CN112068666A - 一种新型rfid工控一体机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型RFID工控一体机，包括机壳、工控机模块、RFID读写器模块、RFID天线模块，所述工控机模块和所述RFID读写器模块位于所述机壳内，所述工控机模块与所述RFID读写器模块电性连接，所述RFID天线模块与所述RFID读写器模块电性连接，所述工控机模块包括处理器核心板单元、核心拓展板单元、外扩接口板单元、远程维护单元和电源管理单元，所述RFID读写器模块、所述核心板单元、所述外扩接口板单元、所述远程维护单元、所述电源管理单元与所述核心拓展板单元电性连接，本发明新型RFID工控一体机安装方便简单；优化了工控机与RFID读卡器之间的操作流程，能够降低成本；也使得模块之间具备更好的协同工作能力，从而提高工作效率、通讯速率、抗干扰性和可靠性。

Description

一种新型RFID工控一体机

技术领域

本发明涉及一种RFID工控一体机，尤其涉及一种新型RFID工控一体机。

背景技术

ETC：( Electronic Toll Collection ) 不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式，通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站 ETC 车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，扣取用户卡上的金额或利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，ETC是先进的电子收费技术，目前主要应用在匝道出入口和主线标识站，均为封闭式高速公路收费场景下的ETC应用模式，随着国家高速公路政策的改革，提供更快的通行速度和更高的通行效率己是迫在眉睫，自由流高速公路收费模式通过建设虚拟主线路侧单元站，从而具有较高的通行效率和优良的通行服务体验。

工控机：（Industrial Personal Computer—IPC）是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。

RFID射频读写器：（Radio Frequency Identification Reader），在RFID系统中，读写器是其中主要构成部分之一，由于标签的非接触性质，必须借助位于应用系统与标签之间的读写器来实现数据读写功能。

AFC：（Auto Fare Collection）是指自动售检票系统，是集计算机技术、信息收集和处理技术、机械制造于一体的自动化售票、检票系统，具有很强的智能化功能，自动售检票系统的便捷和准确性大大优于传统的纸票售票方式，它可以克服人工售检票模式中固有的速度慢、财务漏洞多、出错率高、劳动强度大等缺点，在防止假票，杜绝人情票，防止工作人员作弊，提高管理水平，减轻劳动强度，不仅是地铁和交通系统发展的一个趋势，也是城市信息化建设的一个重要体现。

在计程、计时的收费系统，广泛使用非接触式IC卡作为车票媒体，目前国内主要采用专用读卡器及工控机2个独立模块组合实现非接触IC卡的读取及处理，还没有将读卡器及工控机融合在一起的设备，由于上述读卡器及工控机2个模块由不同厂家研发和生产，造成采购、安装、维护成本较高，以及模块间连接也存在一定距离，通常只能采用通讯速率比较低的接口连接，协同效果差，影响工作效率，而且还存在一定隐患。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种工控机和RFID射频读写器融合在一起的新型RFID工控一体机。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供一种新型RFID工控一体机，包括机壳、工控机模块、RFID读写器模块、RFID天线模块，所述工控机模块和所述RFID读写器模块位于所述机壳内，所述RFID天线模块位于所述机壳外，所述工控机模块与所述RFID读写器模块电性连接，所述RFID天线模块与所述RFID读写器模块电性连接。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机的所述工控机模块包括处理器核心板单元、核心拓展板单元、外扩接口板单元、远程维护单元和电源管理单元，所述RFID读写器模块、所述处理器核心板单元、所述外扩接口板单元、所述远程维护单元、所述电源管理单元与所述核心拓展板单元电性连接。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机还包括5V直流电源、PSAM卡，所述5V直流电源、所述PSAM卡与所述RFID读写器模块电性连接。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机的所述核心拓展板包括I/O接口、网口接口、串口、USB接口、音频信号接口、GPIO接口、PCIE接口、LVDS接口、VGA接口、CAN接口、SATA接口、电源电路接口和TF存储接口。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机的所述RFID读写器模块与所述核心拓展板单元之间通过所述SPI接口连接。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机的所述电源管理模块包含了电源检测单元、电量分配单元、24V直流电源。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机的所述RFID天线模块包括2路RFID天线。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机的所述核心拓展板通过所述GPIO接口与所述RFID读写器模块连接控制所述2路RFID天线的切换。

作为本发明新型RFID工控一体机的改进，本发明新型RFID工控一体机的所述PSAM卡为8个。

与现有技术相比较，本发明新型RFID工控一体机具有以下有益效果：由于采用所述工控机模块和所述RFID读写器模块一体化设计，解决了传统的所述工控机模块和所述RFID读写器模块之间相互独立导致两者之间存在一定距离造成通讯速率低的问题，同时也降低了成本，也使得模块之间具备更好的协同工作能力，从而提高工作效率、通讯速率、抗干扰性和可靠性；所述工控机模块和所述RFID读写器模块融合为一体，还有利于选用通讯波特率更高的接口连接，能够使得最高波特率可达16Mbps，高于传统的所述工控机模块和所述RFID读写器模块独立设计时的最高通讯波特率；相对于以前需要安装所述工控机模块和所述RFID读写器模块，本发明将所述工控机模块和所述RFID读写器模块融合在一起后，只需要安装一台设备，使得设备安装更方便简单，而且更省时；也可以优化所述工控机模块与所述RFID读写器模块的资源，从而降低成本；还可以优化所述工控机模块与所述RFID读写器模块之间的操作流程，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明新型RFID工控一体机优选实施例的所述新型RFID工控一体机的结构框图。

图2为本发明新型RFID工控一体机优选实施例的所述新型RFID工控一体机的所述核心拓展板接口示意图。

图3为本发明新型RFID工控一体机优选实施例的所述新型RFID工控一体机的所述工控机外部接口分布示意图。

图4为本发明新型RFID工控一体机优选实施例的所述新型RFID工控一体机的所述RFID读写器模块连接外接单元的结构示意图。

具体实施方式

本发明新型RFID工控一体机主要适用于各种计程、计时的收费系统。

参考图1、图2、图3和图4，下文将详细描述本发明新型RFID工控一体机。

本实施例中的一种新型RFID工控一体机包括机壳、工控机模块、RFID读写器模块、RFID天线模块，所述工控机模块和所述RFID读写器模块位于所述机壳内，所述RFID天线模块位于所述机壳外，所述工控机模块与所述RFID读写器模块电性连接，所述RFID天线模块与所述RFID读写器模块电性连接，所述RFID读写器模块实现对射频芯片的控制，提供透明传输指令，对卡片操作的流程由所述工控机模块的所述处理器核心板单元完成，发挥所述处理器核心板单元的处理速度、存储等优势，实现软、硬件整体功能的融合。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述工控机模块包括处理器核心板单元、核心拓展板单元、外扩接口板单元、远程维护单元和电源管理单元，所述RFID读写器模块、所述处理器核心板单元、所述外扩接口板单元、所述远程维护单元、所述电源管理单元与所述核心拓展板单元电性连接，所述处理器核心板单元是一体机的控制核心，安装有Linux操作系统，主要进行收费交易、外围设备监测及控制、网络管理、信息共享、数据存储和传输、电源控制管理、工作参数配置、远程升级等操作，所述远程维护单元主要通过网络通讯实现，通过有线或无线网络将数据传输至后台，包括电压、电流、温度等结构工作参数，将各个模块的工作状态信息等传输至后台，以供后台管理系统分析，进而评估设备的工作状态。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述处理器核心板单元采用金手指设计，这种设计的所述处理器核心板单元方便插入和拔出，对于所述处理器核心板单元不同的定制设计需求不需要对所述处理器核心板单元进行重新设计，只需要修改所述核心拓展板单元即可，这样可以使得工艺变得简单，从而成本也降低。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机还包括5V直流电源、PSAM卡，所述5V直流电源、所述PSAM卡与所述RFID读写器模块电性连接，所述5V直流电源为所述RFID读写器模块提供电量。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述核心拓展板包括I/O接口、网口接口、串口、USB接口、音频信号接口、GPIO接口、PCIE接口、LVDS接口、VGA接口、CAN接口、SATA接口、电源电路接口和TF存储接口，所述I/O接口是指多路开关量的输入输出，以提供方便线圈、继电器等的接入，实现线圈触发抓拍、控制外围设备（如闸机和声光报警装置）等功能；所述网络接口是用于实现跟上层系统服务器数据交互；所述VGA接口为显示屏接口主要是提供人机交互界面，显示系统工作状态和交易信息等，包括交易金额、卡片余额、卡片类型或者帮助提示信息等，给予使用者以良好体验；所述音频信号接口支持传输语音数据，播放语音提示及对讲功能，紧急情况下用户可以请求帮助或通过语音对讲功能给予用户帮助，方便远程解决故障，提高排除故障的响应速度和减少用户的等待时间。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述外扩接口板单元根据需求将所述处理器核心板单元根据需求将各种外部接口按照标准接口形式部署固定在工控机的面板上。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述RFID读写器模块与所述核心拓展板单元之间通过所述SPI接口连接，能使最高波特率可达16Mbps，高于传统的所述工控机模块和所述RFID读写器模块独立设计时的最高通讯波特率。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述电源管理模块包含了电源检测单元、电量分配单元、24V直流电源，所述24V直流电源给设备供电，所述电源检测单元实时检测所述24V直流电源供电电压和电流情况；所述电源分配单元合理的分配电源。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述RFID天线模块包括2路RFID天线。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述核心拓展板单元通过所述GPIO接口与所述RFID读写器模块连接从而控制所述2路RFID天线之间的切换。

在本实施例中，本发明新型RFID工控一体机的所述PSAM卡为8个。

与现有技术相比较，本发明新型RFID工控一体机具有以下有益效果：由于采用所述工控机模块和所述RFID读写器模块一体化设计，解决了传统的所述工控机模块和所述RFID读写器模块之间相互独立导致两者之间存在一定距离造成通讯速率低的问题，同时也降低了成本，也使得模块之间具备更好的协同工作能力，从而提高工作效率、通讯速率、抗干扰性和可靠性；所述工控机模块和所述RFID读写器模块融合为一体，还有利于选用通讯波特率更高的接口连接，能够使得最高波特率可达16Mbps，高于传统的所述工控机模块和所述RFID读写器模块独立设计时的最高通讯波特率；相对于以前需要安装所述工控机模块和所述RFID读写器模块，本发明将所述工控机模块和所述RFID读写器模块融合在一起后，只需要安装一台设备，使得设备安装更方便简单，而且更省时；也可以优化所述工控机模块与所述RFID读写器模块的资源，从而降低成本；还可以优化所述工控机模块与所述RFID读写器模块之间的操作流程，提高工作效率。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种新型RFID工控一体机，其特征在于：包括机壳、工控机模块、RFID读写器模块、RFID天线模块，所述工控机模块和所述RFID读写器模块位于所述机壳内，所述RFID天线模块位于所述机壳外，所述工控机模块与所述RFID读写器模块电性连接，所述RFID天线模块与所述RFID读写器模块电性连接。

2.根据权利要求1所述新型RFID工控一体机，其特征在于：所述工控机模块包括处理器核心板单元、核心拓展板单元、外扩接口板单元、远程维护单元和电源管理单元，所述RFID读写器模块、所述处理器核心板单元、所述外扩接口板单元、所述远程维护单元、所述电源管理单元与所述核心拓展板单元电性连接。

3.根据权利要求2所述新型RFID工控一体机，其特征在于：还包括5V直流电源、PSAM卡，所述5V直流电源、所述PSAM卡与所述RFID读写器模块电性连接。

4.根据权利要求3所述新型RFID工控一体机，其特征在于：所述核心拓展板包括I/O接口、网口接口、串口、USB接口、音频信号接口、GPIO接口、PCIE接口、LVDS接口、VGA接口、CAN接口、SATA接口、电源电路接口和TF存储接口。

5.根据权利要求4所述新型RFID工控一体机，其特征在于：所述RFID读写器模块与所述核心拓展板单元之间通过所述SPI接口连接。

6.根据权利要求5所述新型RFID工控一体机，其特征在于：所述电源管理模块包含电源检测单元、电量分配单元、24V直流电源。

7.根据权利要求6所述新型RFID工控一体机，其特征在于：所述RFID天线模块包括2路RFID天线。

8.根据权利要求7所述新型RFID工控一体机，其特征在于：所述核心拓展板通过所述GPIO接口与所述RFID读写器模块连接控制所述2路RFID天线的切换。

9.根据权利要求8所述新型RFID工控一体机，其特征在于：所述PSAM卡为8个。

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