CN202177915U - 使用无线传输数据的便携式uhf频段rfid读写器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种使用无线传输数据的便携式超高频RFID读写器，采用的技术方案是：一种使用无线传输数据的便携式超高频RFID读写器，包括UHFRFID单元1、显示和键盘单元3、蓝牙传输单元4、电源管理单元5和主控单片机单元2模块，其特征是：主控单片机单元2分别和UHFRFID单元1、显示和键盘单元3、蓝牙传输单元4、电源管理单元5连接。本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构简单，使用方便，是为移动场合的UHF频段RFID电子标签数据采集和处理提供便携式的读写器，通过蓝牙无线通讯，与掌上电脑、智能手机、平板电脑等手持智能终端设备进行无线数据传输，配合构成RFID自动识别与物联网系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频识别技术领域，尤指一种使用蓝牙无线传输数据，与掌上电脑、智能手机、平板电脑等手持智能终端配合使用的便携式超高频电子标签读写器设备。
背景技术
射频识别(RFID)技术是本世纪前途最广阔的信息技术之一，正在得到全球业界的高度重视。当前在企业信息化和社会信息化的众多领域中，RFID技术与应用正在逐步深入。
一个典型的RFID系统由电子标签、读写器以及RFID应用平台三部分共同组成。按照电子标签工作的无线电频率不同，可划分可LF、HF、UHF等频段的RFID系统。RFID系统在不同行业领域的应用实践过程中，UHF频段的RFID系统以其识读距离远、多标签同时识读能力强等技术优势，得到了用户的广泛青睐，应用规模正逐步扩大。
在RFID系统中，读写器是该系统的核心部件，起到采集电子标签的数据并传输给系统软件进行处理的作用。目前市场常见的UHF频段RFID读写器，多以台式或固定式为主，主要满足单次大批量远距离电子标签识读的需求。而台式或固定式读写器体积大、价格高的特点，则不能满足单品级应用的需要。随着单品应用市场的逐步扩大，小型化、便携式、低成本的超高频RFID读写器已成为市场发展的必需。
掌上电脑、智能手机、平板电脑等手持智能终端设备，为RFID数据的后期处理和应用程序的运行提供了良好的移动数据处理平台。这一类设备已内置了蓝牙无线通讯功能。本实用新型所涉及的，具有蓝牙无线数据传输能力的便携式UHF频段RFID读写器，可以与手持智能终端设备配合工作，构成移动的RFID自动识别与物联网系统。
发明内容
本实用新型的目的是提供一款使用无线传输数据的便携式UHF频段RFID读写器设备。它是一款适用于900MHz UHF（超高频）频段，符合ISO 18000-6C标准的RFID（射频识别）系统的电子标签读写器设备，该设备具有蓝牙无线数据传输功能，可以与掌上电脑、智能手机、平板电脑等手持智能终端设备配合工作，构成移动的RFID自动识别与物联网系统。采用的技术方案是：一种使用无线传输数据的便携式超高频RFID读写器，包括UHF RFID单元（1）、显示和键盘单元（3）、蓝牙传输单元（4）、电源管理单元（5）和主控单片机单元（2）模块，其特征是：主控单片机单元（2）分别和UHF RFID单元（1）、显示和键盘单元（3）、蓝牙传输单元（4）、电源管理单元（5）连接。
本实用新型的技术方案还有：所述RFID单元（1）的电路板和天线集成为独立的模块，UHF RFID单元（1）与主控单片机单元（2）之间采用UART串口通讯。
本实用新型的技术方案还有：显示和键盘单元（3）与主控单片机单元（2）之间采用I2C总线连接。
本实用新型的技术方案还有：蓝牙传输单元（4）采用蓝牙转串口模块实现，与主控单片机单元（2）之间采用UART串口连接。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构简单，使用方便，是为移动场合的UHF频段RFID电子标签数据采集和处理提供便携式的读写器，通过蓝牙无线通讯，与掌上电脑、智能手机、平板电脑等手持智能终端设备进行无线数据传输，配合构成RFID自动识别与物联网系统。
附图说明
图1是实用新型的系统框图，图2是实用新型的UHF RFID读写单元电路框图，图3是实用新型工业化设计的外壳外观图，其中，1是UHF RFID读写单元，2是主控单片机单元，3是显示和键盘单元，4是蓝牙传输单元，5是电源管理单元，6是天线，7是定向耦合器，8是射频放大器，9是UHF射频前端，10是8051核单片机。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明。
使用无线传输数据的便携式UHF频段RFID读写器的电路单元包括： UHF RFID读写单元1，完成对电子标签有关的操作，采用符合ISO 18000-6C标准的空中接口；主控单片机单元2，用于协调控制各单元电路的工作；显示和键盘单元3，显示操作菜单、电子标签数据等信息并提供用户操作按键输入；蓝牙传输单元4，通过蓝牙无线通讯的方式，与具有蓝牙接口的主机设备进行通讯；电源管理单元5，提供本机内置可充电电池的充电控制并通过DC-DC升降压电路为其他单元电路提供工作电源。将上述电路单元集成设计在一片印刷电路板上，以工业化设计的便携式外壳容纳。用户可通过按钮或程序触发进行电子标签数据的读写操作，控制指令、读取或写入的电子标签数据均通过蓝牙方式在手持智能终端与本读写器之间无线传输。
UHF RFID读写单元1的核心是一颗集成了UHF射频前端9和8051核单片机10的SOC芯片，射频前端完成UHF RFID信号的调制解调和射频信号的收发，MCU中运行的固件程序完成符合ISO-18000-6C的通讯数据打包和解包，以及根据串口收到的控制指令生成电子标签操作数据的工作。从SOC发出的无线信号，经射频放大器8放大后，经定向耦合器7和天线6传送到电子标签；电子标签返回的无线信号由天线6接收后，经定向耦合器7传送到SOC的信号输入端口。为使设计更加灵活，并能够很好的满足射频性能，将RFID读写单元1的电路板和天线集成设计为一个独立的模块。模块与主控单片机单元2之间采用UART串口连接。
蓝牙传输单元4采用成品的蓝牙转串口模块，蓝牙转串口模块与主控单片机单元之间采用UART串口连接。通过蓝牙转串口模块，将主控单片机向上位机发送的数据转换成蓝牙无线的方式发出，蓝牙转串口模块收到上位机通过蓝牙无线发送来的数据或指令，转换成串口的方式传递给主控单片机。
电源管理单元5分为充电控制电路、DC-DC电路和电池电量检测电路三部分，每部分由一块专门的集成电路和外围器件构成。充电控制电路除了控制电池的充电之外，还具有电源切换功能，可以在连接外部电源时，将系统主电源切换到与外部电源连接；在外部电源失去时，将系统主电源切换到与可充电池电源连接。DC-DC电路将主电源分别通过升压和降压转换为稳定的5V、3.3V和3.0V三路电源，5V用来供给RFID读写单元，3.3V用来供给蓝牙单元，3.0V为主控单片机单元和键盘显示单元的工作电源。
显示和键盘单元3是本实用新型的人机接口界面，本单元通过I2C总线与主控单片机单元连接。显示部分使用了一块对角线尺寸1.77英寸、128X64点阵的单色OLED显示屏，用于显示本机的操作菜单以及从电子标签读回的数据。键盘部分有一颗I2C接口的I/O扩展芯片，可以将键盘状态通过I2C总线传送到主控单片机。共设置“扫描/确定”、“取消”、“上”、“下”、“左”、“右”、“电源开/关”7个按键。
键盘布局、显示屏和各单元电路的位置参见附图3的外壳三维外观图。
本实用新型所述的使用蓝牙无线传输数据的便携式UHF频段RFID读写器，其主要技术指标如下表：
表1 主要技术指标
| 技术指标 | 参数 |
| 工作频段 | 840-960MHZ |
| RF输出功率 | 0~27dbm可调 |
| 支持识读的标签 | UHF频段，符合ISO IEC 18000-6C/EPC G2的电子标签 |
| 识读速度 | 约10张Tag/秒 |
| 无线通讯接口 | 蓝牙 |
| 显示 | 128X64点阵OLED（相当于每屏可显示2条12bytes的EPC号） |
| 按键 | 扫描触发键1个，电源ON/OFF键1个，上、下、左、右方向键各1个； |
| 指示灯 | 充电指示灯（双色）1只，运行指示灯1只，标签扫描指示灯1只 |
| 整机功耗 | 读取标签：<460mA，开机不读标签：26mA； |
| 电池容量 | 1500mAH |
| 充电方式 | MiniUSB口专用充电器，1小时；MiniUSB数据线3小时 |
| 外形尺寸 | 75mm（宽）X110mm（高）X45mm（厚） |
当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种使用无线传输数据的便携式超高频RFID读写器，包括UHF RFID单元（1）、显示和键盘单元（3）、蓝牙传输单元（4）、电源管理单元（5）和主控单片机单元（2）模块，其特征是：主控单片机单元（2）分别和UHF RFID单元（1）、显示和键盘单元（3）、蓝牙传输单元（4）、电源管理单元（5）连接。
2.根据权利要求1所述的使用无线传输数据的便携式超高频RFID读写器，其特征是：所述RFID单元（1）的电路板和天线集成为独立的模块，UHF RFID单元（1）与主控单片机单元（2）之间采用UART串口通讯。
3.根据权利要求1所述的使用无线传输数据的便携式超高频RFID读写器，其特征是：显示和键盘单元（3）与主控单片机单元（2）之间采用I2C总线连接。
4.根据权利要求1所述的使用蓝牙无线传输数据的便携式超高频RFID读写器，其特征是：蓝牙传输单元（4）采用蓝牙转串口模块实现，与主控单片机单元（2）之间采用UART串口连接。
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