CN106355123B - 一种可视化的Wi-Fi射频阅读器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可视化的Wi‑Fi射频阅读器，包括中央处理器CPU、射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi‑Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块；中央处理器CPU分别与射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi‑Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块相连；本发明以高性能的STM32为核心控制器，使用CC2520+CC2591作为射频芯片，Eink电子墨水屏作为显示屏，通过Wi‑Fi模块与外部无线设备进行通信，设计了一款低功耗可视化的Wi‑Fi射频阅读器，能够显示出标签信息；若要系统化管理标签，只需要将装有管理软件的PDA等无线设备通过Wi‑Fi与本设备连接即可实现流动式的管理，省去有线连接的烦恼；使用方便，在巡逻、物流、库存管理等领域具有广阔的应用前景。

Description

一种可视化的Wi-Fi射频阅读器
技术领域
本发明属于射频识别技术领域，特别涉及一种可视化的Wi-Fi射频阅读器。
背景技术
射频识别，RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。目前RFID技术广泛应用于图书馆，门禁系统，食品安全溯源等领域。
射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点，可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。
物流管理的本质是通过对物流全过程的管理，实现降低成本和提高服务水平两个目的。如何以正确的成本和正确的条件，去保证正确的客户在正确的时间和正确的地点，得到正确的产品，成为物流企业追求的最高目标。一般来说，企业存货的价值要占企业资产总额的25％左右，占企业流动资产的50％以上。所以物流管理工作的核心就是对供应链中存货的管理。在运输管理方面采用射频识别技术，只需要在货物的外包装上的安装电子标签，在运输检查站或中转站设置阅读器，就可以实现资产的可视化管理。与此同时，货主可以根据权限，访问在途可视化网页，了解货物的具体位置，这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。
目前在RFID系统中，阅读器基本上都是通过USB/RS232与PC机进行通信，通过PC控制阅读器实现对标签盘存、识别及信息修改并且用户只能在PC上查看标签的相关信息；不能直接在阅读器上显示标签信息及修改相关信息，实际应用中存在诸多不便利之处。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种只需要将装有管理软件的PDA等无线设备通过Wi-Fi与本设备连接即可实现流动式的管理，省去了有线连接的烦恼，使用方便，在巡逻、物流、库存管理等领域具有广阔的应用前景的可视化的Wi-Fi射频阅读器。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可视化的Wi-Fi射频阅读器，包括中央处理器CPU、射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi-Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块；
中央处理器CPU分别与射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi-Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块相连；
中央处理器CPU通过SPI接口连接射频模块，中央处理器CPU通过射频模块向标签发送读取或修改标签信息的命令；Eink电子纸显示模块用于显示当前时刻的标签信息；SD卡用于存储标签信息；按键模块用于用户手动对SD卡内存储的标签信息进行查询和修改；Wi-Fi模块用于连接射频阅读器与外部无线设备。
进一步地，所述电源管理模块包括电池和电压转换模块，电压转换模块分别与电池和市电相连，电池分别与中央处理器CPU、射频模块、时钟模块、Eink电子纸显示模块、按键模块和Wi-Fi模块相连。
进一步地，所述电压转换模块包括滤波整流电路、开关振荡电路、高频脉宽调制电压电路、低压整流滤波电路、取样电路、震荡和脉宽调制控制电路、稳压电路以及输出电路；滤波整流电路的输入与市电连接，滤波整流电路的输出与开关振荡电路连接，开关振荡电路的输出通过高频脉宽调制电压电路与低压整流滤波电路相连，低压整流滤波电路的输出分别与取样电路、稳压电路相连，稳压电路输出与输出电路连接，输出电路与电池相连；取样电路的输出与震荡和脉宽调制控制电路的相连，震荡和脉宽调制控制电路的输出与开关振荡电路连接。
进一步地，所述控制器采用STM32F103ZD。
进一步地，所述射频模块采用CC2520+CC2591。
本发明的有益效果是：
1、本发明以高性能的STM32为核心控制器，使用CC2520+CC2591作为射频芯片，Eink电子墨水屏作为显示屏，通过Wi-Fi模块与外部无线设备进行通信，设计了一款一种可视化的Wi-Fi射频阅读器，能够显示出标签信息；若要系统化管理标签，只需要将装有管理软件的PDA等无线设备通过Wi-Fi与本设备连接即可实现流动式的管理，省去有线连接的烦恼；本设备的交互性好，使用方便，满足现代生产管理发展的迫切需求，在巡逻、物流、库存管理等领域具有广阔的应用前景；
2、采用断电可保持数据的Eink电子墨水屏作为显示屏，电子墨水屏显示采用电泳技术，电泳技术具有双稳定性，在电源被关闭之后，仍然能在显示器上将图像保留几天或几个月；并且视觉感官几乎完全和纸一样，又可以像我们常见的液晶显示屏一样不断转换刷新显示内容，既能降低终端的功耗，又能提高用户体验；
3、本发明可以通过电源管理模块对终端进行充电，延长Wi-Fi射频阅读器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的视化的Wi-Fi射频阅读器结构示意图；
图2为本发明的电压转换模块电路模块图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种可视化的Wi-Fi射频阅读器，包括中央处理器CPU、射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi-Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块；
中央处理器CPU分别与射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi-Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块相连；
中央处理器CPU通过SPI接口连接射频模块，中央处理器CPU通过射频模块向标签发送读取或修改标签信息的命令；Eink电子纸显示模块用于显示当前时刻的标签信息；SD卡用于存储标签信息；按键模块用于用户手动对SD卡内存储的标签信息进行查询和修改；Wi-Fi模块用于连接射频阅读器与外部无线设备。
进一步地，所述电源管理模块包括电池和电压转换模块，电压转换模块分别与电池和市电相连，将市电电压转化为WI-FI射频阅读器电池可用的输入电压，为电池充电，电池分别与中央处理器CPU、射频模块、时钟模块、Eink电子纸显示模块、按键模块和Wi-Fi模块相连，为其他模块供电。
如图2所示，本发明的电压转换模块包括滤波整流电路、开关振荡电路、高频脉宽调制电压电路、低压整流滤波电路、取样电路、震荡和脉宽调制控制电路、稳压电路以及输出电路；滤波整流电路的输入与市电连接，滤波整流电路的输出与开关振荡电路连接，开关振荡电路的输出通过高频脉宽调制电压电路与低压整流滤波电路相连，低压整流滤波电路的输出分别与取样电路、稳压电路相连，稳压电路输出与输出电路连接，输出电路与电池相连；取样电路的输出与震荡和脉宽调制控制电路的相连，震荡和脉宽调制控制电路的输出与开关振荡电路连接。
进一步地，所述控制器采用STM32F103ZD，STM32F103ZD采用Cortex-M3内核，主频可达72MHz，并且具有低功耗、高性能等优点。
进一步地，所述射频模块采用技术成熟的CC2520+CC2591射频电路，射频模块采用德州仪器(TI)最新射频芯片CC2520，工作在2.4GHz免费频段，采用CC2591作为前端功率放大，传输距离可达700米，室外传输距离达1.5公里，可通过SPI接口与8位、16位或32位单片机相连。
CC2520+CC2591模块特点：
工作频段范围：2.4000～2.4835GHz；
数据速率可达250kbps
输出功率可编程控制(-24dBm～22dBm)；
高接收灵敏度(-90dBm)；
功耗：Rx：28.5mA；Tx：143.6mA@27dBm、137.8mA@22dBm；
可提供配套开发和演示套件。
本发明采用断电可保持数据的Eink电子墨水屏作为显示屏；Eink电子墨水屏，即电子墨水屏，是一种类似于纸张的电子显示屏，超低功耗；兼有纸的优点，如视觉感官几乎完全和纸一样，又可以像我们常见的液晶显示屏一样不断转换刷新显示内容。电子墨水屏显示采用电泳技术，电泳技术具有双稳定性，在电源被关闭之后，仍然能在显示器上将图像保留几天或几个月。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种可视化的Wi-Fi射频阅读器，其特征在于，包括中央处理器CPU、射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi-Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块；
中央处理器CPU分别与射频模块、时钟模块、电源管理模块、按键模块、Wi-Fi模块、SD卡和Eink电子纸显示模块相连；
中央处理器CPU通过SPI接口连接射频模块，中央处理器CPU通过射频模块向标签发送读取或修改标签信息的命令；Eink电子纸显示模块用于显示当前时刻的标签信息；SD卡用于存储标签信息；按键模块用于用户手动对SD卡内存储的标签信息进行查询和修改；Wi-Fi模块用于连接射频阅读器与外部无线设备；
所述电源管理模块包括电池和电压转换模块，电压转换模块分别与电池和市电相连，电池分别与中央处理器CPU、射频模块、时钟模块、Eink电子纸显示模块、按键模块和Wi-Fi模块相连；
所述电压转换模块包括滤波整流电路、开关振荡电路、高频脉宽调制电压电路、低压整流滤波电路、取样电路、震荡和脉宽调制控制电路、稳压电路以及输出电路；滤波整流电路的输入与市电连接，滤波整流电路的输出与开关振荡电路连接，开关振荡电路的输出通过高频脉宽调制电压电路与低压整流滤波电路相连，低压整流滤波电路的输出分别与取样电路、稳压电路相连，稳压电路输出与输出电路连接，输出电路与电池相连；取样电路的输出与震荡和脉宽调制控制电路的相连，震荡和脉宽调制控制电路的输出与开关振荡电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种可视化的Wi-Fi射频阅读器，其特征在于，所述中央处理器CPU采用STM32F103ZD。
3.根据权利要求1所述的一种可视化的Wi-Fi射频阅读器，其特征在于，所述射频模块采用CC2520+CC2591。
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