基于超高頻rfid的無線傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滿足國軍標(biāo)協(xié)議要求的基于超高頻RFID的無線傳輸裝置。本發(fā)明的無線傳輸裝置包括一個(gè)900MHz主控裝置和多個(gè)900MHz采集終端裝置；所述900MHz主控裝置包括第一接口單元、900MHz讀寫器模塊單元、第一控制器單元和第一天線單元；所述900MHz采集終端單元包括第二接口單元、900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元、第二控制器單元和第二天線單元。本發(fā)明的有益效果是：滿足國軍標(biāo)協(xié)議要求，保證數(shù)據(jù)的安全性和最優(yōu)的傳輸速率，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的無線傳輸裝置與PC或者其他設(shè)備之間的無線通信功能。
【專利說明】基于超高頻RFID的無線傳輸裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種滿足國軍標(biāo)協(xié)議要求的基于超高頻RFID的無線傳輸裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]無線通信是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個(gè)微波中繼站。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，通信技術(shù)的應(yīng)用以及成為人們生活、工作和學(xué)習(xí)的重要部分，無線通信以其成本低、擴(kuò)展性好、使用方便等優(yōu)點(diǎn)已深入到人們生活和工作的各個(gè)方面，包括日常使用的手機(jī)、無線電話等，其中3G、WLAN、UWB、藍(lán)牙、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)字電視都是21世紀(jì)最熱門的無線通信技術(shù)的應(yīng)用。射頻識(shí)別(Rad1 Frequency IDentificat1n, RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。無線電的信號(hào)是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池；也有標(biāo)簽本身擁有電源，并可以主動(dòng)發(fā)出無線電波(調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng))。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。從概念上來講，RFID類似于條碼掃描，對(duì)于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫器利用光信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫器。射頻識(shí)別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是非接觸識(shí)別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽，并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100毫秒。有源式射頻識(shí)別系統(tǒng)的速寫能力也是重要的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜诹鞒谈櫤途S修跟蹤等交互式業(yè)務(wù)。RFID是一項(xiàng)易于操控，簡(jiǎn)單實(shí)用且特別適合用于自動(dòng)化控制的靈活性應(yīng)用技術(shù)。射頻識(shí)別系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)方面系統(tǒng)優(yōu)勢(shì):讀取方便快捷；識(shí)別速度快；數(shù)據(jù)容量大；使用壽命長，應(yīng)用范圍廣；標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)更改；更好的安全性?？罩薪涌谕ㄐ艆f(xié)議規(guī)范讀寫器與電子標(biāo)簽之間信息交互，目的是為不同廠家生產(chǎn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通性。ISO/IEC制定五種頻段的空中接口協(xié)議，這種思想充分體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的相對(duì)性，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)相當(dāng)廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)的共同需求，但不是所有應(yīng)用系統(tǒng)的需求，一組標(biāo)準(zhǔn)可以滿足更大范圍的應(yīng)用需求。IS0/IEC 18000-6信息技術(shù)一基于單品管理的射頻識(shí)別一適用于超高頻段860?960MHz，規(guī)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三種無源標(biāo)簽的接口協(xié)議，通信距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，并于2006年7月獲得批準(zhǔn)，它在識(shí)別速度、讀寫速度、數(shù)據(jù)容量、防碰撞、信息安全、頻段適應(yīng)能力、抗干擾等方面有較大提高。2006年遞交V4.0草案，它針對(duì)帶輔助電源和傳感器電子標(biāo)簽的特點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，包括標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和交互命令。帶電池的主動(dòng)式標(biāo)簽可以提供較大范圍的讀取能力和更強(qiáng)的通信可靠性。針對(duì)國軍標(biāo)(GJB)協(xié)議7377.2-2011應(yīng)用的廣泛性和獨(dú)特性，要求應(yīng)用7377.2-2011協(xié)議的設(shè)備適用軍方的通信標(biāo)準(zhǔn)，但是現(xiàn)有技術(shù)中沒有通用的能夠用于國軍標(biāo)協(xié)議的通信設(shè)備。現(xiàn)有的通信設(shè)備主要是由主控設(shè)備和采集終端組成，由于實(shí)際操作中主控設(shè)備沉重不易移動(dòng)，又配置多個(gè)采集終端，并且主控設(shè)備和采集終端采用有線連接的方式，此種連接方式帶來的缺點(diǎn)是既繁重又不利于管理，因此采用無線連接方式將是未來無線通信設(shè)備的更好選擇。又因在國軍標(biāo)協(xié)議的應(yīng)用系統(tǒng)中，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)不能為W1-F1、藍(lán)牙等非軍方適用的通訊網(wǎng)絡(luò)，所以到目前還沒有一套完整的能夠用于國軍標(biāo)協(xié)議的無線通信設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:包括一個(gè)900MHz主控裝置和多個(gè)900MHz采集終端裝置；所述900MHz主控裝置包括第一接口單元、900MHz讀寫器模塊單元、第一控制器單元和第一天線單元；所述900MHz采集終端單元包括第二接口單元、900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元、第二控制器單元和第二天線單元；所述900MHz主控裝置中的第一控制器單元與其他所有單元連接，用于控制數(shù)據(jù)信息的傳輸及對(duì)數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理，所述900MHz讀寫器模塊單元用于無線數(shù)據(jù)信息收發(fā)，實(shí)現(xiàn)與900MHz采集終端裝置的無線通信和第二控制器單元的數(shù)據(jù)交互，所述第一接口單元用于將數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)或顯示終端，所述第一天線單元采用900MHz陶瓷天線，用于實(shí)現(xiàn)與900MHz采集終端裝置中的第二天線單元相互通信；所述900MHz采集終端裝置中的第二控制器單元與其他所有單元連接，用于控制數(shù)據(jù)信息采集和傳輸，所述900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元用于無線數(shù)據(jù)信息收發(fā)，實(shí)現(xiàn)與900MHz主控裝置的900MHz讀寫器模塊單元信息識(shí)別，所述第二接口單元用于采集設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，所述第二天線單元采用900MHz陶瓷天線，用于實(shí)現(xiàn)與900MHz主控裝置的第一天線單元相互通信。
[0005]進(jìn)一步地，上述900MHz主控裝置中的第一接口單元和900MHz采集終端裝置中的第二接口單元都包括USB接口和串口。
[0006]進(jìn)一步地，上述900MHz主控裝置中的第一控制器單元和900MHz采集終端裝置中的第二控制器單元都采用嵌入式ARM處理器實(shí)現(xiàn)。
[0007]進(jìn)一步地，上述900MHz主控裝置中的900MHz讀寫器單元包括900MHz控制芯片和射頻前端芯片。
[0008]進(jìn)一步地，上述USB接口可以采用自定義的HID_USB接口 MiniPCI或PC1-E。
[0009]進(jìn)一步地，上述900MHz讀寫器模塊單元⑷采用SPI接口與ARM嵌入式處理器的主SPI接口進(jìn)行通信。
[0010]進(jìn)一步地，上述裝置與PC機(jī)或其他設(shè)備之間的無線通信采用DDS-BT防碰撞算法。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用超高頻RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遵循國軍標(biāo)協(xié)議7377.1-2011的無線通信。采用ARM處理器控制信號(hào)的傳輸，實(shí)現(xiàn)適用軍方國軍標(biāo)協(xié)議7377.1-2011的通用無線傳輸平臺(tái)，避免依賴Wi_F1、藍(lán)牙等非軍方適用的通訊網(wǎng)絡(luò)。在軍方保密應(yīng)用環(huán)境能夠方便使用無線通信，同時(shí)保證數(shù)據(jù)的安全性，以最優(yōu)的傳輸速率，采用防碰撞算法DDS-BT來實(shí)現(xiàn)基于國軍標(biāo)7377.1-2011的無線近距離的有效傳輸，完成PC與設(shè)備或者其他設(shè)備之間的無線通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1所示，為本發(fā)明的一種滿足國軍標(biāo)協(xié)議要求的基于超高頻RFID的無線傳輸裝置。其包括一個(gè)900MHz主控裝置I和多個(gè)900MHz采集終端裝置2 ;所述900MHz主控裝置I包括第一接口單元3、900MHz讀寫器模塊單元4、第一控制器單元5和第一天線單元6 ；所述900MHz采集終端單元2包括第二接口單元7、900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元8、第二控制器單元9和第二天線單元10。
[0015]所述900MHz主控裝置I中的第一控制器單元5與其他所有單元連接，用于控制數(shù)據(jù)信息的傳輸及對(duì)數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理，所述900MHz讀寫器模塊單元4用于無線數(shù)據(jù)信息收發(fā)，實(shí)現(xiàn)與900MHz采集終端裝置2的無線通信和第二控制器單元9的數(shù)據(jù)交互，所述第一接口單元3用于將數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)或顯示終端，所述第一天線單元6采用900MHz陶瓷天線，用于實(shí)現(xiàn)與900MHz采集終端裝置中的第二天線單元10相互通信。所述第一接口單元3包括USB接口和串口。所述第一控制器單元5采用嵌入式ARM處理器實(shí)現(xiàn)。所述900MHz讀寫器單元4包括900MHz控制芯片和射頻前端芯片。
[0016]所述900MHz采集終端裝置2中的第二控制器單元9與其他所有單元連接，用于控制數(shù)據(jù)信息采集和傳輸，所述900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元8用于無線數(shù)據(jù)信息收發(fā)，實(shí)現(xiàn)與900MHz主控裝置I的900MHz讀寫器模塊單元4信息識(shí)別，所述第二接口單元7用于采集設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，所述第二天線單元10采用900MHz陶瓷天線，用于實(shí)現(xiàn)與900MHz主控裝置的第一天線單元6相互通信。所述第二接口單元7包括USB接口和串口。所述第二控制器單元9采用嵌入式ARM處理器實(shí)現(xiàn)。所述USB接口可以采用自定義的HID_USB接口MiniPCI或PC1-E。所述900MHz讀寫器模塊單元(4)采用SPI接口與ARM嵌入式處理器的主SPI接口進(jìn)行通信。所述裝置與PC機(jī)或其他設(shè)備之間的無線通信采用DDS-BT防碰撞算法。
[0017]下面我們結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的工作原理進(jìn)行說明。
[0018]在900MHz主控裝置I和900MHz采集終端裝置2使用前，900MHz主控裝置I需要確認(rèn)當(dāng)前區(qū)域的900MHz采集終端裝置2。這里900MHz主控裝置I和900MHz采集終端裝置2之間采用廣播幀或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)幀的通信方式，針對(duì)不同的通信模式選用不同的數(shù)據(jù)幀方式。900MHz主控裝置I采用掃描的方式發(fā)出廣播，當(dāng)兩個(gè)或者多個(gè)900MHz采集終端裝置2同時(shí)向同一個(gè)900MHz主控裝置I發(fā)送信息時(shí)，900MHz主控裝置I將無法識(shí)別出任何一個(gè)900MHz采集終端裝置2的信息。當(dāng)這種碰撞情況發(fā)生時(shí)，將導(dǎo)致900MHz主控裝置I無法正確的識(shí)別900MHz采集終端裝置2。這里本發(fā)明的900MHz主控裝置I和900MHz采集終端裝置2采用國軍標(biāo)7377.1-2011協(xié)議規(guī)定的DDS-BT算法來防碰撞。為保證數(shù)據(jù)的安全，本發(fā)明的900MHz主控裝置I和900MHz采集終端裝置2采用訪問密碼的方式進(jìn)行加密，密碼正確后才進(jìn)行后續(xù)的通信，在無障礙的環(huán)境中有效距離可以達(dá)到10m，實(shí)現(xiàn)遵循國軍標(biāo)協(xié)議7377.1-2011的無線傳輸設(shè)備的功能。
[0019]在900MHz主控裝置I識(shí)別出900MHz采集終端裝置2后，900MHz采集終端裝置2中的第二控制器單元9控制第二接口單元7中的USB接口或者串口采集設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，再根據(jù)用戶需要對(duì)選定的采集終端對(duì)應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制或者數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)信息采集完成后，第二控制器單元9控制900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元8通過第二天線單元10將數(shù)據(jù)信息定向發(fā)送給900MHz主控裝置I中的第一天線單元6。這里的第二天線單元10采用900MHz陶瓷天線，第二控制器單元9采用嵌入式ARM處理器芯片。900MHz采集終端裝置2根據(jù)900MHz主控裝置I發(fā)送的對(duì)國軍標(biāo)協(xié)議規(guī)定的命令進(jìn)行處理，外部設(shè)備通過USB接口或者串口與之連接，并采用采用USB直流供電。
[0020]900MHz主控裝置I通過第一天線單元6接收到數(shù)據(jù)信息后，通過第一控制單元5控制900MHz讀寫器模塊單元4接收數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理。這里的900MHz讀寫器模塊單元4包括900MHz控制芯片和射頻前端芯片，它用于無線傳輸中數(shù)據(jù)信息的收發(fā)，實(shí)現(xiàn)與900MHz采集終端裝置2的無線通信、與第一控制單元5的數(shù)據(jù)交互。這里的第一天線單元6采用900MHz陶瓷天線，第一控制器單元5采用嵌入式ARM處理器芯片。在數(shù)據(jù)處理完成后，第一控制單元5控制第一接口單元3通過USB接口或串口將數(shù)據(jù)信息傳送給PC機(jī)或者顯示終端。外部設(shè)備通過USB接口或者串口與900MHz主控裝置I連接，并采用USB直流供電。
[0021]同理，也可以由900MHz主控裝置I向900MHz采集終端裝置2發(fā)送命令，進(jìn)行無線傳輸，從而實(shí)現(xiàn)遵循國軍標(biāo)協(xié)議7377.1-2011的RFID無線通信。
[0022]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:包括一個(gè)900MHz主控裝置(I)和多個(gè)900MHz采集終端裝置(2);所述900MHz主控裝置(I)包括第一接口單元(3)、900MHz讀寫器模塊單元(4)、第一控制器單元(5)和第一天線單元￠);所述900MHz采集終端單元(2)包括第二接口單元(7)、900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元(8)、第二控制器單元(9)和第二天線單元(10);所述900MHz主控裝置(I)中的第一控制器單元(5)與其他所有單元連接，用于控制數(shù)據(jù)信息的傳輸及對(duì)數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理，所述900MHz讀寫器模塊單元(4)用于無線數(shù)據(jù)信息收發(fā)，實(shí)現(xiàn)與900MHz采集終端裝置(2)的無線通信和第二控制器單元(9)的數(shù)據(jù)交互，所述第一接口單元(3)用于將數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)或顯示終端，所述第一天線單元(6)采用900MHz陶瓷天線，用于實(shí)現(xiàn)與900MHz采集終端裝置中的第二天線單元(10)相互通信；所述900MHz采集終端裝置(2)中的第二控制器單元(9)與其他所有單元連接，用于控制數(shù)據(jù)信息采集和傳輸，所述900MHz標(biāo)簽?zāi)M器模塊單元(8)用于無線數(shù)據(jù)信息收發(fā)，實(shí)現(xiàn)與900MHz主控裝置⑴的900MHz讀寫器模塊單元(4)信息識(shí)別，所述第二接口單元(7)用于采集設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，所述第二天線單元(10)采用900MHz陶瓷天線，用于實(shí)現(xiàn)與900MHz主控裝置的第一天線單元(6)相互通信。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:所述900MHz主控裝置⑴中的第一接口單元(3)和900MHz采集終端裝置⑵中的第二接口單元(7)都包括USB接口和串口。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:所述900MHz主控裝置⑴中的第一控制器單元(5)和900MHz采集終端裝置⑵中的第二控制器單元(9)都采用嵌入式ARM處理器實(shí)現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:所述900MHz主控裝置(I)中的900MHz讀寫器單元(4)包括900MHz控制芯片和射頻前端芯片。
5.如權(quán)利要求2所述的一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:所述USB接口可以采用自定義的HID_USB接口 MiniPCI或PC1-E。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:所述900MHz讀寫器模塊單元(4)采用SPI接口與ARM嵌入式處理器的主SPI接口進(jìn)行通信。
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特征在于:所述裝置與PC機(jī)或其他設(shè)備之間的無線通信采用DDS-BT防碰撞算法。
【文檔編號(hào)】H04B1/40GK104184489SQ201410384407
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】時(shí)曼娜, 鄭萬軍, 高凱, 楚川川, 賀文娟 申請(qǐng)人:成都九洲電子信息系統(tǒng)股份有限公司