CN112651252A - 一种手持式超高频射频识别读写器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及射频识别技术领域，具体是一种手持式超高频射频识别读写器，包括：具有夹持部和锁紧部的装夹平台，当智能设备置于装夹平台并按压锁紧部时，所述锁紧部带动夹持部固定智能设备；装夹平台前端设有的读写感应装置，用于读取、写入电子标签并转换为特征数据；当智能设备固定在夹持部时，读写感应装置与智能设备通讯连接，用于将转换的特征数据传输给智能设备；本发明的有益效果是：所述手持式超高频射频识别读写器结构简单、体积小，便于携带；能单手操作，与手机通讯连接组成功能完整的电子标签扫描设备。
Description
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，具体是一种手持式超高频射频识别读写器。
背景技术
读写器与电子标签之间的通讯是采用电磁反向散射耦合方式完成。当装有电子标签的物体接近读写器时，读写器受控发出微波查询信号，安装在物体表面的电子标签收到读写器的查询信号后，将此信号与标签中的数据信息合成一体反射回电子标签读出装置。反射回的微波合成信号，已携带有电子标签数据信息。读写器接收到电子标签反射回的微波合成信号后，经读写器内部微处理器处理后即可将电子标签贮存的识别代码等信息分离读取出来。
超高频射频识别技术的应用已经日益广泛，广泛应用于车辆管理、人员进出管理、物流仓储管理、图书管理等各种管理识别系统；根据不同的应用领域和实际环境的需要，对读写器的RFID(射频识别技术)标准有不同的要求。
目前普遍使用的读写器都是通过USB传输数据，覆盖范围较小，模块化程度较差；机器体积又过于庞大，不便携带，很难适合多种场合的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手持式超高频射频识别读写器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种手持式超高频射频识别读写器，包括：具有夹持部和锁紧部的装夹平台，当智能设备置于装夹平台并按压锁紧部时，所述锁紧部带动夹持部固定智能设备；装夹平台前端设有的读写感应装置，用于读取、写入电子标签并转换为特征数据；当智能设备固定在夹持部时，读写感应装置与智能设备通讯连接，用于将转换的特征数据传输给智能设备。
作为本发明进一步的方案：所述装夹平台包括壳体、通过弹性件相对安装在壳体两侧的支架组成的夹持部，所述弹性件弹性约束支架；当锁紧部处于初始状态时，所述弹性件伸张带动支架展开；当锁紧部处于按压状态时，所述弹性件收缩带动支架锁紧智能设备。
作为本发明再进一步的方案：所述锁紧部设置在壳体内并伸出壳体靠近夹持部的表面，智能设备置于壳体表面的同时按压锁紧部。
作为本发明再进一步的方案：所述装夹平台的后端设有手持装置，所述手持装置包括手柄和手柄内设有的容纳有电源的电源仓，所述电源提供电能。
作为本发明再进一步的方案：所述读写感应装置配置有依次连接的微处理器、超高频读写模块和天线组，所述天线组和超高频读写模块用于读取和写入电子标签数据，所述微处理器接收超高频读写模块识别的电子标签数据并处理为特征信息，特征信息通过微处理器连接的通讯模块传输至智能设备。
作为本发明再进一步的方案：所述天线组包括天线开关和多个天线，多个天线通过天线开关连接超高频读写模块，所述微处理器天线开关控制天线的切换。
作为本发明再进一步的方案：多个天线分别为陶瓷天线和弹簧天线。
作为本发明再进一步的方案：所述通讯模块采用蓝牙模块或无线数据传输模块。
作为本发明再进一步的方案：微处理器连接有操作模块和提示模块，所述操作模块控制读写感应装置工作；所述提示模块用于显示或提示读写感应装置各部件的工作状态。
作为本发明再进一步的方案：所述提示模块包括分别与微处理器连接的马达、蜂鸣器及显示屏。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述手持式超高频射频识别读写器结构简单、体积小，便于携带；能单手操作，与手机通讯连接组成功能完整的电子标签扫描设备。
附图说明
图1为本发明实施例中手持式超高频射频识别读写器的爆炸结构示意图。
图2为本发明实施例中手持式超高频射频识别读写器的结构示意图。
图3为本发明实施例中微处理器的工作原理示意图。
图4为本发明实施例中双天线开关的电路原理示意图。
图5为本发明实施例中双天线开关的结构示意图。
附图中：100、手持装置；200、装夹平台；300、读写感应装置；400、手机；1、装夹平台下壳，2、装夹支架左弹簧，3、左装夹支架，4、按键弹簧，5、按键，6、装夹平台上壳，7、右装夹支架，8、装夹支架右弹簧，9、装夹支架下托，10、装夹支架右按键，11、装夹支架左按键。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
请参阅图1-3，本发明的一个实施例中，一种手持式超高频射频识别读写器，包括：具有夹持部和锁紧部的装夹平台200，当智能设备置于装夹平台并按压锁紧部时，所述锁紧部带动夹持部固定智能设备；装夹平台前端设有的读写感应装置300，用于读取、写入电子标签并转换为特征数据；当智能设备固定在夹持部时，读写感应装置与智能设备通讯连接，用于将转换的特征数据传输给智能设备。
具体的，所述装夹平台包括壳体、通过弹性件相对安装在壳体两侧的支架组成的夹持部，所述弹性件弹性约束支架；当锁紧部处于初始状态时，所述弹性件伸张带动支架展开；当锁紧部处于按压状态时，所述弹性件收缩带动支架锁紧智能设备。所述锁紧部设置在壳体内并伸出壳体靠近夹持部的表面，智能设备置于壳体表面的同时按压锁紧部。
所述壳体由装夹平台下壳1和装夹平台上壳6组成，所述锁紧部设置在装夹平台上壳6的中部，锁紧部配置为将按键5通过按键弹簧4安装在装夹平台上壳6中部设有的孔内；安装在壳体两侧的支架分别为左装夹支架3和右装夹支架7；所述左装夹支架3和右装夹支架7的内侧分别延伸交错绕过锁紧部连接由装夹支架右弹簧8和装夹支架左弹簧2组成的弹性件；所述装夹支架右弹簧8和装夹支架左弹簧2也通过设置在壳体侧部的装夹支架右按键10、装夹支架左按键11分别驱动。在锁紧部被按压解除对左装夹支架3和右装夹支架7的约束后，所述装夹支架右弹簧8和装夹支架左弹簧2伸张支撑左装夹支架3和右装夹支架7展开，便于取下和放置智能设备，比如，微型电脑或手机400；当需要夹紧手机400时，将手机400放置在装夹平台上壳6，与此同时，按键5受到向下的作用力，即放置手机时，按键5下方按键弹簧4 对左、右装夹支架的限位消失，左、右装夹支架在装夹支架左弹簧2和装夹支架右弹簧8的作用下向内收紧固定手机400。其动作过程：装夹支架左按键绕过中心点连接右装夹支架成一体式联动，装夹支架右按键绕过中心点连接左装夹支架成一体式联动，当同时作用力于装夹支架左、右按键向内收紧时，左、右装夹支架向两边展开，按键在按键弹簧作用下向上弹起复位，恢复对左、右装夹支架的限位，装夹支架左、右弹簧无法收紧，松开左、右装夹支架，可取出手机。按键还可作为读写感应装置300的触发开关，当按键被按压时，所述读写感应装置300开始工作。
优选的，在所述装夹平台下壳或装夹平台上壳的端部安装有装夹支架下托9，所述装夹支架下托9在手机被放置在装夹平台上壳上时，辅助固定手机，防止手机滑出。
另外，所述装夹平台的后端设有手持装置100，所述手持装置包括手柄和手柄内设有的容纳有电源的电源仓，所述电源提供电能。握持手柄并带动读写感应装置300接近设有电子标签的物体，对电子标签进行扫描，读写感应装置300读取电子标签储存的标签信息，并对标签信息进行处理转换为特征数据传输给手机。
综上所述，所述手持式超高频射频识别读写器结构简单、体积小，便于携带；能单手操作，配合手机组成功能完整的电子标签扫描设备；普遍适用于众多领域。
请参阅图3-5，本发明实施例中，所述读写感应装置配置有依次连接的微处理器、超高频读写模块和天线组，所述天线组和超高频读写模块用于读取和写入电子标签数据，所述微处理器接收超高频读写模块识别的电子标签数据并处理为特征信息，特征信息通过微处理器连接的通讯模块传输至智能设备。
所述超高频读写模块即为RFID模块，RFID模块通过通用异步收发传输器 (UART)与微处理器(MCU)通讯连接，所述MCU通过UART连接通讯模块，通讯模块采用蓝牙模块；按键控制MCU的通断电；所述天线组包括天线开关和多个天线，多个天线通过天线开关连接超高频读写模块，所述微处理器天线开关控制天线的切换；本发明配合手机使用，通过蓝牙模块将MCU的标签信息无线传输给手机，手持式便于携带，配合手机使用能满足不同移动场景的使用需求。
所述天线开关采用单刀双掷射频开关，多个天线具体是两个，分别为陶瓷天线和弹簧天线。如图4所示，RFID模块的天线引脚通过单刀双掷射频开关连接弹簧天线和陶瓷天线，弹簧天线和陶瓷天线分别是远距离定向天线和近距离全向天线，MCU通过单刀双掷射频开关分别控制远距离定向天线和近距离全向天线分时工作，以减少能耗。在扫描远距离的标签和近距离的标签时， MCU通过天线开关切换使用不同的天线，远距离的标签使用定向天线扫描，近距离的标签使用全向天线扫描；从而达到快速读取周围以及远处的电子标签，提高读取效率的目的。因为采用的天线组由多个功能互补的天线组成，可以实现多场景广范围的识别扫描，其覆盖范围广、读取距离远，抗干扰性能强；适应于各种应用场景，在金属体表面放置的电子标签也能有效地被读取数据；提升了用户使用体验。
如图5所示，所述单刀双掷射频开关内电路的连接方式：单刀双掷射频开关的电源芯片U4的引脚12接MCU，引脚1、8、10、14接地，引脚2、13 接电源，引脚3至7接相关按键，引脚9接电源芯片U6，引脚9与电源芯片 U6之间接驱动器J1；电源芯片U6分别接驱动器J2和驱动器J3；电源芯片 U6的电压输出端V1、电压输出端V2分别接弹簧天线和陶瓷天线；通过控制电压输出端V1、电压输出端V2的电平实现弹簧天线和陶瓷天线的的通电或断电，电压输出端V1、电压输出端V2的电平通过选择驱动器J1是和驱动器J2 连通还是驱动器J3连通；从表1和表2看出，单刀双掷射频开关的插入损耗、隔离度性能都比较好，能够满足功能需求。
表1为天线开关的参数表
| V1 | V2 | J1-J2 | J1-J3 |
| 最大电压值 | 0 | 隔离度 | 插入损耗 |
| 0 | 最大电压值 | 插入损耗 | 隔离度 |
表2为天线开关的控制真值表
读写感应装置的工作原理：MCU通过与RFID模块通讯，当按键触发时， MCU给RFID模块发送读取命令，RFID模块连接的两个天线分别是远距离定向天线和近距离全向天线，由MCU负责控制天线开关切换，从而达到快速读取周围以及远处的电子标签，提高读取效率。MCU再通过蓝牙模块通讯，将读取到的标签信息无线传输给手机，来达到读取标签信息的同步，便于在手机上进行相应操作。使用双天线切换使用，兼容了陶瓷天线和弹簧天线同时使用，取其优点相结合，通过MCU控制其相互兼容、两者切换使用；扫描不同电子标签时MCU灵活调用不同的天线，可快速且稳定识别读取不同距离的电子标签，利于推广到各种适合的场景。
进一步的，所述通讯模块采用蓝牙数据传输模块。蓝牙数据传输模块采用蓝牙模块实现MCU与手机的通讯，进而实现相关数据的传输。当然，所述通讯模块也可以采用NFC模块(无线数据传输模块)。通过NFC模块实现MCU 与手机的通讯，进而实现相关数据的传输。
请参阅图3，本发明的另一个实施例中，微处理器连接有操作模块和提示模块，所述操作模块控制读写感应装置工作；所述提示模块用于显示或提示读写感应装置各部件的工作状态。
所述操作模块包括按键，通过按键控制MCU带电运行，通过提示模块包括分别与微处理器连接的马达、蜂鸣器及显示屏。显示屏选择OLED显示屏，马达用震动马达；OLED显示屏、震动马达和蜂鸣器分别可以显示或者提示读取电子标签的状态。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，包括：
具有夹持部和锁紧部的装夹平台，当智能设备置于装夹平台并按压锁紧部时，所述锁紧部带动夹持部固定智能设备；
装夹平台前端设有的读写感应装置，用于读取、写入电子标签并转换为特征数据；
当智能设备固定在夹持部时，读写感应装置与智能设备通讯连接，用于将转换的特征数据传输给智能设备。
2.根据权利要求1所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，所述装夹平台包括壳体、通过弹性件相对安装在壳体两侧的支架组成的夹持部，所述弹性件弹性约束支架；当锁紧部处于初始状态时，所述弹性件伸张带动支架展开；当锁紧部处于按压状态时，所述弹性件收缩带动支架锁紧智能设备。
3.根据权利要求2所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，所述锁紧部设置在壳体内并伸出壳体靠近夹持部的表面，智能设备置于壳体表面的同时按压锁紧部。
4.根据权利要求1所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，所述装夹平台的后端设有手持装置，所述手持装置包括手柄和手柄内设有的容纳有电源的电源仓，所述电源提供电能。
5.根据权利要求1所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，所述读写感应装置配置有依次连接的微处理器、超高频读写模块和天线组，所述天线组和超高频读写模块用于读取和写入电子标签数据，所述微处理器接收超高频读写模块识别的电子标签数据并处理为特征信息，特征信息通过微处理器连接的通讯模块传输至智能设备。
6.根据权利要求5所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，所述天线组包括天线开关和多个天线，多个天线通过天线开关连接超高频读写模块，所述微处理器天线开关控制天线的切换。
7.根据权利要求6所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，多个天线分别为陶瓷天线和弹簧天线。
8.根据权利要求5所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，所述通讯模块采用蓝牙模块或无线数据传输模块。
9.根据权利要求5所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，微处理器连接有操作模块和提示模块，所述操作模块控制读写感应装置工作；所述提示模块用于显示或提示读写感应装置各部件的工作状态。
10.根据权利要求9所述的手持式超高频射频识别读写器，其特征在于，所述提示模块包括分别与微处理器连接的马达、蜂鸣器及显示屏。
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|---|---|---|---|---|
| CN115062635A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-09-16 | 上海大学 | 一种基于无源rfid技术的家庭移动式寻物系统 |
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2020
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Cited By (3)
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