CN103839092A - 一种超高频rfid读写器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高频RFID读写器，包括：射频模块，用于接收信号和发送信号，并具有功率可调节性；超声波传感器，用于探测所述射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离；存储单元，用于存储所述超声波传感器所探测到的射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离；处理器，用于控制所述存储单元存储探测到的所述距离，以及控制所述射频模块调节射频功率；所述处理器分别与所述存储单元和所述射频模块连接；电源模块，用于给超声波传感器和处理器供电；射频模块电源，用于给射频模块供电。本发明的超高频RFID读写器能够动态调节射频功率放大器的放射功率，不仅能够优化***的功率，合理地节约电能，还能够减少相邻读写器之间发生干扰的概率。

Description

一种超高频RFID读写器
技术领域
本发明涉及无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术领域，具体涉及一种超高频RFID读写器。 
背景技术
无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种自动识别和获取数据的技术，通过射频方式进行非接触双向数据通信达到对目标加以识别的目的。与传统的识别方式相比，RFID技术不需要直接接触、光学可视、或是人工干预就可以完成信息的输入和处理。并且该技术操作便捷，目前已被广泛应用于物流、生产、运输、交通、医疗、跟踪、防伪、资产与设备管理等需要对数据进行收集处理的应用领域。现有的超高频RFID读写器，基本采用的都是高功耗的模式，这种模式不仅对RFID通讯环境产生干扰，而且耗费电力资源，特别是便携式的读写器，续航能力非常差。例如公开号为CN101320419A，申请号为200810302348.0的专利公开了“超高频RFID标签读写器”，其给出了制造超高频RFID标签读写器的技术；公开号为CN102622571A，申请号为201210042758.2的专利公开了“一种改进的超高频RFID阅读器”，其采用了改进的防冲突技术，但是并未考虑阅读器的低功耗问题；公开号为CN102446282A，申请号为201110358053.7的专利公开了“超高频RFID读写器芯片”，其通过对超高频RFID芯片的改进来达到低功耗的目的，但是改进超高频RFID芯片来降低低功耗毕竟是有限的，受到芯片制造技术的制约，而且市面上使用的超高频RFID芯片种类繁多，超高频RFID芯片无法做到统一化，因此，目前的技术已经不能满足现代社会对种类繁多的超高频RFID读写器低功耗的需要。 
此外，在传统的超高频RFID***中，通常采用定值功率对超高频RFID标签进行读写，为了能够提高对RFID标签的读写准确率，往往读写器的发射功率远大于读取标签所需的功率，这种方式不仅导致了电能的浪费，还可能增加相邻读写器之间发生干扰的概率。 
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种使用超声波技术的低功耗的超高频RFID读写器。 
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 
一种超高频RFID读写器，包括： 
射频模块，用于接收信号和发送信号，并具有功率可调节性； 
超声波传感器，用于探测所述射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离； 
存储单元，用于存储所述超声波传感器所探测到的射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离； 
处理器，用于控制所述存储单元存储探测到的所述距离，以及控制所述射频模块调节射频功率；所述处理器分别与所述存储单元和所述射频模块连接； 
电源模块，用于给超声波传感器和处理器供电； 
射频模块电源，用于给射频模块供电。 
进一步地，所述射频模块包括射频芯片和功率放大器。 
进一步地，所述射频芯片为AS3991。 
进一步地，所述超声波传感器探测的距离至少为20米，探测精度为厘米级别。 
进一步地，所述处理器为S3C2416处理器。 
进一步地，所述存储单元包括RAM和Flash，用于供所述S3C2416处理器的正常使用。 
进一步地，所述电源模块采用Boost升压电路组合LDO稳压电路进行供电。 
进一步地，所述处理器与外部设备连接。 
进一步地，所述外部设备包括SD卡接口和UART。 
本发明的超高频RFID读写器通过使用超声波传感器探测带有超高频RFID标签物体与读写器的天线之间的距离，并根据所探测到的距离值，动态调节射频功率放大器的放射功率，这样不仅能够优化***的功率，合理地节约电能，还能够减少相邻读写器之间发生干扰的概率。 
附图说明
图1是本发明的超高频RFID读写器的原理图。 
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
如图1所示，本发明的超高频RFID读写器包括：射频模块，其是具有功率可调节性的超高频射频模块，用于接收信号和发送信号，该射频模块包括射频芯片和功率放大器，优选采用奥地利微***公司的AS3991作为射频芯片，AS3991是为超高频RFID设计的专用芯片，集成了发送电路，接收电路，协议转换单元。其不仅支持IS018000-6C协议，还兼容18000-6A/B协议。该射频芯片具有并行接口和串行接口两种通信接口，用于与微控制器进行通信。功率放大器能够自由地调节射频的功率。 
超声波传感器，用于探测射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离，该超声波传感器探测的距离至少为20米，探测精度为厘米级别。首先需要给一个10us左右的高电平触发信号。超声波传感器在接收到该触发信号后将产生八个连续的频率为40KHz的脉冲信号，并等待该高频脉冲信号的返回，在接收到超高频RFID标签物体的反射信号后，超声波传 感器将会输出一段高电平给核心S3C2416处理器，从而完成距离的测量工作，根据探测的距离值，动态调节射频功率放大器的放射功率，从而达到优化***功率的目的。 
存储单元，用于存储超声波传感器所探测到的射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离，该存储单元包括RAM和Flash，能够供S3C2416处理器的正常使用。 
处理器，用于控制存储单元存储超声波传感器所探测到的射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离，以及控制射频模块调节射频功率；处理器分别与存储单元和射频模块连接。于本实施例中，该处理器为S3C2416处理器，S3C2416是低功耗、高性能、低成本的SAMSUNGARM9(ARM926EJ)处理器，最具性价比优势的芯片，是S3C2440最完美的替代者。UT-S3C2416开发板是一款以S3C2416处理器为核心的高性价比开发板。 
电源模块，用于给超声波传感器和处理器供电，该电源模块采用Boost升压电路组合高性能LDO稳压电路进行供电。根据超声波模块电源性能要求较低的特点，直接采用Boost升压电路供电。同时，为方便各模块的电源智能管理，在其不需要使用时***采取停止供电等措施，对射频功率放大器及超声波传感器电路进行了独立的电源管理设计。在***启用时，处理器进入休眠状态，该状态下对CPU进行供电并在适当时刻开启超声波传感器电源。当检测到物体通过时，开启射频模块电源，该部分包括基带芯片与功率放大器两部分。若检测结束，则关闭射频模块电源，***重新进入休眠状态。该电源模块具有低功耗的智能电源管理模块，具有合适的电压转换电路和合适的电源管理机制，这样的设计降低了***总体的功率消耗。 
本发明的处理器还与外部设备连接，外部设备包括SD卡接口和UART。SD卡接口电路方便***在移植BOOTLOADER和Linux内核时使用；UART电路完成了PC机和本***的通信，在调试BOOTLOADER和Linux内核过程中都有着重要的作用。 
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种超高频RFID读写器，其特征在于，包括：
射频模块，用于接收信号和发送信号，并具有功率可调节性；
超声波传感器，用于探测所述射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离；
存储单元，用于存储所述超声波传感器所探测到的射频模块与超高频RFID标签物体之间的距离；
处理器，用于控制所述存储单元存储探测到的所述距离，以及控制所述射频模块调节射频功率；所述处理器分别与所述存储单元和所述射频模块连接；
电源模块，用于给超声波传感器和处理器供电；
射频模块电源，用于给射频模块供电。
2.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述射频模块包括射频芯片和功率放大器。
3.根据权利要求2所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述射频芯片为AS3991。
4.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述超声波传感器探测的距离至少为20米，探测精度为厘米级别。
5.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述处理器为S3C2416处理器。
6.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述存储单元包括RAM和Flash，用于供所述S3C2416处理器的正常使用。
7.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述电源模块采用Boost升压电路组合LDO稳压电路进行供电。
8.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述处理器与外部设备连接。
9.根据权利要求8所述的超高频RFID读写器，其特征在于，所述外部设备包括SD卡接口和UART。
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