CN203311618U - 车载式射频识别控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车载式射频识别控制装置，其特征在于：该控制装置包括外部电源（1）、计时模块（2）、警示装置（3）、射频模块（4）、控制模块（5）、检测模块（6）、联网模块（7）、定位模块（8）；其中，控制模块（5）分别与计时模块（2）、警示装置（3）、射频模块（4）、检测模块（6）、联网模块（7）、定位模块（8）相连接；所述计时模块（2）将时钟信号输入控制模块（5），所述控制模块（5）将指示信号输入警示装置（3）；该方案通过对固定位置无源射频标签的识别，读取车辆当前确切位置，能够实现管理人员对车辆的远程监控管理，可应用于单位车辆管理系统、职能巡更系统以及快速城市定位系统等。

Description

车载式射频识别控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种射频识别技术，尤其涉及一种安装于车辆的射频识别控制器，该控制器可以结合GPS技术实现对目标车辆远程监控。 

背景技术

射频识别(RFID)是一种低功耗的短程无线通信技术，RFID系统的组成至少包括两个部分：电子标签(Tag)和读写器(Reader/Writer或Interrogator)。 

电子标签中存储了已定义格式的数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面，读写器可以无接触的读取并识别电子标签中所保存的数据，通过计算机及网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。 

RFID系统是实现自动识别与数据采集功能的有机整体，需要对该RFID系统中的电子标签和读写器进行测试才能保证整体的正常进行，测试包括射频参数、调制参数、时序参数以及命令参数的测量。 

近年来随着RFID技术的发展，RFID技术已在许多领域得到广泛应用。由于采用无线射频方式通过非接触双向数据通信对目标进行识别，无需近距离接触即可完成信息输入、读取等相关操作，其能够有效的识别目标身份等信息。通过将其与GPS、GPRS等技术相结合，能够有效提高在特殊环境下车辆定位的精度。但由于当前常见的RFID读写器一般是不可移动式的，常工作于固定的区域，且需要依赖稳定的电源及通讯线路的支持。同时，目前RFID、GPS、GPRS几大关键技术尚且各自为营，各项技术的优点不能相互交融。 

因此，有必要设计一种基于可移动的、可在多种环境下通过无线数据通信实现车辆精确定位的控制器。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种将RFID、GPS、GPRS技术融合，实现车辆远程监控的控制装置。 

本实用新型的技术方案是提供了一种车载式射频识别控制装置，其特征在于：该控制装置包括外部电源、计时模块、警示装置、射频模块、控制模块、检测模块、联网模块、定位模块； 

其中，控制模块分别与计时模块、警示装置、射频模块、检测模块、联网模块、定位模块相连接；所述计时模块将时钟信号输入控制模块，所述控制模块将指示信号输入警示装置； 

外部电源电源输出端口分别连接计时模块、警示装置、射频模块、控制模块、检测模块、联网模块、定位模块对应的电源输入端，用于为各模块供电； 

所述射频模块包括RFID射频读写器和天线，其中，天线为圆极化天线； 

检测模块与车辆运行检测系统相连，读取的环境状况和车载设备运行状态信息； 

定位模块与车载GPS系统相连，并适时获取车辆位置、车速信息。 

进一步地，检测模块包括传感器和AD转换器。 

进一步地，联网模块采用SIM300模块，其自动连接GPRS网络，并与用户移动终端实现通信。 

进一步地，控制模块包括存储器，存储器存储射频模块所读取的电子标签卡号，检测模块所读取的环境状况和车载设备运行状态信息，定位模块所读取的获取车辆位置、车速信息。 

本实用新型的有益效果在于： 

（1）通过对固定位置无源射频标签的识别，读取车辆当前确切位置，结合GPS系统辅助定位，实时获取车辆位置、车速以及车载设备运行状态等相关信息，通过GPRS无线网络传输到云端数据库，从而实现管理人员对车辆的远程监控管理，可应用于单位车辆管理系统、职能巡更系统以及快速城市定位系统等。 

（2）本实用新型预留API接口，便于系统级联和二次开发，满足用户的个性化开发需求。 

（3）本实用新型对环境只产生瞬时电磁辐射，辐射剂量小，对环境无长久的滞留影响，不会留下环境污染。 

（4）本实用新型节能环保，只有当读取到RFID标签时才处于激活状态，进行数据存储传输。可快速完成读取、编程、锁定及其他任何标准或自定义标签等RFID操作。 

附图说明

图1为一种车载式射频识别控制装置的硬件结构图。 

其中：1-外部电源、2-计时模块、3-警示装置、4-射频模块、5-控制模块、6-检测 模块、7-联网模块、8-定位模块、9-存储器。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述： 

本实用新型的一种车载式射频识别控制装置，包括外部电源1、计时模块2、警示装置3、射频模块4、控制模块5、检测模块6、联网模块7、定位模块8、存储器9。 

其中，所述外部电源1的电源输出端口分别连接计时模块2、警示装置3、射频模块4、控制模块5、检测模块6、联网模块7、定位模块8对应的电源输入端，用于对各模块供电。 

所述计时模块2用于为控制模块5提供基本的时钟信号。 

所述射频模块4包括射频读写器和天线，用于读取EPC电子标签信息。 

所述警示装置3通过不同的闪烁表征系统状态。 

所述控制模块5对应的端口分别连接外部电源1、计时模块2、警示装置3、射频模块4、控制模块5、检测模块6、联网模块7、定位模块8，用于实现标签数据校对、读写器协调、数据传送、数据存储和任务管理功能。 

所述检测模块6主要包括传感器和AD转换器，用于感测环境状况和车载设备运行状态信息，将状态模拟量转化成数字信号存入存储单元。传感器感知周围环境并获取环境参数，将数据传输至控制模块5，以判定是否启动看门狗装置。该模块Port端口连接车载设备，获取车载设备的运行情况。 

所述联网模块7用于开机时自动联网，实现数据传输功能。主要是将所获取的车辆位置、车速以及车载设备运行状态等相关信息发送至云端数据库。 

所述定位模块8通过GPS技术实现对车辆位置的辅助定位功能。 

如图1所示，本实用新型的一种车载式射频识别控制装置包括：外部电源1、计时模块2、警示装置3、射频模块4、控制模块5、检测模块6、联网模块7、定位模块8，存储器9。 

所述外部电源1用于管理电源，其电源输出端口分别连接计时模块2、警示装置3、射频模块4、控制模块5、检测模块6、联网模块7、定位模块8对应的电源输入端，用于为各模块供电。 

所述计时模块2用于为控制模块5提供基本的时钟信号。 

所述警示装置3通过不同的闪烁表征系统状态。 

所述射频模块4包括RFID射频读写器和天线，工作频率为840～960MHz。RFID射频读写器以AS3990芯片为核心，本实用新型中的天线为圆极化天线，驻波比：≤1.2，波束水平：60°，增益12dBi，有效距离为25米之内，AS3990UHF Gen2读卡器芯片是一个集成的模拟前端，具备符合ISO18000-6B/C900MHz RFID读卡器系统的协议处理能力。该器件配置了多个内置编程选项，适用于各种UHF RFID应用。。 

所述控制模块5选用TI公司的Cortex-M3群星系列控制芯片为微控制器，该32位RISC指令系统单片机具配置256KB单周期Flash系统内存、4个通用定时器模块(GPTM)、2个用于控制各个模块可编程16C550-type UART接口、独立和差分输入配置ADC以及256K EEROM等。EEROM用于存储启动装载器（BootLoader）、嵌入式操作系统内核、设备驱动程序、防碰撞算法、多频模拟电路逻辑控制固件、自动联网程序、RFID获取程序、GPS定位程序、关机保护程序以及数据发送程序。同时，也用于存储射频模块4所读取的电子标签卡号，检测模块6所读取的环境状况和车载设备运行状态信息，定位模块8所读取的获取车辆位置、车速信息。同时该微控制器附带看门狗功能，具有非常稳定的自我保护措施。当车辆遇到剧烈颠簸、强电磁干扰、突然掉电等突发异常情况，控制装置内部将自动保存当前信息，关机保护，当正常启动后继续处理传输数据。控制模块5对应的端口分别连接外部电源1、计时模块2、警示装置3、射频模块4、控制模块5、检测模块6、联网模块7、定位模块8，用于实现标签数据校对、读写器协调、数据传送、数据存储和任务管理功能。 

所述检测模块6包括传感器和AD转换器，用于感测环境状况和车载设备运行状态信息，将状态模拟量转化成数字信号存入存储单元。该模块Port端口连接车载设备，获取车载设备的运行情况。传感器感知周围环境，获取环境参数，将数据传输至控制模块5，以判定是否启动看门狗装置。 

所述联网模块7是实现系统实时监控的核心模块，其采用SIM300模块，用于开机自动连接GPRS网络、掉线自动重连以及发送数据等，实现连接网络和发送系统信息的功能。可通过单片机的串口对该模块进行控制，波特率为9600Baud，控制方式采用中断方式控制，即模块每产生反馈信息时，系统就进行处理，同时将处理结果产生的控制信号再发给联网模块，从而实现对该模块的实时控制。用户通过移动终端（例如手机）按照一定格式编辑短信发送至指定号码，采用中断控制技术修改EEROM中 IP地址信息，该IP地址信息对应云端数据库IP地址。通过修改该IP地址，可实现远程管理控制器的数据传输流向，满足多个用户使用需求。该联网模块具备自动重连功能，当设备因过隧道或服务器忙碌等特殊原因而与服务器失去连接导致信息发送失败时，将会自动重连网络。 

所述定位模块8通过GPS全球定位系统利用卫星信号进行定位，获取车辆的位置信息以及当前的时间、车辆移动速度等附加信息。 

当车辆在行驶中靠近路边的RFID标签时，射频模块4将识别标签并读取标签中的精确位置信息，检测模块6感测环境状况和车载设备运行状态信息，定位模块8实时获取车辆位置、车速，将上述信息存入EEROM，通过联网模块7将EEROM中的数据传输到云端数据库，管理人员通过监控终端实现远程监控管理。用户通过移动终端（例如手机）按照一定格式编辑短信发送至指定号码，采用中断控制技术修改EEROM中IP地址信息，该IP地址信息对应云端数据库IP地址。通过修改该IP地址，可实现远程管理控制器的数据传输流向，满足多个用户使用需求。 

一种车载式射频识别控制装置的具体工作流程如下： 

（1）控制器上电后开机自检； 

（2）自动连接GSM网络，与云端数据库实现单工通信； 

（3）读取RFID标签信息，获取车辆位置、车速以及车载设备运行状态等相关信息，将信息存入EEROM中。 

（4）判断看门狗功能是否启用，若启用，则控制器关机保护，当正常启动后继续传输数据；若未启用，则通过联网模块将数据发送至云端数据库。 

以上对本实用新型的实施例的描述仅用于说明本实用新型的技术方案，而不是对本实用新型范围的限制，本实用新型并不限于所公开的这些实施例，本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换都应落入本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种车载式射频识别控制装置，其特征在于：该控制装置包括外部电源（1）、计时模块（2）、警示装置（3）、射频模块（4）、控制模块（5）、检测模块（6）、联网模块（7）、定位模块（8）；

其中，控制模块（5）分别与计时模块（2）、警示装置（3）、射频模块（4）、检测模块（6）、联网模块（7）、定位模块（8）相连接；所述计时模块（2）将时钟信号输入控制模块（5），所述控制模块（5）将指示信号输入警示装置（3）；

外部电源（1）电源输出端口分别连接计时模块（2）、警示装置（3）、射频模块（4）、控制模块（5）、检测模块（6）、联网模块（7）、定位模块（8）对应的电源输入端，用于为各模块供电；

所述射频模块（4）包括RFID射频读写器和天线，其中，天线为圆极化天线；

检测模块（6）与车辆运行检测系统相连，读取的环境状况和车载设备运行状态信息；

定位模块（8）与车载GPS系统相连，并适时获取车辆位置、车速信息。

2.根据权利要求1所述的车载式射频识别控制装置，其特征在于：检测模块（6）包括传感器和AD转换器。

3.根据权利要求1所述的车载式射频识别控制装置，其特征在于：联网模块（7）采用SIM300模块，其自动连接GPRS网络，并与用户移动终端实现通信。

4.根据权利要求1所述的车载式射频识别控制装置，其特征在于：控制模块（5）包括存储器（9），存储器（9）存储射频模块（4）所读取的电子标签卡号，检测模块（6）所读取的环境状况和车载设备运行状态信息，定位模块（8）所读取的获取车辆位置、车速信息。