CN101882231B - 一种rfid读写器及其数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RFID读写器，包括主机端、读写器端，主机端和读写器端通过PCI-E接口连接器相互连接，由于主机端的控制程序模块和数据库设置于主机端内，RFID读写器端不用设置单独的存储单元，RFID读写器端所读写的数据均通过主机端的控制程序模块与主机端的数据库进行交互，减小了RFID读写器的体积；并且由于嵌入式微处理器主要起到主机端和读写器端的数据传递的作用，而不需要对数据进行处理，从而加快了读写器端的处理速度；此外，由于数据库设置与主机端中，主机CPU的运算能力往往较读写器端的嵌入式处理器强，相同的时间内可以处理更多的读写次数，从而缩短单张RFID卡的读写时间，更容易满足读写速度要求较高的场合对读写速度的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种RFID读写器。
背景技术
随着RFID的日益普及，越来越多的物品开始贴上RFID标签进行身份识别，其应用范围十分广泛，主要有商品零售、商品防伪、交通运输、物流仓储、安全管理、医疗卫生、图书档案和国防军事等。但现有的RFID阅读器还存在着如下一些缺陷：一现有的RFID阅读器采用嵌入式处理器作为主控制器，而现有的嵌入式处理器的运算和对数据的处理能力都比计算机的CPU弱，而如果采用处理能力强的处理器又大大增加了产品成本，这样读写RFID标签的时间都比较长，不太适合对读写速度要求较高的场合；二是现有的RFID阅读器大都是通过串口或USB口与主机相连，因带有电源转换电路，大容量数据存储电路，不太可能小型化，轻便化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种RFID读写器及其数据传输方法，能解决现有RFID读写器不能应用于对读写速度要求高的场合的问题和解决RFID阅读器体积大的问题。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种RFID读写器，包括主机端、读写器端，主机端和读写器端通过PCI-E接口连接器相互连接；
主机端包括控制模块、数据库、数据处理模块、PCI-E接口驱动程序模块；
读写器端包括PCI-E接口芯片、嵌入式微处理器、基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线；
主机端的控制模块将使用者的指令通过数据处理模块传送给PCI-E接口驱动程序，从PCI-E接口驱动程序读取或向PCI-E接口驱动程序发送RFID电子标签信息和指令，并将上述RFID电子标签的信息和执行过的指令存储在主机端的数据库中；
主机端的数据处理模块为接受控制模块的指令，对从控制模块发送过来的或从PCI-E接口驱动程序发送过来的RFID电子标签的信息根据PCI-E协议规则和RFID的协议规则进行正向或反向的转换；
主机端的数据库模块为按照预定的格式，存储RFID电子标签的信息，供使用者执行RFID电子标签的查询、修改、删除等操作；
读写器端的嵌入式微处理器通过PCI-E接口芯片和主机端通信，用于上电后初始化自身、PCI-E接口芯片和基于甚高频的RFID发送接收芯片，等待和接收基于甚高频的RFID发送接收芯片传送的数据或指令并经由PCI-E接口芯片和主机端PCI-E接口驱动程序、数据处理模块发送给控制模块；或执行数据的反向传输。
在这种情况下，由于主机端的控制程序模块和数据库设置于主机端内，RFID读写器端不用设置单独的存储单元，RFID读写器端所读写的数据均通过主机端的控制程序模块与主机端的数据库进行交互，减小了RFID读写器的体积；并且由于嵌入式微处理器主要起到主机端和读写器端的数据传递的作用，而不需要对数据进行处理，从而加快了读写器端的处理速度；此外，由于数据库设置与主机端中，主机CPU的运算能力往往较读写器端的嵌入式处理器强，相同的时间内可以处理更多的读写次数，从而缩短单张RFID卡的读写时间，更容易满足读写速度要求较高的场合对读写速度的要求。
作为本发明进一步限定的技术方案：
PCI-E接口芯片、嵌入式微处理器、甚高频的RFID发送接收芯片和甚高频RFID天线由主机端PCI-E接口的供电引脚供电，RFID读写器由于不需要单独具备电源转换电路，而直接通过PCI-E的供电引脚供电，因而可以进一步有效的减小RFID读写器的体积。
控制模块中包括两个临时数据存储器，一个为用于存储临时接收的数据的临时数据接收存储器，一个用于存储临时发送的数据或指令的临时数据发送存储器。
主机端可以为计算机或笔记本电脑或具有PCI-E接口的手持终端。
PCI-E接口芯片可以为CH365或PCI9052。
嵌入式微处理器可以为：AT89LV51/FP或W78L52。
基于甚高频的RFID发送接收芯片可以为：CC1000或XRA00。
上述一种RFID读写器，其实现主机端向读写器端发送数据和指令的方法性技术方案为：
I.主机端的控制模块将要发送的指令或数据发送给数据处理模块，并同步将要发送的指令或数据按预定格式存储在数据库中；
II.数据处理模块将收到的数据和指令转换为符合PCI-E协议规则和RFID的协议规则的数据并发送给PCI-E接口驱动程序；
III.PCI-E接口驱动程序将收到的数据通过PCI-E接口芯片连接器和读写器端的PCI-E接口芯片发送给嵌入式微处理器；
IV.嵌入式微处理器将上述指令或数据通过基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线发送给甚高频的RFID标签；
V.甚高频的RFID标签接收到上述指令或数据后执行相应的动作。
上述一种RFID读写器，其实现读写器端向主机器端发送数据的方法性技术方案为：
I.读写器端的嵌入式微处理器通过基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线接收来自甚高频的RFID标签的数据；
II.嵌入式微处理器通过PCI-E接口芯片和PCI-E连接器发将上述数据发送给主机端的PCI-E接口驱动程序；
III.PCI-E接口驱动程序再将上述数据发送给数据处理模块；
IV.数据处理模块将上述数据转换为控制模块所能识别的格式并发送给控制模块；
V.控制模块收到上述数据并按照预定格式存储在数据库中。
附图说明
图1是本发明一实施例中基于PCI-E接口的RFID读写器的系统框图；
图2是图1中主机端数据和指令处理的软件流程图；
图3是图1中读写器端对数据和指令处理的软件流程图；
图4是图1中读写器端的嵌入式微处理器部分的电路原理图；
图5是图1中读写器端的基于甚高频的RFID发送接收芯片部分的电路原理图；
图6是图1中读写器端的嵌入式微处理器部分的电路原理图。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的实质，以下实施例结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本实施例中的基于PCI-E接口的RFID读写器，包括主机端、读写器端，主机端和读写器端通过PCI-E接口连接器相互连接；主机端内包含了控制模块、数据库、数据处理模块、PCI-E接口驱动程序模块；读写器端内包括PCI-E接口芯片、嵌入式微处理器、基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线；
从图2中控制模块对数据和指令处理的软件流程图可见：当主机上电后，控制模块初始化本地寄存器后就开始等待和扫描是否有数据处理模块发送过来的数据或者是否有需要发送给数据处理模块的数据或指令，如果判定结果为“no”，则会继续等待；如果判定结果为“yes”，则控制模块会继续判断是否要发送数据或指令。
对于上述数据的接收或者数据或指令的发送的判定可以通过在控制模块中设置两个临时数据存储器来实现，如在控制模块中设置一个用于接收数据用的临时接收数据存储器和一个用于发送数据或指令的发送数据的临时发送数据存储器，在上电后控制模块通过轮询临时接收数据存储器和临时发送数据存储器，当控制模块轮询到两个临时数据存储器中任意一个存储器中有数据时，就判断“是否要发送数据或指令”的结果为“yes”时，反之，为“no”。
如果上述过程的判定结果为“yes”后，控制模块会继续判断是否要发送数据或指令，这个也可以通过控制模块再次轮询临时接收数据存储器和临时发送数据存储器来实现，当轮询到临时接收数据存储器中有数据时，就判定“是否要发送数据或指令”的结果为“no”，如果轮询到临时发送数据存储器中有数据时，就判定“是否要发送数据或指令”的结果为“yes”。(本次轮询中，“yes”表示为临时发送数据存储器有数据要发送，“no”表示为临时接收数据存储器有数据要接收)
当本次轮询的结果为“yes”后，控制模块会将数据或指令发送给数据处理模块，并把发送给数据处理模块的数据或指令按照预定格式保存在数据库中，数据处理模块将收到的数据和指令按照PCI-E协议规则和RFID的协议规则转换后打包发送给PCI-E接口驱动程序；当本次轮询的结果为“no”后，则数据处理模块按PCI-E协议规则和RFID的协议规则把从读写器端发送过来的数据解析为主机端可以识别的格式后提交给控制模块按照预定的格式存在数据库中。在本实施例中，数据处理模块将收到的数据为RFID电子标签信息。每次数据处理模块对数据或指令的发送或者接收的过程完成后，两个临时数据库中的数据会清零。
由上述内容结合图1所示的系统框图可见，在上述过程中，主机端的控制模块为将使用者的指令通过数据处理模块传送给PCI-E接口驱动程序，从PCI-E接口驱动程序读取或向PCI-E接口驱动程序发送RFID电子标签的信息，并将上述RFID电子标签的信息和执行过的指令存储在主机端的数据库中；数据处理模块为接受控制模块的指令，对从控制模块发送过来的或从PCI-E接口驱动程序发送过来的RFID电子标签的信息根据PCI-E协议规则和RFID的协议规则进行正向或反向的转换；数据库模块为按照预定的格式，存储RFID电子标签的信息，供使用者执行RFID电子标签的查询、修改、删除等操作；
图3是图1中读写器端对数据和指令处理的软件流程图，由图3可以看出，嵌入式微处理器上电后先初始化自身、PCI-E接口芯片和基于甚高频的RFID发送接收芯片，然后开始等待和扫描是否有RFID发送接收芯片或主机控制程序发送的数据或指令，如果判定结果为“no”，则会继续等待，如果判定结果为“yes”，则会再次判定是否有主机控制程序发送过来的数据或指令；当“是否有主机控制程序发送过来的数据或指令”的判定结果为“yes”后，嵌入式微处理器会将数据或指令发送给RFID发送接收芯片，如果本次判定结果为“no”，则会将数据发送给PCI-E接口芯片，PCI-E接口芯片再将上述数据经由PCI-E连接器发送给主机端；本实施例中的“是否有主机控制程序发送过来的数据或指令”实际为主机控制程序经由数据处理模块、PCI-E接口驱动程序、PCI-E连接器、PCI-E接口芯片发送到嵌入式微处理器的数据或指令。
由此结合图1所示的系统框图可见，读写器端的嵌入式微处理器的作用为通过PCI-E接口芯片和主机端通信，用于上电后初始化自身、PCI-E接口芯片和基于甚高频的RFID发送接收芯片，等待和接收基于甚高频的RFID发送接收芯片传送的数据或指令并经由PCI-E接口芯片和主机端PCI-E接口驱动程序、数据处理模块发送给控制模块；或执行数据的反向传输。
在上述实施例中，主机端可以为计算机或具有PCI-E接口的手持终端；PCI-E接口芯片可以为CH365或PCI9052；嵌入式微处理器可以为：AT89LV51/FP或W78L52；基于甚高频的RFID发送接收芯片可以为：CC1000或XRA00。图4～图6是本实施例中读写器端一实施例的电路原理图。
由上面的内容可以看出，本实施例所提供的一种RFID读写器，其实现主机端向读写器端发送数据和指令的步骤为：
I.主机端的控制模块将要发送的指令或数据发送给数据处理模块，并同步将要发送的指令或数据按预定格式存储在数据库中；
II.数据处理模块将收到的数据和指令转换为符合PCI-E协议规则和RFID的协议规则的数据并发送给PCI-E接口驱动程序；
III.PCI-E接口驱动程序将收到的数据通过PCI-E接口芯片连接器和读写器端的PCI-E接口芯片发送给嵌入式微处理器；
IV.嵌入式微处理器将上述指令或数据通过基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线发送给甚高频的RFID标签；
V.甚高频的RFID标签接收到上述指令或数据后执行相应的动作。
其实现读写器端向主机器端发送数据的步骤为：
I.读写器端的嵌入式微处理器通过基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线接收来自甚高频的RFID标签的数据；
II.嵌入式微处理器通过PCI-E接口芯片和PCI-E连接器发将上述数据发送给主机端的PCI-E接口驱动程序；
III.PCI-E接口驱动程序再将上述数据发送给数据处理模块；
IV.数据处理模块将上述数据转换为控制模块所能识别的格式并发送给控制模块；
V.控制模块收到上述数据并按照预定格式存储在数据库中。
在本实施例所提供的一种RFID读写器和数据传输方法，由于主机端的控制程序模块和数据库设置于主机端内，RFID读写器端不用设置单独的存储单元，RFID读写器端所读写的数据均通过主机端的控制程序模块与主机端的数据库进行交互，减小了RFID读写器的体积；并且由于嵌入式微处理器主要起到主机端和读写器端的数据传递的作用，而不需要对数据进行处理，从而加快了读写器端的处理速度；此外，由于数据库设置与主机端中，主机CPU的运算能力往往较读写器端的嵌入式处理器强；如笔记本电脑的CPU频率一般为1.5GHz-2GHz，而如嵌入式微处理器AT89LV51/FP频率一般为10MHz-40MHz，可见，笔记本电脑的CPU的处理能力远远大于嵌入式微处理器AT89LV51/FP，从而相同的时间内可以处理更多的读写次数，从而缩短单张RFID卡的读写时间，更容易满足读写速度要求较高的场合对读写速度的要求。
本实施例中的PCI-E接口芯片、嵌入式微处理器、甚高频的RFID发送接收芯片和甚高频RFID天线可以通过主机端PCI-E接口的供电引脚供电，该供电引脚为：52脚、24脚、2脚，在这种情况下：由于RFID读写器由于不需要单独具备电源转换电路，而直接通过PCI-E的供电引脚供电，因而可以进一步有效的减小RFID读写器的体积。
本发明不局限于上述实施例，与上述实施例的技术特征相同或相近似的技术方案，也属于本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种RFID读写器，包括主机端、读写器端，其特征在于所述主机端和读写器端通过PCI-E接口连接器相互连接；
所述主机端包括控制模块、数据库、数据处理模块和PCI-E接口驱动程序模块；
所述读写器端包括PCI-E接口芯片、嵌入式微处理器、基于甚高频的RFID发送接收芯片和甚高频RFID天线；
所述主机端的控制模块将使用者的指令通过数据处理模块传送给PCI-E接口驱动程序模块，从PCI-E接口驱动程序模块读取或向PCI-E接口驱动程序模块发送RFID电子标签的信息，并将上述RFID电子标签的信息和执行过的指令存储在主机端的数据库中；
所述主机端的数据处理模块为接受控制模块的指令，对从控制模块发送过来的或从PCI-E接口驱动程序模块发送过来的RFID电子标签的信息根据PCI-E协议规则和RFID的协议规则进行正向或反向的转换；
所述主机端的数据库为按照预定的格式，存储RFID电子标签的信息，供使用者执行RFID电子标签的查询、修改、删除操作；
所述读写器端的嵌入式微处理器通过PCI-E接口芯片和主机端通信，用于上电后初始化自身、PCI-E接口芯片和基于甚高频的RFID发送接收芯片，等待和接收基于甚高频的RFID发送接收芯片传送的数据并经由PCI-E接口芯片和主机端PCI-E接口驱动程序模块、数据处理模块发送给控制模块，或等待和接收主机端发送的数据或指令并发送给基于甚高频的RFID发送接收芯片；
所述PCI-E接口芯片、嵌入式微处理器、甚高频的RFID发送接收芯片和甚高频RFID天线由主机端PCI-E接口的供电引脚供电。
2.根据权利要求1所述的一种RFID读写器，其特征在于所述控制模块中包括两个临时数据存储器，一个为用于存储临时接收的数据的临时数据接收存储器，一个用于存储临时发送的数据或指令的临时数据发送存储器。
3.根据权利要求1或2所述的一种RFID读写器，其特征在于所述主机端为计算机或具有PCI-E接口的手持终端。
4.根据权利要求1或2所述的一种RFID读写器，其特征在于所述PCI-E接口芯片为CH365或PCI9052。
5.根据权利要求1或2所述的一种RFID读写器，其特征在于所述嵌入式微处理器为：AT89LV51/FP或W78L52。
6.根据权利要求1或2所述的一种RFID读写器，其特征在于所述基于甚高频的RFID发送接收芯片为：CC1000或XRA00。
7.根据以上权利要求中任一权利要求所述RFID读写器的数据传输方法，其特征在于：
主机端向读写器端发送数据和指令按以下步骤进行：
Ⅰ.主机端的控制模块将要发送的指令或数据发送给数据处理模块，并同步将要发送的指令或数据按预定格式存储在数据库中；
Ⅱ.数据处理模块将收到的数据和指令转换为符合PCI-E协议规则和RFID的协议规则的数据并发送给PCI-E接口驱动程序模块；
Ⅲ.PCI-E接口驱动程序模块将收到的数据通过PCI-E接口连接器和读写器端的PCI-E接口芯片发送给嵌入式微处理器；
Ⅳ.嵌入式微处理器将上述指令或数据通过基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线发送给甚高频的RFID标签；
Ⅴ.甚高频的RFID标签接收到上述指令或数据后执行相应的动作；
读写器端向主机器端发送数据和指令按以下步骤进行：
Ⅰ.读写器端的嵌入式微处理器通过基于甚高频的RFID发送接收芯片、甚高频RFID天线接收来自甚高频的RFID标签的数据；
Ⅱ.嵌入式微处理器通过PCI-E接口芯片和PCI-E接口连接器将上述数据发送给主机端的PCI-E接口驱动程序模块；
Ⅲ.PCI-E接口驱动程序模块再将上述数据发送给数据处理模块；
Ⅳ.数据处理模块将上述数据转换为控制模块所能识别的格式并发送给控制模块；
Ⅴ.控制模块收到上述数据并按照预定格式存储在数据库中。
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