CN203739435U - 超高频射频标签打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及打印设备技术领域，具体地说是一种能够生成高灵敏度射频标签的超高频射频标签打印机，设有壳体，壳体内设有用于存放卷筒纸的纸仓，位于纸仓前端的送纸机构以及与送纸机构相连接的打印头，其特征在于设有控制器、与控制器相连接的UHF模块以及与UHF模块的输出端相连接的全向陶瓷天线，本实用新型与现有技术相比，具有安全性高、信息准确性高，智能性高、定位准确，打印清晰、使用方便，成本低等显著的优点。

Description

超高频射频标签打印机

技术领域

 本实用新型涉及打印设备技术领域，具体地说是一种能够生成高灵敏度射频标签的超高频射频标签打印机。

背景技术

 传统的标签打印机一般应用于超市、银行、商场等场所，用于在卷筒纸上打印发票收据以及交易日志等，其主要组成部分为安装在壳体内的打印头、位于热敏打印头后部的用于存放卷筒纸的纸仓以及位于纸仓和热敏打印头之间用于完成卷筒纸传送的送纸机构。随着科技的发展，人们对于查找效率和查找准确率要求越来越高，传统的条形码标签只能使用特定的读码器近距离读码，使用者在使用时需要将标签靠近读码口，在进行大量标签读取时容易发生漏读、错读现象，给分拣、识别工作带来麻烦。

RFID读写设备已经应用于多个领域，例如安装在人员进出通道上用于识别、记录进出人员身份信息，RFID读写设备需要配合RFID标签工作，RFID标签包括芯片以及与芯片相连接的线圈，其能够接收并感测RFID读写设备发送的读写信号，并向RFID读写设备反馈相应数据，为了延长读写距离和降低漏读率，RFID设备及标签功率较高，标签的线圈体积较大，使用时黏贴在待检物体表面，即可完成远距离识别。

对于机场、港口、物流中心等货运客运场所，现阶段行李的分拣远未达到全自动化，在分拣、复核等环节中，分拣员往往需要使用手持或其他读码设备，靠近行李上的行李条，读取行李条上的条码信息来完成，由于标签灵敏度低，往往需要重复读取，工作量大，错漏率高。简化行李分拣流程，提高行李分拣效率，首要一种能够被远距离、高精度识别的标签及与该标签相配合的读写设备。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种生成高灵敏度射频标签的超高频射频标签打印机。

本实用新型可以通过以下措施达到：

一种超高频射频标签打印机，设有壳体，壳体内设有用于存放卷筒纸的纸仓，位于纸仓前端的送纸机构以及与送纸机构相连接的打印头，其特征在于设有控制器、与控制器相连接的UHF模块以及与UHF模块的输出端相连接的全向陶瓷天线。

本实用新型中UHF模块中设有射频读写电路和微控器，射频读写电路和微控器相连接，其中微控器中包括微控芯片、分别与微控芯片相连接的存储器、电源电路、时钟电路，射频读写电路设有收发及调制解调电路、功率放大电路、线性放大电路，其中收发及调制解调电路的输出端与功率放大电路相连接，线性放大电路的输出端与收发及调制解调电路的射频信号输入端相连接，线性放大电路的输入端和功率放大电路的输出端均与全向陶瓷天线相连接，收发及调制解调电路的控制端与微控器中的微控芯片相连接。

 本实用新型中射频读写电路的收发及调制解调电路设有用于生成本地震荡信号的晶振、与晶振相连接的频率合成电路、与频率合成电路输出端相连接的放大电路，其中放大电路的一路输出与发送调制电路相连接，另一路输出经相位偏移电路处理后送入接收解调电路，发送调制电路的信号输入端与DAC模块相连接以获取微处理器处理后的读写命令，发送调制电路将读写命令调制到相应频段后，将调制后信号送入功率放大电路，功率放大电路输出端与全向陶瓷天线相连接，接收解调电路的输入端与全向陶瓷天线相连接。

本实用新型中纸仓内设有卷筒纸，卷筒纸上设有待写入身份信息的RFID标签。

本实用新型中送纸机构包括支架、位于送纸机构前端且与支架相连接的压纸杆、与支架固定连接的水平位置校准机构，其中打印头位于送纸机构的末端，纸仓中的卷筒纸沿送纸机构前端进入送纸机构后被送入打印头，UHF模块可以固定在支架上，全向陶瓷天线通过固定件支撑固定，且全向陶瓷天线与卷筒纸运动方向平行放置，使其正对卷筒纸上的待写入RFID标签，全向陶瓷天线与卷筒纸之间的距离为1至15cm，以保证相关信息被顺利写入。

本实用新型中控制器中设有微处理器、与微处理器相连接的打印头控制电路、与微处理器相连接的用于连接外部值机电脑的通信电路、与微处理器相连接的用于接收UHF模块上传的射频信号的射频信号处理电路。

 本实用新型在工作时，上电后，打印自动对当前的行李标签进行位置校准：如果当前行李标签已经越过目标位置，则空走该张行李标签，以下一张为打印目标，否则将该张行李标签走纸至目标位置，完成校准，之后打印机按照打印格式试打印一张作为参考；完成校准之后，打印机进入准备工作状态，随时接受打印或数据写入命令，值机人员通过值机电脑完成输入旅客信息并确认之后执行打印和数据写入命令；值机人员输入打印信息之后，射频模块对行李标签进行有效性确认（无效标签包括非法标签和生产过程存在的极低概率的故障标签），若该标签有效，则返回数据可以写入标志，否则走纸，跳过该无效标签，对下一张标签进行有效性确认；标签经确认为有效之后，UHF将控制器下发的已经完成编码的块数据写入至标签，完成射频部分的功能，该过程执行时间在0.5～1.5秒内完成；同时，打印头开始进行打印；打印完成后，值机人员将生产过程中分段剪裁好的行李标签相关分段撕下，粘贴在登机牌和行李上即可。

本实用新型与现有技术相比，具有以下特点：（1）安全性高，避免信息泄露：通过UHF（超高频，Ultra High Frequency）技术，打印出的行李标签信息安全性高，只能通过专业设备读取标签信息；如果采取加密方式的话，则只能通过系统内部设备获取，外部设备没有密钥无法读取，更无法修改标签信息，保证了旅客个人及行李信息的安全；（2）信息准确性高，智能性高：按照EPC编码规则写入的行李信息，能够保证数据库与分检系统信息的一致性；值机人员在行李标签打印的过程中完成对标签的写入操作，无需额外增加流程工序，不会降低值机和托运过程的效率；（3）定位准确，打印清晰：专门根据打印速度进行的算法控制，加上打印纸卷中行李标签之间的镂空设计和硬件检测，可以在打印进行中对行李标签作准确的定位，保证了行李标签不会在打印过程中因为走纸的原因造成打印信息的错位；同时，采用先进的热敏打印技术，保证了极高的打印质量；（4）使用方便，成本低：按照航信协议开发的打印内容，以格式文件的形式将数据流传送至打印机，可以根据行李标签的分布，授权相关人员重新设计灌输打印格式，在保证打印格式的同时，不失操作的灵活性和方便性；同时，内嵌的RFID模块和控制电路，无需改变打印机的整体架构，以串行口连接值机电脑和打印机，方便使用的同时，不需要增加额外的成本。

附图说明：

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型中UHF模块的结构框图。

附图3为本实用新型中收发及调制解调电路的结构示意图。

附图4为本实用新型中控制器的结构框图。

附图标记：壳体1、卷筒纸2、打印头3、UHF模块4、全向陶瓷天线5、支架6、压纸杆7、水平位置校准机构8、微处理器9、打印头控制电路10、通信电路11、射频读写电路12、微控器13、微控芯片14、存储器15、电源电路16、时钟电路17、收发及调制解调电路18、功率放大电路19、线性放大电路20、晶振21、频率合成电路22、发送调制电路23、相位偏移电路24、接收解调电路25。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如附图1所示，本实用新型提出了一种超高频射频标签打印机，设有壳体1，壳体1内设有用于存放卷筒纸2的纸仓，位于纸仓前端的送纸机构以及与送纸机构相连接的打印头3，其特征在于设有控制器、与控制器相连接的UHF模块4以及与UHF模块4的输出端相连接的全向陶瓷天线5，卷筒纸2上设有待写入身份信息的RFID标签，送纸机构包括支架6、位于送纸机构前端且与支架6相连接的压纸杆7、与支架7固定连接的水平位置校准机构8，其中打印头3位于送纸机构的末端，纸仓中的卷筒纸2沿送纸机构前端进入送纸机构后被送入打印头3，UHF模块4可以固定在支架6上，全向陶瓷天线5通过固定件支撑固定，且全向陶瓷天线5与卷筒纸2运动方向平行放置，使其正对卷筒纸2上的待写入RFID标签，全向陶瓷天线5与卷筒纸之间的距离为1至15cm，以保证相关信息被顺利写入；

如附图2所示，本实用新型中UHF模块4中设有射频读写电路12和微控器13，射频读写电路12和微控器13相连接，其中微控器13中包括微控芯片14、分别与微控芯片14相连接的存储器15、电源电路16、时钟电路17，射频读写电路12设有收发及调制解调电路18、功率放大电路19、线性放大电路20，其中收发及调制解调电路18的输出端与功率放大电路19相连接，线性放大电路20的输出端与收发及调制解调电路18的射频信号输入端相连接，线性放大电路20的输入端和功率放大电路19的输出端均与全向陶瓷天线5相连接，收发及调制解调电路18的控制端与微控器中的微控芯片相连接。

如附图3所示，本实用新型中射频读写电路12的收发及调制解调电路18设有用于生成本地震荡信号的晶振21、与晶振21相连接的频率合成电路22、与频率合成电路22输出端相连接的放大电路，其中放大电路的一路输出与发送调制电路23相连接，另一路输出经相位偏移电路24处理后送入接收解调电路25，发送调制电路23的信号输入端与DAC模块相连接以获取微控芯片14处理后的读写命令，发送调制电路将读写命令调制到相应频段后，将调制后信号送入功率放大电路，功率放大电路输出端与全向陶瓷天线5相连接，接收解调电路25的输入端与全向陶瓷天线5相连接。

本实用新型中控制器中设有微处理器9、与微处理器9相连接的打印头控制电路10、与微处理器9相连接的用于连接外部值机电脑的通信电路11、与微处理器9相连接的射频信号处理电路12。

本实用新型在使用时，控制器可以与外部值机电脑相连接，由值机电脑为打印机提供数据来源和控制信号，同时，值机电脑完成将旅客行李信息输出给打印机的同时上传至服务器，保证两者信息的一致；控制器在作为打印机的数据接收端的同时，输出控制信号，完成控制UHF模块对标签的读写操作，向射频读写器发送相关EPC编码的块数据，控制数据流的处理和行李标签的打印等工作；

所述UHF模块4，输入端通过串行数据线与控制器相连接，输出端与全向陶瓷天线相连接，按照ISO 18000-6C协议和机场IATA RP 1740c协议，接收控制器发送的读写操作信号和EPC编码，进行发射射频信号的编码调制和接受信号解调解码，全向陶瓷天线与UHF模块通过同轴线连接，以较低的功率，将射频信号向空间发射，同时接受行李标签返回的射频信号，与UHF模块一起完成对行李标签中块数据的写入；压纸杆是结合实际应用中的情况，对使用过程中标签纸卷逐渐减小导致天线与标签距离增大而降低读取效果的问题进行的改进，压纸杆14的低摩擦系数，既能保证在维持标签与天线距离不变的前提下不会增大标签走纸的障碍，又能使纸卷变小时卷曲度明显增大的标签有效拉直，有效提升读取效果。

    本实用新型与现有技术相比，具有以下特点：（1）安全性高，避免信息泄露：通过UHF（超高频，Ultra High Frequency）技术，打印出的行李标签信息安全性高，只能通过专业设备读取标签信息；如果采取加密方式的话，则只能通过系统内部设备获取，外部设备没有密钥无法读取，更无法修改标签信息，保证了旅客个人及行李信息的安全；（2）信息准确性高，智能性高：按照EPC编码规则写入的行李信息，能够保证数据库与分检系统信息的一致性；值机人员在行李标签打印的过程中完成对标签的写入操作，无需额外增加流程工序，不会降低值机和托运过程的效率；（3）定位准确，打印清晰：专门根据打印速度进行的算法控制，加上打印纸卷中行李标签之间的镂空设计和硬件检测，可以在打印进行中对行李标签作准确的定位，保证了行李标签不会在打印过程中因为走纸的原因造成打印信息的错位；同时，采用先进的热敏打印技术，保证了极高的打印质量；（4）使用方便，成本低：按照航信协议开发的打印内容，以格式文件的形式将数据流传送至打印机，可以根据行李标签的分布，授权相关人员重新设计灌输打印格式，在保证打印格式的同时，不失操作的灵活性和方便性；同时，内嵌的RFID模块和控制电路，无需改变打印机的整体架构，以串行口连接值机电脑和打印机，方便使用的同时，不需要增加额外的成本。

Claims (6)

1.一种超高频射频标签打印机，设有壳体，壳体内设有用于存放卷筒纸的纸仓，位于纸仓前端的送纸机构以及与送纸机构相连接的打印头，其特征在于设有控制器、与控制器相连接的UHF模块以及与UHF模块的输出端相连接的全向陶瓷天线。

2.根据权利要求1所述的一种超高频射频标签打印机，其特征在于UHF模块中设有射频读写电路和微控器，射频读写电路和微控器相连接，其中微控器中包括微控芯片、分别与微控芯片相连接的存储器、电源电路、时钟电路，射频读写电路设有收发及调制解调电路、功率放大电路、线性放大电路，其中收发及调制解调电路的输出端与功率放大电路相连接，线性放大电路的输出端与收发及调制解调电路的射频信号输入端相连接，线性放大电路的输入端和功率放大电路的输出端均与全向陶瓷天线相连接，收发及调制解调电路的控制端与微控器中的微控芯片相连接。

3.根据权利要求2所述的一种超高频射频标签打印机，其特征在于射频读写电路的收发及调制解调电路设有用于生成本地震荡信号的晶振、与晶振相连接的频率合成电路、与频率合成电路输出端相连接的放大电路，其中放大电路的一路输出与发送调制电路相连接，另一路输出经相位偏移电路处理后送入接收解调电路，发送调制电路的信号输入端与DAC模块相连接以获取微处理器处理后的读写命令，发送调制电路将读写命令调制到相应频段后，将调制后信号送入功率放大电路，功率放大电路输出端与全向陶瓷天线相连接，接收解调电路的输入端与全向陶瓷天线相连接。

4.根据权利要求3所述的一种超高频射频标签打印机，其特征在于纸仓内设有卷筒纸，卷筒纸上设有待写入身份信息的RFID标签。

5.根据权利要求3所述的一种超高频射频标签打印机，其特征在于送纸机构包括支架、位于送纸机构前端且与支架相连接的压纸杆、与支架固定连接的水平位置校准机构，其中打印头位于送纸机构的末端，纸仓中的卷筒纸沿送纸机构前端进入送纸机构后被送入打印头，UHF模块固定在支架上，全向陶瓷天线通过固定件支撑固定，且全向陶瓷天线与卷筒纸运动方向平行放置，使其正对卷筒纸上的待写入RFID标签，全向陶瓷天线与卷筒纸之间的距离为1至15cm。

6.根据权利要求3所述的一种超高频射频标签打印机，其特征在于控制器中设有微处理器、与微处理器相连接的打印头控制电路、与微处理器相连接的用于连接外部值机电脑的通信电路、与微处理器相连接的用于接收UHF模块上传的射频信号的射频信号处理电路。