CN109684892A - 一种能与终端设备互相充电的分离式rfid读写器 - Google Patents

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汤颢
章梁晴
张培
李畅
喻洋
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Abstract

本发明公开一种能与终端设备互相充电的分离式RFID读写器，在分离式RFID读写器电源模块中，设计了升压芯片、限流开关、充电开关、OTG开关，通过主控芯片使能控制，能够实现分离式RFID与终端设备的互相充电。对于在户外等无法及时充电的场景，能够最大限度降低设备电量不足对用户使用造成的影响。

Description

一种能与终端设备互相充电的分离式RFID读写器
技术领域
本发明涉及读写器技术领域，具体涉及一种能与终端设备互相充电的分离式RFID读写器。
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，很多行业都运用了RFID技术，将RFID标签附着在各个产品上，可以使用RFID读写器对RFID标签进行读写。
RFID读写器一般可以分为两类，一体式读写器和分离式读写器。一体式读写器集成CPU，屏幕等各种外设，无需外加设备即可读写RFID标签；分离式读写器一般主要实现RFID的通讯，需要外加手机或平板电脑等终端设备来配合使用。
分离式RFID读写器在使用时可能出现终端设备或读写器其中之一电量不足，另一个电量较为饱满的情况，但只要其中任意一个设备电量不足，都无法继续工作，对于在户外等无法及时充电的场景，会影响用户的正常使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种分离式RFID读写器及方法，实现读写器与终端设备互相充电，当任意一个设备电量过低时，都可以启动另外的设备对其进行充电，使其电量回复到能够正常工作的状态，以解决用户在无法充电时继续使用RFID读写器工作的需求。
本发明具体采用如下技术方案：
一种能与终端设备互相充电的分离式RFID读写器，所述终端设备支持USB OTG模式，终端设备和读写器之间通过USB接口连接，其特征在于所述读写器包括主控芯片、电源模块、OTG开关和USB接口，所述电源模块与所述主控芯片连接，所述OTG开关与所述主控芯片和USB接口连接；所述电源模块包括：升压芯片、限流开关、电池、充电开关、充电芯片；所述升压芯片的使能端连接所述主控芯片，输入端和所述电池连接，输出端和所述限流开关的输入端连接；所述限流开关的输出端连接至充电开关的输入端和USB接口的5V管脚，所述充电开关的使能端连接所述主控芯片，输出端连接所述充电芯片，所述充电芯片连接所述电池。
分离式RFID读写器与终端设备互相充电的方法，其特征在于：
在终端设备上运行读写器APP，按设定频率分别读取终端设备和读写器的电量；
当终端设备电量下降到需要充电的状态时，APP首先和读写器进行通讯，读取读写器的电量，如果读写器的电量满足供电要求，则APP通知读写器的主控芯片启动读写器对终端设备充电模式，主控芯片使能升压芯片，配置限流开关的限流值，输出5V或更高电压给USB接口上的5V管脚，终端设备从USB接口获取电源进行充电；
当读写器电量下降到需要充电的状态时，APP读取终端设备的电量，如果终端设备的电量满足供电要求，则启动终端设备对读写器充电模式，读写器主控芯片控制OTG开关，把USB接口的USB ID管脚从悬空变为低电平，终端设备此时切换为主设备，并从USB 5V管脚输出电源向读写器充电。
本发明在分离式RFID读写器电源模块中，设计了升压芯片、限流开关、充电开关、OTG开关，通过在终端设备上运行读写器APP，通过主控芯片使能控制，能够实现分离式RFID与终端设备的互相充电。对于在户外等无法及时充电的场景，能够最大限度降低设备电量不足对用户使用造成的影响，延长设备的续航时间。
附图说明
图1为分离式RFID读写器电路结构示意图。
具体实施方式
本发明分离式RFID读写器的内部相关电路如图1所示。
读写器的硬件相关电路包括主控芯片，Boost（升压芯片），限流开关，电池，充电开关，charger（充电芯片）和OTG开关。另外，需具备一个USB口，与终端设备（例如手机、PAD等）的USB接口连接。
终端设备上需要运行读写器的配套APP，负责监控手机的状态以及对读写器进行相应的操作。
终端设备和读写器之间通过USB线缆或定制连接器连接，两者之间可以通过USB接口或蓝牙进行数据通讯。
在没有任何充电动作的场景下，Boost不使能，充电开关不使能，OTG开关使USB ID管脚处于悬空状态。
实施实例一
运行在终端设备上的读写器APP按设定的频率（实时或间隔几分钟）监控终端设备的电量，当发现终端设备电量低于某个设定值（如30%），APP首先和读写器进行通讯，获取读写器的电量，如果读写器的电量高于某个设定值（如50%），则APP通知读写器的主控芯片启动读写器对终端设备充电模式。
主控芯片使能Boost，配置限流开关的限流值，输出5V或更高电压给USB接口上的USB 5V管脚，这样终端设备就能从USB接口获取电源进行充电。在此场景下，充电开关务必保持不使能的断路状态，防止boost给充电器自身charger供电。
随着充电过程的进行，读写器的电量会逐步下降，如果读写器的电量下降到某个设定值以下（如40%），终端设备还未充满，则停止对终端设备充电，主控芯片关闭boost即可。
实施实例二
运行在终端设备上的读写器APP也需按设定的频率（实时或间隔几分钟）读取读写器的电量，当发现读写器电量低于某个设定值时（如30%），APP再读取终端设备电量，如果高于某个设定值时（如70%），则启动终端设备对读写器充电模式。（此模式需要终端设备支持USBOTG模式）
读写器主控芯片控制OTG开关，把USB接口的USB ID管脚从悬空变为低电平。支持USBOTG模式的终端设备此时会切换为主设备，并从USB 5V管脚输出电源向读写器充电。
在此模式下，读写器需要使能充电开关，并且关闭boost芯片。
在终端设备对读写器充电过程中，读写器APP需实时监控终端设备的电量，如果终端设备电量低于某个设定值时（如40%），则通知读写器主控芯片退出此模式，把USB ID重新变为悬空状态，并关闭充电开关。
上述充电过程所有的控制由运行在终端设备上的读写器APP和读写器自身的主控芯片完成，无需终端设备自身的软件进行操作。
充电的进入和截止门限可以由读写器研发人员自行定义，但需要注意留出适当的阈值空间，以免出现读写器和手机互相反复充电的情况。

Claims (8)

1.一种能与终端设备互相充电的分离式RFID读写器，所述终端设备支持USB OTG模式，终端设备和读写器之间通过USB接口连接，其特征在于所述读写器包括主控芯片、电源模块、OTG开关和USB接口，所述电源模块与所述主控芯片连接，所述OTG开关与所述主控芯片和USB接口连接；所述电源模块包括：升压芯片、限流开关、电池、充电开关、充电芯片；所述升压芯片的使能端连接所述主控芯片，输入端和所述电池连接，输出端和所述限流开关的输入端连接；所述限流开关的输出端连接至充电开关的输入端和USB接口的5V管脚，所述充电开关的使能端连接所述主控芯片，输出端连接所述充电芯片，所述充电芯片连接所述电池。
2.如权利要求1所述的能与终端设备互相充电的分离式RFID读写器，其特征在于：
在非充电模式下，升压芯片不使能，充电开关不使能，OTG开关使USB ID管脚处于悬空状态；
在读写器对终端设备充电模式下，升压芯片使能，充电开关不使能，OTG开关使USB ID管脚处于悬空状态；
在终端设备对读写器充电模式下，升压芯片不使能，充电开关使能，OTG开关使USB ID管脚从悬空变为低电平。
3.权利要求1所述分离式RFID读写器与终端设备互相充电的方法，其特征在于：
在终端设备上运行读写器APP，按设定频率分别读取终端设备和读写器的电量；
当终端设备电量下降到需要充电的状态时，APP首先和读写器进行通讯，读取读写器的电量，如果读写器的电量满足供电要求，则APP通知读写器的主控芯片启动读写器对终端设备充电模式，主控芯片使能升压芯片，配置限流开关的限流值，输出5V或更高电压给USB接口上的5V管脚，终端设备从USB接口获取电源进行充电；
当读写器电量下降到需要充电的状态时，APP读取终端设备的电量，如果终端设备的电量满足供电要求，则启动终端设备对读写器充电模式，读写器主控芯片控制OTG开关，把USB接口的USB ID管脚从悬空变为低电平，终端设备此时切换为主设备，并从USB 5V管脚输出电源向读写器充电。
4.如权利要求3所述分离式RFID读写器与终端设备互相充电的方法，其特征在于：读写器对终端设备充电模式下，充电开关保持不使能的断路状态。
5.如权利要求3所述分离式RFID读写器与终端设备互相充电的方法，其特征在于：读写器对终端设备充电模式下，当读写器的电量下降到不再满足供电要求，APP通知读写器主控芯片关闭升压芯片，停止对终端设备充电。
6.如权利要求3所述分离式RFID读写器与终端设备互相充电的方法，其特征在于：终端设备对读写器充电模式下，读写器主控芯片使能充电开关，并且关闭升压芯片。
7.如权利要求3所述分离式RFID读写器与终端设备互相充电的方法，其特征在于：终端设备对读写器充电模式下，当终端设备的电量下降到不再满足供电要求，APP通知读写器主控芯片控制OTG开关，将USB ID从低电平变为悬空状态，并关闭充电开关，停止对读写器充电。
8.如权利要求3所述分离式RFID读写器与终端设备互相充电的方法，其特征在于：在非充电模式下，升压芯片不使能，充电开关不使能，OTG开关使USB ID管脚处于悬空状态。
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