CN107608263A - 一种基于rfid的无源通信开关系统 - Google Patents

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刘俭佳
苏宗帅
高存强
王宝新
许守骏
王永生
回志姗
汤银龙
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Abstract

本发明涉及一种基于RFID的无源通信开关系统，其包括发送端和接收端，发送端通过发射天线将信息发送给接收端的接收天线，接收天线将接收到的信息发送给接收端的MCU进行处理，MCU判断信息是否合法，如果信息合法，则打开开关处理数据，并返回收到信息给发送端；如果信息不合法，则不做任何动作；本发明可以实现不破坏整体密封的情况下，完成设备启停、数据传输的功能。本发明稳定性好、成本价格低。

Description

一种基于RFID的无源通信开关系统
技术领域
本发明涉及一种通信开关，特别是一种基于RFID的无源通信开关系统，属于非接触式的开关设备技术领域，在需要密封、隔离、非接触的开关使用环境。
背景技术
一般地，在企业或团体中，由于一些设备，尤其是水下设备、水下机器人及靠近导电液体的设备和设施，对密封性、防水性、隔离性等有严格要求，需要使用隔离式开关并且实现通信功能，而目前的隔离式开关通常只能实现开关功能，并且多数需要设备内部供电，在安全性、电量损耗方面带来很大隐患，并且不能实现通信功能。
发明内容
本发明提出一种基于RFID的无源通信开关系统，解决了现有技术中隔离式开关只能实现开关功能，并且多数需要设备内部供电，在安全性、电量损耗方面带来很大隐患，以及不能实现通信功能等问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于RFID的无源通信开关系统，包括发送端和接收端，发送端通过发射天线将信息发送给接收端的接收天线，接收天线将接收到的信息发送给接收端的MCU进行处理，MCU判断信息是否合法，如果信息合法，则打开开关处理数据，并返回收到信息给发送端；如果信息不合法，则不做任何动作。
其中，所述发送端包括MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线，MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线依次连接，MCU接收用户PC端发送的指令信息，并通过串口通信将信息发送给射频处理模块，射频处理模块将接收到的信息发送给射频发射模块，射频发射模块将信息发送给发射天线，发射天线将信息发送给接收端。
其中，所述接收端包括接收天线、射频接收模块、射频处理模块、MCU、开关器件，接收天线、射频接收模块、射频处理模块、MCU、开关器件依次连接，所述接收天线接收发送端发送的信息，并将信息发送给射频接收模块，射频接收模块将接收到的信息发送给射频处理模块，射频处理模块通过串口通信模块将信息发送给MCU，MCU进行处理并判断信息是否合法，合法则打开开关器件处理数据，并返回收到信息给发送端。
其中，所述发送端包括触摸屏、MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线，触摸屏、MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线依次连接，用户通过触摸屏设置并发送开关指令、运行时间、启动电压、启动电流、频率、功率因数的参数给内部的MCU，MCU通过串口通信将参数信息发送给射频处理模块，射频处理模块再将参数信息发送给射频发射模块，并经由发射天线发送给接收端，完成发送功能。
其中，所述的开关器件为带有使能引脚的电源芯片或MOSFET或光电耦合器的开关设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明成功地解决了一些设备，尤其是水下设备、水下机器人及靠近导电液体的设备和设施，对密封性、防水性、隔离性等有严格要求。而这些设备又需要用一个外部开关来完成设备启动和停止。这个开关需要用动密封设计，这样的设计要么价格高昂，要么稳定性差。通过本发明无源通信开关就可以实现不破坏整体密封的情况下，完成设备启停、数据传输的功能。本发明稳定性好、成本价格低，实现双赢。
本发明在开关开启前，接收端处于断电状态，接收端的设备处于完全断电状态，有效节省电能损耗，有效防止设备停机时，由于程序问题、电磁问题导致的误操作；设备带有使能的电源芯片或MOSFET、光电耦合器等开关器件，漏电流较小；当发送端靠近接收端，接收端天线接到信号，电源使能端使能，电源芯片上电，主芯片上电并驱动继电器等开关闭合，设备上电完成。
附图说明
图1是本发明的实施例1示意图。
图2是本发明的实施例2示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
如图1所示，一种基于RFID的无源通信开关系统，包括发送端和接收端；所述发送端包括MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线，MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线依次连接，MCU接收用户PC端发送的指令信息，并通过串口通信将信息发送给射频处理模块，射频处理模块将接收到的信息发送给射频发射模块，射频发射模块将信息发送给发射天线，发射天线将信息发送给接收端。
其中，所述接收端包括接收天线、射频接收模块、射频处理模块、MCU、开关器件，接收天线、射频接收模块、射频处理模块、MCU、开关器件依次连接，所述接收天线接收发送端发送的信息，并将信息发送给射频接收模块，射频接收模块将接收到的信息发送给射频处理模块，射频处理模块通过串口通信模块将信息发送给MCU，MCU进行处理并判断信息是否合法，合法则打开开关器件处理数据，并返回收到信息给发送端。
发送端靠近接收端之前，接收端处于断电或低功耗状态，当发送端设备靠近并发送启动信号给接收端时，接收端收到射频信号，启动开关，给接收端设备上电，并可以实现数据通信。发送端和接收端之间可以隔开一段距离，两种之间可以放置玻璃钢、塑料等非金属材料，这样可以在完全隔离情况下，控制开关导通与关断，并进行通信。
上电过程：当发送端靠近接收端时，由用户用PC机经由串口发送上电指令给发送端MCU，MCU通过串口通信或其他通信，如I2C等通信给射频处理模块，然后发送给射频发射模块，最后经由发送天线发送给接收端天线，完成发送功能；接收端天线接到射频信号，经接收天线到射频接收端，并由串口通信或其他通信，如I2C等通信给接收端MCU进行处理，判断信息是否合法，合法则打开开关处理数据，并返回收到信息给发送端，完成上电过程。
下电过程：当发送端靠近接收端时，由用户用PC机经由串口发送断电指令给发送端MCU，MCU通过串口通信或其他通信，如I2C等通信给发送端的射频发送模块，并经由发送天线发送给接收端天线，完成发送功能；接收端天线接到射频信号，经接收天线到射频接收端，并由串口通信或其他通信，如I2C等通信给接收端MCU进行处理，判断信息是否合法，合法则断开开关处理数据，并返回收到信息给发送端，完成断电过程。
实施例2
如图2所示，基于RFID的无源通信开关系统，该系统可以应用到收费系统、定时系统等，该系统包括手持设备端和接收设备端；所述手持设备端包括触摸屏、MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线，触摸屏、MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线依次连接，用户通过触摸屏设置并发送开关指令、运行时间、启动电压、启动电流、频率、功率因数的参数给内部的MCU，MCU通过串口通信将参数信息发送给射频处理模块，射频处理模块再将参数信息发送给射频发射模块，并经由发射天线发送给接收端，完成发送功能。
手持设备大小接近手机，方便管理人员携带。
接收设备端放在密闭设备内部，包括射频接收天线、射频接收模块、数据处理模块、带有使能引脚的电源管理模块、串口通信模块。
当手持设备端靠近接收设备端时，由用户通过手持设备的屏幕或其他显示设备设置并发送开关指令、运行时间、启动电压、启动电流、频率、功率因数等参数给手持设备端内部的MCU，MCU通过串口通信或其他通信，如I2C等通信给发送端的射频发送模块，并经由发送天线发送给接收端天线，完成发送功能。
接收端天线接到射频信号，经接收天线到射频接收端，并由串口通信或其他通信，如I2C等通信给接收端MCU进行处理，判断信息是否合法，合法则打开开关并处理相关信息，并返回收到信息给发送端。
本发明适用于所有一切要求密封性、隔离型、非接触的开关系统应用。

Claims (5)

1.一种基于RFID的无源通信开关系统，其特征在于包括发送端和接收端，发送端通过发射天线将信息发送给接收端的接收天线，接收天线将接收到的信息发送给接收端的MCU进行处理，MCU判断信息是否合法，如果信息合法，则打开开关处理数据，并返回收到信息给发送端；如果信息不合法，则不做任何动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的无源通信开关系统，其特征在于所述发送端包括MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线，MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线依次连接，MCU接收用户PC端发送的指令信息，并通过串口通信将信息发送给射频处理模块，射频处理模块将接收到的信息发送给射频发射模块，射频发射模块将信息发送给发射天线，发射天线将信息发送给接收端。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的无源通信开关系统，其特征在于所述接收端包括接收天线、射频接收模块、射频处理模块、MCU、开关器件，接收天线、射频接收模块、射频处理模块、MCU、开关器件依次连接，所述接收天线接收发送端发送的信息，并将信息发送给射频接收模块，射频接收模块将接收到的信息发送给射频处理模块，射频处理模块通过串口通信模块将信息发送给MCU，MCU进行处理并判断信息是否合法，合法则打开开关器件处理数据，并返回收到信息给发送端。
4.根据权利要求1所述的一种基于RFID的无源通信开关系统，其特征在于所述发送端包括触摸屏、MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线，触摸屏、MCU、射频处理模块、射频发射模块、发射天线依次连接，用户通过触摸屏设置并发送开关指令、运行时间、启动电压、启动电流、频率、功率因数的参数给内部的MCU，MCU通过串口通信将参数信息发送给射频处理模块，射频处理模块再将参数信息发送给射频发射模块，并经由发射天线发送给接收端，完成发送功能。
5.根据权利要求1所述的一种基于RFID的无源通信开关系统，其特征在于所述的开关器件为带有使能引脚的电源芯片或MOSFET或光电耦合器的开关设备。
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