用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻rfid四天線設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，包括電源模塊、UHF RFID讀寫(xiě)模塊、通訊模塊、微控制單元、天線選擇模塊和四個(gè)RF接口，電源模塊的電壓輸入端外接220V交流電，電源模塊的電壓輸出端分別與通訊模塊和UHF RFID讀寫(xiě)模塊的電源端連接，微控制單元的TTL通訊接口分別與UHF RFID讀寫(xiě)模塊和通訊模塊的TTL通訊接口連接，微控制單元的尋卡指令接口與天線選擇模塊的尋卡指令接口連接。本實(shí)用新型將UHF RFID技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)鈔箱的管理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鈔箱的進(jìn)出固定區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并將有效數(shù)據(jù)提交服務(wù)器進(jìn)行記錄和分析。相對(duì)于傳統(tǒng)的管理方式，UHF RFID的管理方法更加科學(xué)，使整個(gè)過(guò)程更加方便、高效、精細(xì)和準(zhǔn)確。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RF ID四天線設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及RFID技術(shù)，尤其涉及一種用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]UHF RFID技術(shù)(超高頻RFID技術(shù))是無(wú)源RFID技術(shù)的一種，其工作頻率在860?928MHz之間，其具有識(shí)別距離較遠(yuǎn)、讀取速率較快、維護(hù)方便，標(biāo)簽成本相對(duì)較低等特點(diǎn)。利用UHF RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別，當(dāng)被監(jiān)控物體進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備。
[0004]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0005]—種用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，包括電源模塊、UHFRFID讀寫(xiě)模塊、通訊模塊、微控制單元、天線選擇模塊和四個(gè)RF接口，所述電源模塊的電壓輸入端外接220V交流電，所述電源模塊的電壓輸出端分別與所述通訊模塊和所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊的電源端連接，所述微控制單元的TTL通訊接口分別與所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊和所述通訊模塊的TTL通訊接口連接，所述微控制單元的尋卡指令接口與所述天線選擇模塊的尋卡指令接口連接，所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊的射頻信號(hào)端通過(guò)所述天線選擇模塊與四個(gè)所述RF接口連接。
[0006]進(jìn)一步，所述讀卡模塊還包括低壓差線性穩(wěn)壓器和抗阻匹配模塊，所述低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)置在所述電源模塊與所述通訊模塊之間，所述電源模塊的輸出5V直流電壓，所述低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出3.3V直流電壓，所述抗阻匹配模塊設(shè)置在所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊與所述天線選擇模塊之間。
[0007]更進(jìn)一步，所述讀卡模塊還包括狀態(tài)指示模塊，所述狀態(tài)指示模塊與所述微控制單元連接。
[0008]優(yōu)選地，所述通訊模塊為USR-Kl超級(jí)網(wǎng)口，所述UHF RFID的讀寫(xiě)芯片為PR9200讀寫(xiě)芯片，所述電源模塊帶安裝孔，輸出和輸出均設(shè)置有EMI濾波電路。
[0009]具體地，所述電源模塊、所述UHFRFID讀寫(xiě)模塊、所述通訊模塊、所述微控制單元、所述天線選擇模塊和四個(gè)所述RF接口均固定設(shè)置在金屬安裝板上。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0011]本實(shí)用新型用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備將UHF RFID技術(shù)應(yīng)用于貴重物品和鈔箱的管理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貴重物品和鈔箱的進(jìn)出固定區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并將有效數(shù)據(jù)提交服務(wù)器進(jìn)行記錄和分析。相對(duì)于傳統(tǒng)的管理方式，UHF RFID的管理方法更加科學(xué)，使整個(gè)過(guò)程更加方便、高效、精細(xì)和準(zhǔn)確。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型所述用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型一種用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，包括電源模塊、UHF RFID讀寫(xiě)模塊、通訊模塊、微控制單元、天線選擇模塊、低壓差線性穩(wěn)壓器、抗阻匹配模塊、狀態(tài)指示模塊和四個(gè)RF接口，電源模塊的電壓輸入端外接220V交流電，電源模塊的電壓輸出端分別與通訊模塊和UHF RFID讀寫(xiě)模塊的電源端連接，微控制單元的TTL通訊接口分別與UHF RFID讀寫(xiě)模塊和通訊模塊的TTL通訊接口連接，微控制單元的尋卡指令接口與天線選擇模塊的尋卡指令接口連接，UHF RFID讀寫(xiě)模塊的射頻信號(hào)端通過(guò)天線選擇模塊與四個(gè)RF接口連接，低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)置在電源模塊與通訊模塊之間，電源模塊的輸出5V直流電壓，低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出3.3V直流電壓，抗阻匹配模塊設(shè)置在UHF RFID讀寫(xiě)模塊與天線選擇模塊之間，狀態(tài)指示模塊與微控制單元連接。
[0015]電源模塊:
[0016]本實(shí)施例中的通訊模塊及RFID模塊工作電壓均不超過(guò)5V，電流上限制約600mA，為保證設(shè)備長(zhǎng)期正常工作，選用成熟的標(biāo)準(zhǔn)化電源模塊。由于系統(tǒng)對(duì)接電壓為AC220V，所以電源模塊應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)220V?5V的AC-DC高效轉(zhuǎn)換。在此基礎(chǔ)上選擇如下電源模塊:負(fù)載電流至少達(dá)到5V/2A，本實(shí)例所選的電源模塊帶安裝孔，帶輸入及輸出帶EMI濾波電路，具有溫度保護(hù)、短路保護(hù)、及過(guò)載過(guò)壓保護(hù)，AC85?265V寬電壓輸入，DC5V電壓輸出，431精確穩(wěn)壓。同時(shí)，在對(duì)外的電源接口上，既要保證穩(wěn)定可靠，還要方便插拔，選用航空插頭。
[0017]通訊模塊:
[0018]本實(shí)施例中的核心模塊UHF RFID讀寫(xiě)模塊的通訊接口為3.3V TTL UART口。為保證通訊效率和穩(wěn)定性，選擇的通訊模塊為超級(jí)網(wǎng)口(Super Port)USR-Kl(簡(jiǎn)稱(chēng)K1)，K1是目前體積最小、集成度最高的嵌入式串口聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)TTL串口與以太網(wǎng)雙向透明傳輸，模塊非常實(shí)用、簡(jiǎn)單、可靠。Kl的驚艷之處在于革命性的網(wǎng)口一體化設(shè)計(jì)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0019]UHF RFID讀寫(xiě)模塊:
[0020]絕大多數(shù)的RFID模塊，由于其方案缺陷，往往功耗都非常高，發(fā)熱很厲害，伴隨著工作時(shí)間的加長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致模塊性能急劇下降，甚至失去工作能力。本實(shí)施例中的設(shè)備工作時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備的功耗要求非常高，為盡量滿足設(shè)備的使用壽命，本實(shí)例采用的RFID模塊以PR9200讀寫(xiě)芯片為核心，具有外觀精致小巧、高性能、低功耗等特點(diǎn)。
[0021]結(jié)構(gòu)布局及PCB布板:
[0022]在整體結(jié)構(gòu)布局上，要充分考慮電源可能會(huì)造成的不良影響，主要包括電源對(duì)射頻的干擾，以及電源對(duì)數(shù)據(jù)通訊的影響，因此在布局時(shí)需要使其在可能的情況下盡量原理電源。在PCB的設(shè)計(jì)上，同樣要充分隔離電源對(duì)射頻的影響由于每個(gè)模塊都是獨(dú)立存在的，設(shè)計(jì)將所有的模塊都固定在一個(gè)金屬固定板上。在保證整體結(jié)構(gòu)緊湊的同時(shí)，還起到良好的散熱效果。
[0023]四天線分時(shí)讀卡的工作過(guò)程:
[0024]選用的微處理單元有兩個(gè)串口，一個(gè)用于同上位機(jī)通信(TX1，RX1)，另一個(gè)用于同UHF RFID讀寫(xiě)模塊通信(TX2，RX2)。
[0025]上位機(jī)通過(guò)發(fā)送指令可以選定天線，發(fā)送的指令通過(guò)通訊模塊傳輸至微控制單元，經(jīng)過(guò)微控制單元的1 口控制天線選擇模塊，指定UHF RFID讀寫(xiě)模塊連接幾號(hào)天線。當(dāng)RXl接收到上位機(jī)自動(dòng)尋卡指令時(shí)，通過(guò)TX2轉(zhuǎn)發(fā)該指令給UHF RFID讀寫(xiě)模塊，UHF RFID讀寫(xiě)模塊自動(dòng)尋卡，同時(shí)微處理單元依次循環(huán)選定天線I?4。單片機(jī)通過(guò)RX2接收UHF RFID讀寫(xiě)模塊發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并將當(dāng)前天線編號(hào)信息附帶在數(shù)據(jù)中，將此數(shù)據(jù)通過(guò)TXl發(fā)送給上位機(jī)。天線編號(hào)信息包含在數(shù)據(jù)幀頭中，例如天線I讀到的數(shù)據(jù)，則返回的數(shù)據(jù)幀頭為BI，天線2 為 B2。
[0026]本實(shí)用新型的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，其特征在于:包括電源模塊、UHF RFID讀寫(xiě)模塊、通訊模塊、微控制單元、天線選擇模塊和四個(gè)RF接口，所述電源模塊的電壓輸入端外接220V交流電，所述電源模塊的電壓輸出端分別與所述通訊模塊和所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊的電源端連接，所述微控制單元的TTL通訊接口分別與所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊和所述通訊模塊的TTL通訊接口連接，所述微控制單元的尋卡指令接口與所述天線選擇模塊的尋卡指令接口連接，所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊的射頻信號(hào)端通過(guò)所述天線選擇模塊與四個(gè)所述RF接口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，其特征在于:還包括低壓差線性穩(wěn)壓器和抗阻匹配模塊，所述低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)置在所述電源模塊與所述通訊模塊之間，所述電源模塊的輸出5V直流電壓，所述低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出3.3V直流電壓，所述抗阻匹配模塊設(shè)置在所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊與所述天線選擇模塊之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，其特征在于:還包括狀態(tài)指示模塊，所述狀態(tài)指示模塊與所述微控制單元連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，其特征在于:所述通訊模塊為USR-Kl超級(jí)網(wǎng)口，所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊為超高頻RFID讀寫(xiě)模塊，其讀寫(xiě)芯片為PR9200讀寫(xiě)芯片，所述電源模塊帶安裝孔，輸出和輸出均設(shè)置有EMI濾波電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于貴重物品和鈔箱管理的超高頻RFID四天線設(shè)備，其特征在于:所述電源模塊、所述UHF RFID讀寫(xiě)模塊、所述通訊模塊、所述微控制單元、所述天線選擇模塊和四個(gè)所述RF接口均固定設(shè)置在金屬安裝板上。
【文檔編號(hào)】G06K17/00GK205486203SQ201620205442
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】劉念
【申請(qǐng)人】四川友聯(lián)信息技術(shù)有限公司