CN101707813A - 一种标签信息的读取传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种标签信息的读取传输系统，包括手机和中央控制终端，所述手机具有读卡器功能，对标签信息进行采集后，通过移动通信网络传输至中央控制终端。本发明通过将标签读卡器功能集成到目前广泛使用的手机中，采用手机来对标签信息进行采集，并实时回传至中央控制终端，不仅方便了管理人员对货物的统一监管，而且由于采用手机通信网络来进行标签数据的回传，因此，只要手机可以拨打电话的地方，都可以传输数据。由于手机通信网络覆盖范围广泛，盲区少，所以在仓储或者物流中对货物数据收集基本不受距离限制。此外，本发明的手机终端方便携带，并且具有与普通手机一样的通话等功能，在工作之外可以作为普通手机使用，因此，利用率更高。
Description
技术领域
本发明属于信息通讯技术领域，具体地说，是涉及一种标签信息的采集传输系统。
背景技术
目前，RFID电子标签在仓储物流方面已经得到了广泛应用。现代化的商业仓库不断地向大型化和智能化方向发展，同时物流运输行业发送货物的品种和数量也越来越复杂化，现在常用的仓储和物流管理方式为了能够方便存储和物流中商品信息的收集，在货物的外包装上都贴上了射频标签，即RFID电子标签。在射频标签中包含有生产厂家、货物名称、数量、批号、发货地址、目的地等信息。该射频标签为无源射频标签，必须要有专用的读卡器来进行近距离非接触式读取标签信息，然后以无线或者有线的方式传输给中央控制室中的计算机，以实现对商品及货物的管理。在中央控制室端，商品的全部信息被计算机中的数据库完整准确地记录下来，从而使货物的所有信息均可在计算机的监控之下，如货物在库区的位置、货物在运输途中的具体地址，何时进入仓库、何时调出仓库等。
采用RFID电子标签管理方式比传统的条形码管理方式更加方便、准确、灵活，同时也可以极大提高货物的安全性。采用此管理方式需要能够读取货物上粘贴的射频标签的读卡器，而目前的读卡器都是在仓库内定点安置，通过数据线与控制室中的计算机连接通信，读卡器本身无法移动，因此使用起来不灵活，需要在不同的地点设置多台读卡器，从而使得投资成本相应增加。有的读卡器可以采用蓝牙或者WIFI等无线通讯方式与控制室中的计算机进行数据传输，但是传输距离短、室内一般为10米左右，且受建筑物诸如墙体等的影响较大，存在信号传输不稳定，超过网络覆盖范围则不能使用等缺陷。
此外，传统的读卡器体积较大，笨重不易携带，且功能单一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种标签信息的读取传输系统，通过借助手机作为读卡器来获取标签中的信息，进而与中央控制室中的计算机进行通信，从而方便了对货物的监控及管理。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种标签信息的读取传输系统，包括手机和中央控制终端，所述手机具有读卡器功能，对标签信息进行采集后，通过移动通信网络传输至中央控制终端。
其中，所述手机可以以短信形式将标签信息发送至中央控制终端。
进一步的，在所述手机中包括主控模块、无线发射接收模块和用于对射频标签中的信息进行采集读取的读卡电路和射频天线；所述射频天线用来接收外部射频标签发出的射频信号，传送至读卡电路转换成数字形式的标签信息后传送至所述的主控模块进行处理，进而以短信的形式通过所述的无线发射接收模块发射至中央控制终端。
优选的，可以采用一颗支持NFC通讯标准的射频芯片或者2.4G无线收发芯片来设计所述的读卡电路，连接在所述射频天线与主控模块之间，以将射频天线接收到的射频信号转换为数字形式的标签信息传输至所述的主控模块.
又进一步的，所述读卡电路通过SPI总线连接所述的主控模块，以SPI总线方式传输标签信息。
为了匹配读卡电路和主控模块对传输信号的电平要求，在所述读卡电路与主控模块之间连接有电平转换电路，对读卡电路与主控模块之间传输的标签信息电平进行双向转换。
再进一步的，为了方便手机读取射频标签中的信息，将所述射频天线设置在手机电池后盖的内壁，使射频天线的两个测试点在合上电池后盖以后能够刚好与手机机壳内部的两个顶针式接触点良好连接，所述的两个顶针式接触点与读卡电路相连接，从而实现射频天线与读卡电路的连通。
其中，所述天线是在柔性电路板FPC上缠绕形成的环形线。
更进一步的，在所述中央控制终端包括移动通信接收模块和计算机，通过移动通信接收模块与所述具有读卡器功能的手机建立通信，接收手机以短信形式发送的标签信息，进而转换成电信号传输至所述的计算机，进行货物的集中管理。
优选的，所述移动通信接收模块通过USB线缆连接计算机，将接收到的标签信息以差分信号形式传输至所述的计算机。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过将标签读卡器功能集成到目前广泛使用的手机中，采用手机来对标签信息进行采集，并实时回传至中央控制终端，不仅方便了管理人员对货物的统一监管，而且由于采用手机通信网络来进行标签数据的回传，因此，只要手机可以拨打电话的地方，都可以传输数据。由于手机通信网络覆盖范围广泛，盲区少，所以在仓储或者物流中对货物数据收集基本不受距离限制。此外，本发明的手机终端小巧灵活，方便携带，并且具有与普通手机一样的通话等功能，在工作之外可以作为普通手机使用，因此，利用率较高。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明所提出的标签信息读取传输系统的一种实施例的原理框图；
图2是图1中手机的内部电路原理框图；
图3是图2中手机内部电路的一种实施例的具体电路原理图；
图4是图1中中央控制终端的一种实施例的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
本发明为了克服在现有的仓储物流管理领域采用传统的读卡器采集并回传标签信息方式所存在的数据传输距离短、读卡器位置固定、使用不灵活等缺陷，创造性地提出了一种采用目前广泛使用的手机作为读卡器来采集标签信息，进而通过移动通信网络进行数据回传的新型货物管理模式，不仅方便了仓库人员对标签信息的采集工作，而且利用覆盖范围广泛的手机通信网络进行货物数据的回传，无距离限制，使用盲区少。
其中，所述的移动通信网络可以具体指目前的联通、移动、电信等手机用户所使用的通信网络，比如CDMA、GSM、TD-SCDMA等。
下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述标签信息读取传输系统的具体组建结构及其工作原理。
实施例一，本实施例以采集RFID电子标签(即射频标签)中的数据信息为例进行说明。参见图1所示，将包含有货物的生产厂家、名称、数量、批号、发货地址、目的地等相关信息存入射频标签，然后将射频标签粘贴到货物的外包装上。将传统读卡器中用于感应该种射频标签的读卡电路和射频天线内置于手机中，利用手机靠近射频标签，进行近距离非接触式的读取标签信息的工作，进而以标准的短信方式或者其它手机可支持的通信方式将接收到的标签信息回传至中央控制终端，以实现中央控制终端对货物信息的集中监管。
图2为具有上述读卡器功能的手机的内部电路原理框图。其中，射频天线RF Antenna可以采用在柔性电路板FPC上缠绕形成环形线的方式进行设计，一般需要缠绕3圈以上，然后用双面胶粘贴到手机电池后盖的内壁上，并使射频天线RF Antenna的两个测试点在合上电池后盖以后能够刚好与手机机壳内部的两个顶针式接触点良好连接。将所述的两个顶针式接触点与手机内部的读卡电路相连接，从而可以实现射频天线RF Antenna与读卡电路的连通。
当然，所述射频天线RF Antenna也可以采用其他结构形式进行设计，只要能够准确地感应出射频标签发出的射频信号即可。射频天线RF Antenna在手机中的具体安装位置也不仅限于以上举例，只要能够方便人们使用即可，本实施例对此不进行具体限制。
对于读卡电路来说，可以采用遵循国际近距离通讯NFC标准的射频芯片进行设计，比如ST、NXP、TI等公司生产的NFC系列芯片，通讯频率为13.56MHz，可以通过软件配置成三种模式：1、电子标签模式；2、读卡器模式；3、读卡器一读卡器的点对点模式。在本实施例中应配置成第二种模式。
采用支持NFC通讯标准的射频芯片进行手机电路设计时，所使用的射频天线RF Antenna较大。为了缩小手机体积，也可以采用2.4G无线收发芯片来设计所述的读卡电路，其通讯频率可以达到2.4GHz，天线小巧，可以集成设计在手机卡中。
当然，对于读卡电路的设计本实施例并不仅限于以上举例。
将读卡电路连接在射频天线RF Antenna与手机内部原有的主控模块CPU之间，将射频天线RF Antenna接收到的射频信号转换为数字形式的标签信息传输至主控模块CPU进行处理。其中，读卡电路与主控模块CPU之间可以采用SPI总线等多种通信方式进行标签数据的实时传输。
具体来讲，所述主控模块CPU可以具体指手机内部的基带芯片。对于CDMA手机来说，则可以指其内部采用高通高集成度的CDMA技术的单芯片(比如QSC1110)，由于在该单芯片的内部集成有射频单元、基带控制单元，PM电源管理单元，因此，可以使得外围电路做到最大程度的简化。
图2中，LDO为线性稳压器，用于将手机中电源电路提供的直流电压转换成读卡电路所需幅值的工作电压，为读卡电路供电。
下面以主控模块CPU采用单芯片U5、读卡电路采用支持NFC通讯标准的射频芯片U7为例进行具体说明，参见图3所示。
图3中，TP3和TP4即为在手机电池后盖合上后，用于与射频天线RF Antenna的两个测试点接触连接的两个顶针式接触点，一方面分别与射频芯片U7的两个接收端RX1、RX2对应连接；另一方面各自通过一路耦合电容C16、C17分别与射频芯片U7的两个发送端TX1、TX2对应连接；两个顶针式接触点TP3和TP4之间通过耦合电容C18相连接。
射频芯片U7将通过射频天线RF Antenna接收到的射频信号转换为数字信号，通过其SPI接口传输至单芯片U5。其中，SPI_DOUT为SPI总线的数据输出端；SPI_CLK为SPI总线的接口时钟端；SPI_DIN为SPI总线的数据输入端；SPI_CS为SPI总线的片选信号端。
图3中的单芯片U5仅画出了实际单芯片中的基带部分。其中，SDCC为SD卡接口；PCM为音频接口；EBI1_AD[16-23]为EBI1存储器控制总线。通过以上信号线连接手机内部的其他功能电路。由于单芯片U5的SPI总线管脚的电平电压为1.8V，而射频芯片U7的SPI接口电平电压为2.8V，因此存在电压不匹配的情况。为了解决这个问题，本实施例引入电平转换电路，具体可以采用一颗具有双向电平转换功能的电平转换芯片U6进行设计。
将电平转换芯片U6连接在单芯片U5与射频芯片U7的SPI接口之间，实现1.8V与2.8V电平电压的双向转换。其中，电平转换芯片U6的/OE管脚为使能管脚，连接到单芯片U5的其中一路GPIO口，比如GPIO20，由单芯片U5中的主控软件来控制该芯片的使能。A0～A3为第一组数据管脚，与单芯片U5的SPI接口相连接，传输信号的电平等于VCCA。将电平转换芯片U6的VCCA管脚连接到1.8V的直流电源上，即可将通过A0～A3管脚传输的信号电平上拉到1.8V。B0～B3为第二组数据管脚，连接到射频芯片U7的SPI接口上，传输信号的电平等于VCCB。将电平转换芯片U6的VCCB管脚连接到2.8V的直流电源上，即可将通过B0～B3管脚传输的信号电平上拉到2.8V，从而实现了单芯片U5与射频芯片U7之间信号的连接及电平转换。
图3中，U8为LDO线性稳压器，输入端VIN连接手机内部的电源电路，将电源电路输出的直流电源VPH_PWR转换为2.8V的直流电压，通过其输出端VOUT连接至射频芯片U7的电源端VPS_MAIN和电平转换芯片U6的VCCB管脚，为两芯片提供工作电源。
手机软件在UI界面上增加“RFID功能设置”选项，用户进入后可以选择打开或者关闭RFID功能，然后设置该手机为读卡器模式或者是电子标签模式，默认为读卡器模式。通过对读卡提示音进行选择设置，用户可以选择内置的几种蜂鸣声作为读卡成功后的提示音乐。设置完毕后，在RFID功能开启模式下手机有指示灯以一次/2秒的频率闪烁，指示该手机正处于读卡器开启状态，在每次读卡成功后，扩音器会发出相应的用户设置的提示音。
手机将采集到的标签信息以标准的短信方式通过移动通讯网络发送到中央控制终端，比如中央控制室中的计算机。短信中包含的标签信息的数据格式为自定义，通过手机发送的包含货物信息的标签数据与中央控制室内接收短信的数据收发设备都遵循该数据格式，以确保货物信息正确安全的收集。
图4为中央控制终端的具体组建结构，可以包括一台计算机和一个用于接收手机短信的移动通信接收模块。在本实施例中，所述移动通信接收模块可以具体采用一个简单的手机模块设计实现，即在传统手机中的电路模块基础上去掉LCD显示屏、按键板等显示和输入功能模块即可，手机模块的天线可以采用外置式鞭状天线进行设计。
将所述手机模块与计算机相连接，优选采用USB总线方式进行通信，即利用一条USB线缆连接在手机模块的Mini USB接口与计算机主机的USB接口之间.通过手机模块可以接收仓库或者物流手机读卡器终端发过来的货物信息，并将货物信息转换成差分信号形式，通过USB接口传输至计算机主机.同时，由计算机主机通过USB线缆为手机模块提供工作电源，在USB线缆插入到计算机主机后，控制该手机模块自动开机运行.计算机主机利用其内部运行的专业软件对通过USB接口接收到的货物信息进行自动整理、归类，然后录入数据库.
当然，所述的手机模块与计算机之间也可以采用串口通信等其它多种通信方式进行货物信息的实时传输，本实施例对此不进行具体限制。
本实施例仅以在货物上粘贴射频标签的方式为例阐述了标签信息读取传输系统的具体组建结构及其工作原理，对于采用条形码标签方式来标识货物信息的仓储物流库来说，可以将具有读取条形码功能的读卡器中的相关电路内置于手机中，使手机具备条形码信息的读取功能，其它电路设计同实施例一，这样形成的系统电路即可满足上述仓储物流库的管理要求。
本发明中读卡器的功能实现充分利用了现有手机中的基带控制电路、LCD界面显示、软件设置、无线数据传输等功能，从而避免了对目前专用读卡器中控制电路和无线通讯模块的设置，相应降低了该产品的透支成本，相比专用读卡器设备来说，利用率更高。
应当指出的是，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种标签信息的读取传输系统，其特征在于：包括手机和中央控制终端，所述手机具有读卡器功能，对标签信息进行采集后，通过移动通信网络传输至中央控制终端。
2.根据权利要求1所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：所述手机以短信形式将标签信息发送至中央控制终端。
3.根据权利要求1或2所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：在所述手机中包括主控模块、无线发射接收模块和用于对射频标签中的信息进行采集读取的读卡电路和射频天线；所述射频天线用来接收外部射频标签发出的射频信号，传送至读卡电路转换成数字形式的标签信息后传送至所述的主控模块进行处理，进而以短信的形式通过所述的无线发射接收模块发射至中央控制终端。
4.根据权利要求3所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：在所述读卡电路中包括一颗支持NFC通讯标准的射频芯片或者2.4G无线收发芯片，连接在所述射频天线与主控模块之间，将射频天线接收到的射频信号转换为数字形式的标签信息。
5.根据权利要求3所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：所述读卡电路通过SPI总线连接所述的主控模块，传输标签信息。
6.根据权利要求3所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：在所述读卡电路与主控模块之间连接有电平转换电路，对读卡电路与主控模块之间传输的标签信息电平进行双向转换。
7.根据权利要求3所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：所述射频天线设置在手机电池后盖的内壁，射频天线的两个测试点在合上电池后盖以后与手机机壳内部的两个顶针式接触点连接，所述的两个顶针式接触点与读卡电路相连接。
8.根据权利要求7所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：所述天线是在柔性电路板上缠绕形成的环形线。
9.根据权利要求3所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：所述中央控制终端包括移动通信接收模块和计算机，通过移动通信接收模块与所述手机建立通信，接收手机以短信形式发送的标签信息，转换成电信号传输至所述的计算机。
10.根据权利要求9所述的标签信息的读取传输系统，其特征在于：所述移动通信接收模块通过USB线缆连接计算机，将接收到的标签信息以差分信号形式传输至所述的计算机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20120905 |