CN116432672A - 多路传感信号采集编码无源rfid专用标签的读取装置及其标签 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置及其标签，包括主控系统和RFID读写器设备，所述RFID读写器设备设有MCU微处理器和RFID基站芯片，所述RFID读写器设备连接有对外接口和读取装置天线，所述读取装置天线与RFID基站芯片信号连通，所述主控系统与RFID基站芯片信号连通，多路传感信号采集编码无源RFID专用标签通过RFID无线载波将信号传输至RFID基站芯片，所述对外接口对数据进行传输。本方案采用了非接触无源的设计方式，极大地减轻了子系统间的相互干扰，解决了采用有线连接方式传输数据导致的隔离效果差、产品内部各子系统之间易相互干扰的技术问题。

Description

多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置及其 标签
技术领域
本发明属于电子装置技术领域，具体是指多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置及其标签。
背景技术
随着科技的发展，各种不同类型的传感器广泛应用到生产控制、家电、汽车、消费电子等行业的产品中，在产品内部，各种传感器的数据通过有线连接方式传输至主控系统，以实现数据传输功能，但随着传感器应用的数量不断增多，产品内部各子系统之间的通信线路愈加错综复杂，各子系统之间的通信线路极易发生缠绕现象，当产品发生故障时，不便于对产品进行检修，且有线连接方式的隔离效果差，子系统之间的通信线路容易相互干扰，从而对数据传输带来不利影响，同时，有些场景不适合通过有线方式进行数据传输。
长时间使用会导致通信线路不可避免地老化，同时，电子产品在工作时会产生大量的热量，从而加快了通信线路的老化速度，使产品易因短路而出现不必要的麻烦和故障，进而影响产品的正常使用和产品性能；同时，有线传输方式具有扩展性差、信号易衰减和数据传输距离受限于通信线路长度的技术问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置及其标签，针对采用有线连接方式传输数据导致的隔离效果差、产品内部各子系统之间的通信线路易相互干扰的技术问题，本方案采用了非接触无源的设计方式，取代了现有的有线连接方式，极大地减轻了子系统间的相互干扰，解决了采用有线连接方式传输数据导致的隔离效果差、产品内部各子系统之间易相互干扰的技术问题。
本发明采取的技术方案如下：多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置，包括主控系统和RFID读写器设备，所述RFID读写器设备设有MCU微处理器和RFID基站芯片，所述RFID读写器设备连接有对外接口和读取装置天线，所述读取装置天线与RFID基站芯片信号连通，所述主控系统与RFID基站芯片信号连通，多路传感信号采集编码无源RFID专用标签通过RFID无线载波将信号传输至RFID基站芯片，所述对外接口对数据进行传输。
进一步地，所述主控系统通过TTL或RS232或RS485或CAN或TCP与RFID基站芯片信号连通。
进一步地，所述主控系统包括电脑主板或嵌入式IOT产品。
多路传感信号采集编码无源RFID专用标签，所述RFID读写器设备通过RFID无线载波给多路传感信号采集编码无源RFID专用标签上电，采集多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的传感数据，并通过对外接口将传感数据发送至主控系统进行处理，所述多路传感信号采集编码无源RFID专用标签为模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签或数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签。
进一步地，所述模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签包括无源RFID通用芯片、多路数字开关传感信号输入触点一、RFID标签天线一和模拟、数字信号传感信号输入IIC接口，所述无源RFID通用芯片集成有多路数字开关传感信号输入触点一和模拟、数字信号传感信号输入IIC接口，所述无源RFID通用芯片包括射频前端、CPU逻辑控制单元、ROM和E2PROM，所述射频前端的处理信号传输至CPU逻辑控制单元，所述ROM的数据传输至CPU逻辑控制单元和E2PROM；所述射频前端包括调制器、解调器和电压调节器，所述模拟、数字信号传感信号输入IIC接口满足复合型传感信号采集，所述无源RFID通用芯片通过模拟、数字信号传感信号输入IIC接口检测GPIO输入信号，并通过对应编码输出至RFID读写器设备。
进一步地，所述数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签包括信号连通的RFID芯片组、多路数字开关传感信号输入触点二和RFID标签天线二，所述RFID芯片组包括若干组无源RFID通用芯片，所述RFID标签天线二与开关信号接通无源RFID通用芯片，所述RFID芯片组的芯片天线公共端连接RFID标签天线二的公共端，所述多路数字开关传感信号输入触点二在任何一路开关输入时接通RFID标签天线二，通过配套的RFID读写器设备读取采集预编码的开关型号，并输出至主控系统。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：
(1)针对采用有线连接方式传输数据导致的隔离效果差、产品内部各子系统之间的通信线路易相互干扰的技术问题，本方案采用了非接触无源的设计方式，取代了现有的有线连接方式，极大地减轻了子系统间的相互干扰，解决了采用有线连接方式传输数据导致的隔离效果差、产品内部各子系统之间易相互干扰的技术问题。
(2)本方案结合多路传感信号输入和无源RFID技术，通过RFID标签天线二与开关信号接通使能无源RFID通用芯片，通过不同的开关信号与无源RFID通用芯片加密编码相关联，实现了多路传感信号的编码加密传输，简化了产品结构设计，提高了数据传输的安全性。
(3)针对有线连接方式的扩展性差、信号易衰减和数据传输距离受限于通信线路长度的技术问题，以及不便于检修和通信线路老化导致的产品易因短路而故障的技术问题，本方案通过无源RFID技术进行数据传输，解决了有线连接方式的不便于检修和通信线路老化导致的产品易因短路而故障的技术问题，与有线传输方式相比，无源RFID技术具有扩展性强、信号不易衰减以及数据传输距离长且数据传输距离不受限于通信线路长度的优点，同时，本方案基于不同频段的无源RFID技术设计了不同的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签，以适应不同距离的数据传输过程。
(4)针对有些场景不适合线路连接的技术问题，本方案采用多路传感信号采集编码无源RFID专用标签和读取装置完成开关信号的感知、编码和无线传输，且多路传感信号采集编码无源RFID专用标签内不含有电池，其电能从RFID读写器设备获取，能够适用于无法供电或者不适合通过有线连接方式进行数据传输的场景。
附图说明
图1为本发明提供的模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的结构框图；
图2为本发明提供的数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的结构框图；
图3为本发明提供的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置的结构框图；
图4为本发明提供的数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的平面图；
图5为本发明提供的模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的平面图；
图6为RFID读写器设备的平面图。
其中，1、MCU微处理器，2、RFID基站芯片，3、对外接口，4、读取装置天线，5、RFID芯片组，6、多路数字开关传感信号输入触点二，7、RFID标签天线二，8、无源RFID通用芯片，9、多路数字开关传感信号输入触点一，10、RFID标签天线一，11、模拟、数字信号传感信号输入IIC接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一，参阅图3和图6，本发明提出了多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置，包括主控系统和RFID读写器设备，RFID读写器设备设置有MCU微处理器1和RFID基站芯片2，RFID读写器设备连接有对外接口3和读取装置天线4，读取装置天线4与基站芯片2信号连通，主控系统与基站芯片2信号连通，多路传感信号采集编码无源RFID专用标签通过RFID无线载波将信号传输至RFID基站芯片2，对外接口3对数据进行传输。主控系统通过TTL或RS232或RS485或CAN或TCP与RFID基站芯片2信号连通。主控系统包括电脑主板或嵌入式IOT产品。RFID读写器设备通过RFID无线载波给多路传感信号采集编码无源RFID专用标签上电，采集多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的传感数据，并通过对外接口3将传感数据发送至主控系统进行处理。
实施例二，该实施例基于上述实施例，参阅图1、图2、图3、图4和图5，本发明提出的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签可以是模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签或者数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签。多路传感信号采集编码无源RFID专用标签采用了非接触无源的设计方式，取代了现有的有线连接方式，极大地减轻了子系统间的相互干扰，解决了采用有线连接方式传输数据导致的隔离效果差、产品内部各子系统之间易相互干扰的技术问题。
模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签包括无源RFID通用芯片8、多路数字开关传感信号输入触点一9、RFID标签天线一10和模拟、数字信号传感信号输入IIC接口11，无源RFID通用芯片8集成有多路数字开关传感信号输入触点一9和模拟、数字信号传感信号输入IIC接口11。无源RFID通用芯片8包括射频前端、CPU逻辑控制单元、ROM和E2PROM，射频前端的处理信号传输至CPU逻辑控制单元，ROM的数据传输至CPU逻辑控制单元和E2PROM。射频前端包括调制器、解调器和电压调节器，模拟、数字信号传感信号输入IIC接口11满足复合型传感信号采集，无源RFID通用芯片8通过模拟、数字信号传感信号输入IIC接口11检测GPIO输入信号，并通过对应编码输出至RFID读写器设备。
数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签包括信号连通的RFID芯片组5、多路数字开关传感信号输入触点二6和RFID标签天线二7。RFID芯片组5包括若干组无源RFID通用芯片8，RFID标签天线二7与开关信号接通无源RFID通用芯片8，通过不同的开关信号与无源RFID通用芯片8加密编码相关联，实现了多路传感信号的编码加密传输，简化了产品结构设计，提高了数据传输的安全性。RFID芯片组5的芯片天线公共端连接RFID标签天线二7的公共端，多路数字开关传感信号输入触点二6在任何一路开关输入时接通RFID标签天线二7，通过配套的RFID读写器设备读取采集预编码的开关型号，并输出至主控系统。
实施例三，参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，读取装置天线4发射的无线载波与RFID标签天线一10或RFID标签天线二7耦合，利用磁场切割产生电能给多路传感信号采集编码无源RFID专用标签内置的电容充电，从而对多路传感信号采集编码无源RFID专用标签进行供电，能够适用于无法供电或者不适合通过有线连接方式进行数据传输的场景。
实施例四，参阅图3，在本方案中，数据传输距离不受限于导线长度且数据传输距离可选。
在产品内部，现有技术大都通过有线连接方式将传感器的数据传输至主控系统，采用此种方式时，数据传输距离受限于通信线路的长度，而本方案能够根据不同频段的无源RFID技术设计不同的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签，以适应不同距离的数据传输过程，不仅使数据传输距离不再受限于导线长度且数据传输距离可选。
实施例五，参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，本方案提供的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签和读取装置设置有多路数字开关传感信号输入触点一9和模拟、数字信号传感信号输入IIC接口11，通过多路数字开关传感信号输入触点一9控制多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的天线闭合或者断开，从而实现接通内部预设的不同编码的电路的功能；通过射频前端将信号传送至RFID读写器设备，从而实现传感信号的采集和编码功能，通过RFID无线载波对信号进行传输，以实现非接触传输的目的。
同时，本方案设计了一款新型的RFID基站芯片2，通过模拟、数字信号传感信号输入IIC接口11采集外部的IIC信号，通过RFID基站芯片2进行数据预处理和编码，然后，通过RFID无线载波对信号进行传输，以实现非接触传输的目的，且本方案中的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签采用无源RFID设计，通过读取装置天线4发射的无线载波与RFID标签天线一10或RFID标签天线二7耦合，利用磁场切割产生电能给RFID专用标签内置的电容充电，从而对RFID专用标签进行供电，并通过无线方式交互数据信号。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置，其特征在于：包括主控系统和RFID读写器设备，所述RFID读写器设备设有MCU微处理器(1)和RFID基站芯片(2)，所述RFID读写器设备连接有对外接口(3)和读取装置天线(4)，所述读取装置天线(4)与RFID基站芯片(2)信号连通，所述主控系统与RFID基站芯片(2)信号连通，多路传感信号采集编码无源RFID专用标签通过RFID无线载波将信号传输至RFID基站芯片(2)，所述对外接口(3)对数据进行传输。
2.根据权利要求1所述的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置，其特征在于：所述主控系统通过TTL或RS232或RS485或CAN或TCP与RFID基站芯片(2)信号连通。
3.根据权利要求2所述的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的读取装置，其特征在于：所述主控系统包括电脑主板或嵌入式IOT产品。
4.根据权利要求1所述的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签，其特征在于：所述RFID读写器设备通过RFID无线载波给多路传感信号采集编码无源RFID专用标签上电，采集多路传感信号采集编码无源RFID专用标签的传感数据，并通过对外接口(3)将传感数据发送至主控系统进行处理，所述多路传感信号采集编码无源RFID专用标签为模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签或数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签。
5.根据权利要求4所述的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签，其特征在于：所述模拟、数字传感信号复合类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签包括无源RFID通用芯片(8)、多路数字开关传感信号输入触点一(9)、RFID标签天线一(10)和模拟、数字信号传感信号输入IIC接口(11)，所述无源RFID通用芯片(8)集成有多路数字开关传感信号输入触点一(9)和模拟、数字信号传感信号输入IIC接口(11)，所述无源RFID通用芯片(8)包括射频前端、CPU逻辑控制单元、ROM和E2PROM，所述射频前端的处理信号传输至CPU逻辑控制单元，所述ROM的数据传输至CPU逻辑控制单元和E2PROM；所述射频前端包括调制器、解调器和电压调节器，所述模拟、数字信号传感信号输入IIC接口(11)满足复合型传感信号采集，所述无源RFID通用芯片(8)通过模拟、数字信号传感信号输入IIC接口(11)检测GPIO输入信号，并通过对应编码输出至RFID读写器设备。
6.根据权利要求4所述的多路传感信号采集编码无源RFID专用标签，其特征在于：所述数字开关传感信号类型多路传感信号采集编码无源RFID专用标签包括信号连通的RFID芯片组(5)、多路数字开关传感信号输入触点二(6)和RFID标签天线二(7)，所述RFID芯片组(5)包括若干组无源RFID通用芯片(8)，所述RFID标签天线二(7)与开关信号接通无源RFID通用芯片(8)，所述RFID芯片组(5)的芯片天线公共端连接RFID标签天线二(7)的公共端，所述多路数字开关传感信号输入触点二(6)在任何一路开关输入时接通RFID标签天线二(7)，通过配套的RFID读写器设备读取采集预编码的开关型号，并输出至主控系统。
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