CN201838006U - 电子扫描读卡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子扫描读卡器，其包括：天线及馈电控制模块、收发模块、数据处理单元以及外设通信接口，所述天线及馈电控制模块、收发模块、数据处理单元以及外设通信接口依次相连，其中，所述电子扫描读卡器对周围空间进行电子扫描，读取工作区域内的RFID卡片信息并对其精确定位。所述电子扫描读卡器利用雷达回波定位原理，可在读取RFID卡信息的同时，利用回波方向及强度判断卡片位置；其采用相控阵天线对读卡器周围空间进行窄波束巡扫，具有机动性高、扫描体制多样化、波束赋行灵活多变、系统简单、可靠性高的特点；另外，所述天线阵列划为不同区域，同时完成信号的发射、接收及波束扫描，可大大减少系统中读卡器的使用数量，降低系统成本。

Description

电子扫描读卡器

技术领域

本发明涉及一种读卡器，尤其涉及一种电子扫描读卡器。该读卡器用于射频识别系统中射频卡卡内信息的读出及卡片定位。

背景技术

现代管理系统对人员物品的追踪定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的室内定位技术目前还无法很好地利用。

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，也俗称电子标签。RFID技术是近年来兴起的一项新兴的自动识别技术。RFID利用射频方式进行非接触双向通信，从而实现对物体的识别，并将采集到的相关信息数据通过无线技术远程进行传输。具有读取距离远(几米至几十米)、穿透能力强(可透过包装箱直接读取信息)、抗污染、效率高(可同时处理多个标签)、信息量大的特点，具有极好的定位识别应用前景。

一般的RFID系统由射频卡、读卡器和计算机控制系统组成，读卡器在定位系统中的作用十分重要。传统读卡器往往使用全向天线，只能够读取射频卡发射的基本信息而无法识别射频卡与读卡器之间的方位及距离，于是应用于定位系统时，需要布置大量的读卡器并配合定位算法以提高定位精度。

借用雷达的无线定位原理，对传统读卡器的天线进行改造，使其具备定向及波束扫描功能，则可解决传统读卡器的定位困难。

实用新型内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电子扫描读卡器，解决RFID定位技术中需要大量布置读卡器以及依赖算法定位的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种电子扫描读卡器，所述读卡器包括：天线及馈电控制模块、收发模块、数据处理单元以及外设通信接口，所述天线及馈电控制模块、收发模块、数据处理单元以及外设通信接口依次相连，其中，所述电子扫描RFID读卡器对周围空间进行电子扫描，读取工作区域内的RFID卡片信息并对其精确定位。

从以上技术方案可以看出，本发明有以下有益效果：

1.本发明提供的电子扫描读卡器，利用雷达回波定位原理，在读取射频卡信息的同时，利用回波方向及强度，判断卡片位置，解决了传统读卡器单机无法定位的困难。

2.本发明提供的电子扫描读卡器，采用相控阵天线为读卡器天线，充分利用相控阵天线的特点，采用电扫方式，对读卡器周围空间进行窄波束巡扫，避免普通定向天线无法扫瞄以及机械扫描天线可动部件多的问题，具有机动性高、扫描体制多样化、波束赋行灵活多变、系统简单、可靠性高的特点。

3.本发明提供的电子扫描读卡器，天线阵列划为不同区域，同时完成信号的发射、接收及波束扫描，相当于多部天线同时工作，并具有定向波束空间巡检特性，可大大减少RFID系统中读卡器的使用数量，降低系统成本。

附图说明

图1为本发明提供的电子扫描读卡器系统框图。

具体实施方式

为使于本领域一般技术人员能够对本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合某RFID射频卡信息读取以及卡片定位为具体实例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明所述电子扫描读卡器包括：天线及馈电控制模块1、收发模块2、数据处理单元3以及外设通信接口4，所述天线及馈电控制模块1、收发模块2、数据处理单元3以及外设通信接口4依次相连，其中，所述电子扫描读卡器对周围空间进行电子扫描，读取工作区域内的RFID卡片信息并对其精确定位。

其中，所述天线及馈电控制模块1包括相互连接的天线11以及馈电控制模块12。

进一步地，所述天线11为相控阵天线，包括多个互成角度的天线面阵。

所述天线11的不同阵列分区工作，同时完成信号的发射、接收以及全方位巡扫。

所述天线面阵由二维排列的辐射单元和移相器组成，所述天线11对周围空间实现全向电子扫描。

在馈电控制模块12的作用下，天线11各辐射元发射不同相位的电磁波，从而使天线面阵的电磁波瓣不断偏转，完成扫描；所述互成角度的多个面阵的组合，可使所述相控阵天线完成全向扫描。在一个扫描周期内，读卡器周围读取距离范围内的卡片均可与读卡器完成通信，并执行相应指令。

进一步地，所述天线11的各个天线面阵发出的电磁辐射均为窄波束电磁波。

进一步地，本发明所述收发模块2包括信号发射模块21、收发开关22以及信号接收模块23，所述信号发射单元21与所述信号接收模块23分别与所述收发开关22相连。

所述数据处理单元3依据通信协议，控制读卡器进行工作。在本发明的一较佳实施例中所述数据处理单元3包括信号滤波及放大电路等初级运算模块和嵌入式DSP芯片，可检测来波信号强度并根据来波方向判断卡片位置，同时将卡片携带信息传给DSP芯片，完成通信过程的控制。

所述信号发射单元在产生了足够的电磁能量后，经收发开关传递给所述天线及馈电控制模块1中的天线11，所述天线11将该电磁能量向外辐射，集中在一个很窄的方向上形成定向波束。某一时刻，当与本发明所述电子扫描读卡器配套使用的RFID射频卡进入所述天线11所发出的电磁波所覆盖的范围内时，该射频卡产生感应电流、获得能量并被激活，其将自身编码等信息通过卡片内置天线发送出去。

本发明所述电子扫描读卡器的天线11接收到射频卡发送的载波信号后，该信号经由收发模块2中的信号接收单元23进行解调解码。一方面，依据信号的强度及此刻波束方向，读卡器可对该RFID射频卡实现定位，另一方面，经信号接收单元23解调解码的信号在所述信号处理单元3中得以滤波放大，由数据处理单元3对其运算识别，读出卡片所携带的特殊信息，并针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

进一步地，本发明所述读卡器可通过外设通信接口4与其他外设之间的信号传输。

以上所述的具体实施实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细的说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施实例而已，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电子扫描读卡器，其特征在于，所述电子扫描读卡器包括天线及馈电控制模块(1)、收发模块(2)、数据处理单元(3)以及外设通信接口(4)，所述天线及馈电控制模块(1)、收发模块(2)、数据处理单元(3)以及外设通信接口(4)依次相连。

2.根据权利要求1所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线及馈电控制模块(1)包括相互连接的天线(11)以及馈电控制模块(12)。

3.根据权利要求2所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线(11)为相控阵天线，包括多个互成角度的天线面阵。

4.根据权利要求3所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线面阵由二维排列的辐射单元和移相器组成，所述天线对周围空间实现全向电子扫描。

5.根据权利要求4所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线(11)的各个天线面阵发出的电磁辐射均为窄波束电磁波。

6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述收发模块(2)包括信号发射模块(21)、收发开关(22)以及信号接收模块(23)，所述信号发射单元(21)与所述信号接收模块(23)分别与所述收发开关(22)相连。

7.根据权利要求6所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述数据处理单元(3)依据通信协议，控制读卡器进行工作。

8.根据权利要求7所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述读卡器通过外设通信接口(4)与其他外设之间的信号传输。

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