專利名稱：一種物流用射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物流行業(yè)信息化管理設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和普及應(yīng)用，物流領(lǐng)域的信息化需求也日益迫切，包裝、 倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)的信息化會(huì)極大提高物流系統(tǒng)的運(yùn)作效率，并大幅降低運(yùn)營(yíng)成本。 物流系統(tǒng)的信息化應(yīng)用了多項(xiàng)高新技術(shù)成果，主要有無線射頻識(shí)別技術(shù)，IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，中間件技術(shù)，衛(wèi)星定位技術(shù)等等，而無線射頻識(shí)別技術(shù)是其中一種應(yīng)用前景非常廣闊的技術(shù)。 無線射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，RFID是無線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio FrequencyIdentification)的英文縮寫。無線射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用無線射頻信號(hào)通過空間交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息通信，并通過所傳遞的信息達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象的技術(shù)。它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集終端并將這些數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)處理中心，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，使得物流、生產(chǎn)等行業(yè)的信息化管理成為可能。無線射頻識(shí)別系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)簽內(nèi)部是否需要加裝電池及電池供電的作用而將射頻標(biāo)簽分為無源標(biāo)簽(passive)、半無源標(biāo)簽(semi-passive)和有源標(biāo)簽(active)三種類型。無源標(biāo)簽成本低廉，工作壽命長(zhǎng)，但讀寫距離只有十幾米左右、而且信息容量有限；有源標(biāo)簽讀寫距離可以達(dá)到100米以上，而且信息容量大，但制造成本相對(duì)較高，而且工作壽命受到電池的限制。目前無源射頻識(shí)別系統(tǒng)的技術(shù)方案很多，主要問題在于工程應(yīng)用和后端系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而有源射頻識(shí)別系統(tǒng)的技術(shù)方案相對(duì)較少，技術(shù)難度在于有源射頻標(biāo)簽的工作壽命及特定的物流應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ι漕l標(biāo)簽的特殊要求問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備，該設(shè)備采用UHF和LF雙頻無線射頻技術(shù)、多種衛(wèi)星定位模式、多速率數(shù)據(jù)傳輸以及中間件技術(shù)，能夠適應(yīng)物流系統(tǒng)多種工作環(huán)節(jié)下的數(shù)據(jù)采集要求。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的這種用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備，包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源；所述控制器分別與所述射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接；所述電源為各部分提供電能。上述控制器是LPC2378。上述射頻收發(fā)器是UHF頻段射頻收發(fā)器；所述無線信號(hào)發(fā)送器是LF頻段無線信號(hào)發(fā)送器。一種基于上述射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，包括上位機(jī)以及與上位機(jī)連接的數(shù)據(jù)集中器，所述數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個(gè)所述射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備。本實(shí)用新型利用雙頻無線射頻技術(shù)可以有效解決休眠待機(jī)低功耗與數(shù)據(jù)操作高速率遠(yuǎn)距離相互矛盾的問題；采用多速率的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也是為了適應(yīng)特定工作條件下的數(shù)據(jù)采集與匯總問題，具備以太網(wǎng)、GPRS、串口以及El等多種數(shù)據(jù)通信接口，中間件并可根據(jù)具體配置優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸格式，可以確保采集數(shù)據(jù)的可靠有效匯集與分析。

圖1為本實(shí)用新型的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為本實(shí)用新型的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)連接示意框圖；圖3為本實(shí)用新型的標(biāo)簽軟件結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述 參見圖1，本實(shí)用新型用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備，包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源。其中控制器分別與射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接。電源為讀寫設(shè)備的各部分提供電能。以上是射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，以下給出本實(shí)用新型的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備的一個(gè)較佳實(shí)施例在較佳實(shí)施例中控制器選用LPC2378。射頻收發(fā)器采用UHF頻段射頻收發(fā)器；無線信號(hào)發(fā)送器采用LF頻段無線信號(hào)發(fā)送器，其中UHF頻段射頻收發(fā)器和LF頻段無線信號(hào)發(fā)送器均帶有天線。控制器與UHF射頻收發(fā)器之間通過SPI接口進(jìn)行連接，控制器通過SPI 接口對(duì)UHF射頻收發(fā)器的功能寄存器進(jìn)行讀寫，從而達(dá)到控制UHF射頻收發(fā)器的功能，無線數(shù)據(jù)也通過SPI接口進(jìn)行傳輸，但要經(jīng)過UHF射頻收發(fā)器的調(diào)制與解調(diào)?？刂破髋cLF無線信號(hào)發(fā)送器之間也通過SPI接口進(jìn)行連接，通過SPI接口，控制器將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳至LF 無線信號(hào)發(fā)送器，然后經(jīng)過調(diào)制和添加前導(dǎo)碼發(fā)送出去。多速率數(shù)據(jù)接口具備RS232串口、 100M以太網(wǎng)接口和2. 048M El數(shù)據(jù)接口，通過這些接口控制器可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)匯總。衛(wèi)星定位模塊可以支持多種定位模式，主要有北斗定位模式、GPS定位模式、格洛納斯定位模式等。RAM/ROM用于存儲(chǔ)控制器程序和數(shù)據(jù)，其中還有非易失性存儲(chǔ)器EEPR0M， 用于記錄工作參數(shù)。電源由外部提供，數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備包含了電源轉(zhuǎn)換和濾波電路。綜上所述，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備采用雙頻無線通信技術(shù)利用了 UHF和LF雙頻段無線通信技術(shù)，UHF頻段通信速率高、距離遠(yuǎn)，而LF頻段接收功耗低、通信距離近。UHF頻段采用半雙工通信方式，LF頻段采用單工發(fā)送的通信方式，對(duì)射頻標(biāo)簽起到“振鈴”激活的作用。數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備安裝在標(biāo)簽運(yùn)動(dòng)路徑一側(cè)(如公路旁、鐵路旁或港口出入口)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入LF激活信號(hào)的有效信號(hào)范圍之內(nèi)時(shí)，標(biāo)簽接收到有效激活信號(hào)之后進(jìn)入數(shù)據(jù)操作模式，然后通過UHF頻段與數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備進(jìn)行通信，并將相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)操作完畢之后，數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備發(fā)送休眠命令，使標(biāo)簽重新進(jìn)入休眠待激活模式，或者由于UHF頻段通信超時(shí)，標(biāo)簽也會(huì)自動(dòng)進(jìn)入休眠待激活模式。如圖2，本實(shí)用新型還提供一種基于以上的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上位機(jī)以及與上位機(jī)(即PC或PDA)連接的數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個(gè)射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備。本實(shí)用新型的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備與上位機(jī)PC既可以通過多速率數(shù)據(jù)接口直接連接，也可以通過中間設(shè)備數(shù)據(jù)集中器連接。當(dāng)通過數(shù)據(jù)集中器連接時(shí)，射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備可以根據(jù)需要靈活配置在不同的位置，采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)集中器傳至上位機(jī) PC，當(dāng)采用以太網(wǎng)接口時(shí)，數(shù)據(jù)集中器可以利用路由器或交換機(jī)實(shí)現(xiàn)，當(dāng) 采用串口連接時(shí)， 數(shù)據(jù)集中器由串口 HUB實(shí)現(xiàn)，USB接口一般用于第二種連接方式，主要用于便攜式上位機(jī) PDA與數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備的直接連接，當(dāng)然，便攜式上位機(jī)PDA也可以通過串口與數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備連接，可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活配置與選型。本實(shí)用新型的標(biāo)簽軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括初始化、主循環(huán)、接口數(shù)據(jù)檢測(cè)、UHF數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、命令功能檢測(cè)、接口中間件處理程序、UHF數(shù)據(jù)處理程序、功能執(zhí)行程序以及相關(guān)的中斷處理程序組成，如接口中斷程序、UHF無線中斷程序等。接口數(shù)據(jù)處理、接口中間件處理程序和接口中斷程序完成多速率數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)傳輸功能；UHF數(shù)據(jù)檢測(cè)、 UHF數(shù)據(jù)處理程序和UHF無線中斷程序完成UHF射頻數(shù)據(jù)的收發(fā)功能；命令功能檢測(cè)和功能執(zhí)行程序完成上位機(jī)下發(fā)命令的檢測(cè)分類和執(zhí)行功能，主要有EEPROM存儲(chǔ)器的管理、LF 無線激活信號(hào)的發(fā)送、工作參數(shù)設(shè)置等。本實(shí)用新型具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)1)雙頻無線通信技術(shù)利用了 LF頻段的接收電路低功耗特性，既可靠實(shí)現(xiàn)了休眠待激活模式到數(shù)據(jù)操作模式的轉(zhuǎn)換，也有效降低了標(biāo)簽的能量消耗，利用UHF頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，滿足了標(biāo)簽通信距離和通信速度方面的要求，使得標(biāo)簽可以有效接收和發(fā)送相應(yīng)的物流信息。2)多種衛(wèi)星定位接口 適應(yīng)野外或多種應(yīng)用場(chǎng)合下的定位需求，確保定位信息的準(zhǔn)確性。3)多速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)適應(yīng)野外或條件受限環(huán)境下數(shù)據(jù)的傳輸問題，確保高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)可靠傳輸。
權(quán)利要求1.一種用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備，其特征在于包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源；所述控制器分別與所述射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接；所述電源為各部分提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備，其特征在于所述控制器是 LPC2378。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備，其特征在于所述射頻收發(fā)器是UHF頻段射頻收發(fā)器；所述無線信號(hào)發(fā)送器是LF頻段無線信號(hào)發(fā)送器。
4.一種基于權(quán)利要求1的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，其特征在于包括上位機(jī)以及與上位機(jī)連接的數(shù)據(jù)集中器，所述數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個(gè)所述射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于物流的射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備及系統(tǒng)，該讀寫設(shè)備包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源；控制器分別與所述射頻收發(fā)器、無線信號(hào)發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接；電源為各部分提供電能。所述系統(tǒng)包括上位機(jī)以及與上位機(jī)連接的數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個(gè)射頻識(shí)別數(shù)據(jù)讀寫設(shè)備。本實(shí)用新型利用雙頻無線射頻技術(shù)可以有效解決休眠待機(jī)低功耗與數(shù)據(jù)操作高速率遠(yuǎn)距離相互矛盾的問題；采用多速率的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也是為了適應(yīng)特定工作條件下的數(shù)據(jù)采集與匯總問題，確保采集數(shù)據(jù)的可靠有效匯集與分析。
文檔編號(hào)G06K17/00GK202003372SQ20112005670
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者劉強(qiáng), 翟樂育, 黃衛(wèi)平 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍總后勤部建筑工程研究所