般工作,接收的數(shù)據(jù)回發(fā)至后端處理單元305,以進行進一步處理。應該理解的是,通過使RFID讀取器301經(jīng)由一網(wǎng)絡級聯(lián),在這一體系結(jié)構(gòu)下天線端口和平板式讀取器的數(shù)據(jù)可顯著增加。本發(fā)明的以上實施例提供了緊湊的超高頻(ultra-highfrequency,UHF)RFID平板式讀取器,其在單一設備內(nèi)包括嵌入式天線和用于外部天線連接的一個天線端口。RFID平板式讀取器也采用WiFi技術,以便改進該設備的連接性。另外,實施例提供了滿足大多數(shù)工業(yè)需求、高度安全、耐用、有擴展性和可靠的RFID讀取器。此外,RFID平板式讀取器為具有纖薄外形和緊湊尺寸的無風扇設計,從而適合大多數(shù)封裝、嚴酷且滿是灰塵的工作環(huán)境。雖然特定地結(jié)合其許多實施例示出和描述了本發(fā)明,但應該注意,在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可做出其他改變和調(diào)整。