CN203799339U - 超高频rfid标签读写触控笔和读写设备 - Google Patents

Abstract

一种超高频RFID标签读写触控笔，包括触控笔头、外壳、金属外框和RFID标签读写电路，金属外框固定在外壳的外侧，触控笔头固定在外壳的一端且与金属外框连接，RFID标签读写电路固定在外壳的内部，RFID标签读写电路的地线与金属外框连接。同时，还提供了一种超高频RFID标签读写设备，包括上述的超高频RFID标签读写触控笔和移动智能终端。本实用新型仅仅需要利用超高频RFID标签读写触控笔去读取或写入标签信息，后续的数据显示和处理交由现有的移动智能终端解决，同时超高频RFID标签读写触控笔也能用于操控移动智能终端，减少了标签读写器的体积、成本以及提高了携带的便捷性。

Description

超高频RFID标签读写触控笔和读写设备

技术领域

本实用新型涉及超高频RFID射频识别技术领域，特别是涉及一种超高频RFID标签读写触控笔和一种超高频RFID标签读写设备。

背景技术

RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）技术是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

一般RFID射频识别系统按使用频率分有三种：一种是低频RFID，一般工作频率从120KHz到134KHz，特点是数据传输速率慢，不能同时读取多个标签，数据不可写入标签，读取距离近，成本低，适用于门禁系统，自动停车场等；一种是高频RFID，工作频率以13.56Mhz为主，特点是数据传输速率比低频的快，可同时读取多个标签，数据不可写入标签，读取距离可达10厘米，适用于公交车打卡系统，图书管理系统等；还有一种是超高频RFID，工作频率为900MHz～930MHz，特点是数据传输速率快，可同时读取大量标签，数据可写入标签，读取距离可达10米，适用于资产管理系统，库存管理系统等。

随着行业的深入应用，超高频RFID技术使用越来越广泛，常规的超高频RFID读写器一般为便携式和一体化产品形式。其中便携式超高频RFID读写器一般为PDA（Personal Digital Assistant，掌上电脑）形式，具备显示屏、键盘、高速中央处理器、大容量存储器及大容量电池等，这种形式的超高频读写器体积较大、成本高、携带不方便。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术的问题，提供一种体积小、成本低和携带方便的超高频RFID标签读写触控笔。

一种超高频RFID标签读写触控笔，包括触控笔头、外壳、金属外框和RFID标签读写电路，金属外框固定在外壳的外侧，触控笔头固定在外壳的一端且与金属外框连接，RFID标签读写电路固定在外壳的内部，RFID标签读写电路的地线与金属外框连接；

触控笔头和金属外框将电容屏幕的电量传导至人体以实现触控；

RFID标签读写电路读取超高频RFID标签的标签信号并进行信号处理后得到标签数据，然后将标签数据发送给移动智能终端以实现标签读取；RFID标签读写电路接收移动智能终端的标签数据，并将标签数据转换成标签信号发送至目标标签以实现标签写入。

上述超高频RFID标签读写触控笔，由设置在外壳内的RFID标签读写电路完成标签的读取和写入，同时可以与移动智能终端进行数据交换。而且，整体设计为触控笔结构，设有用于屏幕触控的触控笔头和金属外框，以及供使用者把持的外壳，便于使用者操作移动智能终端。利用这样的设计，使用者仅仅需要利用超高频RFID标签读写触控笔去读取或写入标签信息，后续的数据显示和处理交由现有的移动智能终端解决，减少了标签读写器的体积、成本以及提高了携带的便捷性。

同时，还提供了一种超高频RFID标签读写设备，包括上述的超高频RFID标签读写触控笔，还包括移动智能终端，移动智能终端通过无线通讯方式与超高频RFID标签读写触控笔进行数据交换，移动智能终端为平板电脑、掌上电脑或智能手机。

上述超高频RFID标签读写设备，利用超高频RFID标签读写触控笔和智能移动终端组成一套RFID标签读写工具，使用者利用该超高频RFID标签读写触控笔去读取和写入标签信息，然后通过移动智能终端进行标签信息的显示和处理，而且移动智能终端的扩展性很强，开发和应用的成本都比专门开发的读写器更低，因此，本设备具备成本低和携带方便的优点。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的超高频RFID标签读写触控笔的结构示意图；

图2为本实用新型的一种实施方式的超高频RFID标签读写触控笔的RFID标签读写电路结构示意图；

图3为本实用新型的一种实施方式的超高频RFID标签读写设备的结构示意图；

附图中各标号的含义为：

1000-超高频RFID标签读写触控笔，1100-触控笔头，1200-外壳，1210-挂口，1300-金属外框，1400-RFID标签读写电路，1410-天线，1420-信号调制电路，1421-电桥，1422-射频模块，1423-基带处理模块，1424-输入低噪放，1425-输出功放，1430-中央处理器，1440-电源，1441-锂电池，1442-锂电池管理模块，1450-无线通信模块，1460-按键模块，1461-第一按键，1462-第二按键，1470-指示灯模块，1471-第一指示灯，1472-第二指示灯，1480-电源端口，1490-USB端口，2000-移动智能终端。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作详细的说明。

参见附图1和附图2，一种超高频RFID读写触控笔1000，包括触控笔头1100、外壳1200、金属外框1300和RFID标签读写电路1400，金属外框1300固定在外壳1200的外侧，触控笔头1100固定在外壳1200的一端且与金属外框1300连接，RFID标签读写电路1400固定在外壳1200的内部，RFID标签读写电路的地线与金属外框连接；

触控笔头1100和金属外框1300将电容屏幕的电量传导至人体以实现触控；

RFID标签读写电路1400读取超高频RFID标签的标签信号并进行信号处理后得到标签数据，然后将标签数据发送给移动智能终端2000以实现标签读取；RFID标签读写电路1400接收移动智能终端2000的标签数据，并将标签数据转换成标签信号发送至目标标签以实现标签写入。

工作原理：

1、触控笔功能的实现：工作时，触控笔头1100与移动智能终端2000的触控屏幕进行接触，通过与触控笔头1100连接的金属外框1300，将触控屏幕的电量传输至使用者，实现触控功能。

2、超高频RFID标签的读取：RFID标签读写电路1400接收读取范围内的标签信号，然后进行数据处理，最后将处理得到的标签数据发送给移动智能终端2000。

3、超高频RFID标签的写入：RFID标签读写电路1400接收移动智能终端2000的标签数据，然后进行信号调制，发送至目标标签。

4、共地线连接：金属外框与RFID标签读写电路的地线连接，形成共地线结构，是的RFID标签读写电路拥有良好的接地面，提高RFID标签读写电路的发射效率、抗干扰性和方向性。

5、金属外框1300的使用：金属外框1300一方面是为了实现触控功能，另一方面是作为天线1410的一个接地面，此外对触控笔也起来一定的外形修饰作用。在具体的材质选择上，可以选择锌合金，导电性好，结构稳固。在本领域技术人员所知悉的范围内，可以选择其他金属材料替代。

为了进一步地优化本实用新型的技术方案，在本实施例中，还可以采取以下的实施方式：

在其中一种实施方式中，RFID标签读写电路1400包括天线1410、信号调制电路1420、中央处理器1430、电源端口1480、无线通信模块1450和按键模块1460，天线1410和信号调制电路1420连接，信号调制电路1420、电源端口1480、无线通信模块1450和按键模块1460分别与中央处理器1430连接。

此处对RFID标签读写电路1400的工作原理作介绍：

1、超高频RFID标签的读取：通过按键模块1460产生标签读取请求指令，然后中央处理器1430收到标签读取请求指令后，发送标签读取命令给信号调制电路1420，信号调制电路1420经过信号调制后，通过天线1410发送出去。接着，天线1410接收读取范围内的标签反馈回来的携带标签数据的超高频信号，再经由信号调制电路1420进行信号解调后，发送给中央处理器1430，中央处理器1430进行数据校验后将标签数据存储在存储器中，记录标签读取为成功状态。同时，如果无线通信模块1450与移动智能终端2000配对成功，则中央处理器1430通过无线通信模块1450将标签数据发送给移动智能终端2000。

2、超高频RFID标签的写入：首先，通过无线通信模块1450与移动智能终端2000建立数据传输，然后移动智能终端2000将需要写入的标签数据和指令发送给中央处理器1430并存储起来。接着，中央处理器1430获取到按键模块1460产生的标签写入请求指令后，将标签数据发送给信号调制电路1420进行信号调制后经由天线1410发送给目标标签。接着，天线1410接收目标标签反馈回来的携带标签数据的超高频信号，再经由信号调制电路1420进行信号解调后，发送给中央处理器1430，中央处理器1430将返回的数据与发送出去的数据进行比对，比对成功后，记录标签写入为成功状态。同时，通过无线通信模块1450将标签写入成功状态符发送移动智能终端2000。

在其中一种实施方式中：信号调制电路1420包括依次连接的电桥1421、射频模块1422和基带处理模块1423，电桥1421和射频模块1422之间连接输入低噪放1424和输出功放1425，输入低噪放1424和输出功放1425为并联连接，电桥1421与天线1410连接，基带处理模块1423与中央处理器1430连接。电桥1421在标签读取和标签信号写入时，对信号进行隔离，实现天线1410的复用。输入低噪放1424大将接收到的信号放大发送给射频模块1422，输出功放1425将接收到的信号放大后发给天线1410。射频模块1422将接收到的信号进行变频。基带处理模块1423负责信号的调制和解调。

在其中一种实施方式中：超高频RFID标签读写触控笔还内置有电源1400，该电源1400与电源端口1480连接。其中，电源1440包括锂电池管理模块1442和锂电池1441。锂电池管理模块1442通过电源端口1480与中央处理器1430连接。锂电池1441的使用寿命长，耐用，而且可以充电，但是价格不低。利用锂电池管理模块1442对锂电池1441的电池电压和充电电压进行监控，例如通过监测锂电池1441的电池电压和充电电压的差值来控制锂电池1441的充电电流。一般来说，电子产品可以自带电源或采用外购的电源，本实施例提供了电源端口1490，无论是自带的内置电源或外购的电源，均可以通过电源端口1490接入。上述实施方式展示了自带锂电池电源的情况。

在其中一种实施方式中：按键模块1460包括第一按键1461和第二按键1462，第一按键1461和第二按键1462分别与中央处理器1430连接。第一按键1461用于产生标签读取和写入的请求指令给中央处理器1430。第二按键1462用于产生开关机请求指令和无线传输请求指令。例如，长按第二按键1462，就可以开机或关机。短按第二按键1462，无线传输开启。使用者只要操作按键便可以完成标签的读写、触控笔的开关，操作简便。

在其中一种实施方式中：RFID标签读写电路1400还包括指示灯模块1470，指示灯模块1470包括第一指示灯1471和第二指示灯1472，第一指示灯1471和第二指示灯1472分别与中央处理器1430连接。第一指示灯1471用于提示标签读写状态，若标签读取或写入成功，则第一指示灯1471发光，反之，不发光。第二指示灯1472用于提示蓝牙连接状态、电池电力状态和触控笔的开关机状态，具体何种状态可以通过不同的灯光颜色或闪烁频率来区分。使用者根据指示灯的状态可以判断当前的工作情况。

在其中一种实施方式中：天线1410为IFA天线1410（也称为倒F天线1410），IFA天线1410的馈电点通过弹簧顶针与信号调制电路1420的信号输出端连接，IFA天线1410的接地点通过弹簧顶针与中央处理器1430的地线连接，中央处理器1430的地线通过导电布与金属外框1300连接。本实施方式中，采用了内置的IFA天线1410，其中IFA天线1410可由铜箔制作而成，粘附在外壳1200的内侧。IFA天线1410的馈电点与信号调制电路1420的输出口连接（例如前文提及的电桥1421的输出口），接地点与中央处理器1430的地线连接，同时中央处理器1430的地线通过导电布与金属外框1300连接，间接地实现IFA天线1410与金属外框1300连接。

在其中一种实施方式中：RFID标签读写电路1400还包括USB端口1490，USB端口1490与电源端口1480连接。利用USB端口1490可以实现充电。

在其中一种实施方式中：无线通信模块1450为蓝牙通信模块或WIFI通信模块。蓝牙通信模块或WIFI通信模块的技术成熟，使用广泛，小范围内信号好。

在其中一种实施方式中：触控笔头1100内侧设有内螺纹，金属外框1300与触控笔头1100的连接端设有与内螺纹匹配的外螺纹。触控笔头1100在长时间使用后，会出现磨损，因此是消耗品。螺纹旋合的方式更便于触控笔头1100的更换。

在其中一种实施方式中：外壳1200上还设有挂口1210，使用者可以通过绑绳将触控笔固定在身上或者移动智能终端2000上，携带更加方便。

另外，外壳1200可以选择塑料材质制成，减轻触控笔的重量。

上述超高频RFID标签读写触控笔，由设置在外壳1200内的RFID标签读写电路1400完成标签的读取和写入，同时可以与移动智能终端2000进行数据交换。而且，整体设计为触控笔结构，设有用于屏幕触控的触控笔头1100和金属外框1300，以及供使用者把持的外壳1200，便于使用者操作移动智能终端2000。利用这样的设计，使用者仅仅需要利用超高频RFID标签读写触控笔1000去读取或写入标签信息，后续的数据显示和处理交由现有的移动智能终端2000解决，减少了标签读写器的体积、成本以及提高了携带的便捷性。。

同时，参见附图3，本实用新型提供一种超高频RFID标签读写设备，包括上文的超高频RFID读写触控笔1000，还包括移动智能终端2000，移动智能终端2000通过无线通讯方式与超高频RFID读写触控笔1000进行数据交换，移动智能终端2000为平板电脑、掌上电脑或智能手机。其中，附图3中所示的移动智能终端2000为平板电脑。

工作原理：

以超高频RFID读写触控笔1000作为标签读取和写入的工具，利用成熟的移动智能终端2000进行最终的数据处理。生产者只需要生产本实用新型的触控笔，配以现有的移动智能终端2000，组合成一套RFID标签读写工具，大大降低了成本，而且携带方便。一定程度上也是移动智能终端2000功能的扩展，而且移动智能终端2000所提供的平台，其优化和改进比现有的读写器更方便灵活。

上述超高频RFID标签读写设备，利用超高频RFID读写触控笔1000和智能移动终端组成一套RFID标签读写工具，使用者利用该超高频RFID读写触控笔1000去读取和写入标签信息，然后通过移动智能终端2000进行标签信息的显示和处理，而且移动智能终端2000的扩展性很强，开发和应用的成本都比专门开发的读写器更低，因此，本设备具备成本低和携带方便的优点。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，包括触控笔头、外壳、金属外框和RFID标签读写电路，所述金属外框固定在外壳的外侧，所述触控笔头固定在外壳的一端且与金属外框连接，所述RFID标签读写电路固定在外壳的内部，所述RFID标签读写电路的地线与所述金属外框连接；

所述触控笔头和金属外框将电容屏幕的电量传导至人体以实现触控；

所述RFID标签读写电路读取超高频RFID标签的标签信号并进行信号处理后得到标签数据，然后将标签数据发送给移动智能终端以实现标签读取；所述RFID标签读写电路接收移动智能终端的标签数据，并将标签数据转换成标签信号发送至目标标签以实现标签写入。

2.根据权利要求1所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述RFID标签读写电路包括天线、信号调制电路、中央处理器、无线通信模块和按键模块，所述天线和信号调制电路连接，所述信号调制电路、电源端口、无线通信模块和按键模块分别与中央处理器连接。

3.根据权利要求2所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述信号调制电路包括依次连接的电桥、射频模块和基带处理模块，所述电桥和射频模块之间连接输入低噪放和输出功放，所述输入低噪放和输出功放为并联连接，所述电桥与天线连接，所述基带处理模块与中央处理器连接。

4.根据权利要求2所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述按键模块包括第一按键和第二按键，所述第一按键和第二按键分别与中央处理器连接。

5.根据权利要求2所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述RFID标签读写电路还包括指示灯模块，所述指示灯模块包括第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯和第二指示灯分别与中央处理器连接。

6.根据权利要求2所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述天线为IFA天线，所述IFA天线的馈电点通过弹簧顶针与信号调制电路的信号输出端连接，所述IFA天线的接地点通过弹簧顶针与中央处理器的地线连接，所述中央处理器的地线通过导电布与金属外框连接。

7.根据权利要求2所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述RFID标签读写电路还包括USB端口，所述USB端口与电源端口连接。

8.根据权利要求2所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙通信模块或WIFI通信模块。

9.根据权利要求1至8任一项所述的超高频RFID标签读写触控笔，其特征在于，所述触控笔头内侧设有内螺纹，所述金属外框与触控笔头的连接端设有与所述内螺纹匹配的外螺纹。

10.一种超高频RFID标签读写设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的超高频RFID标签读写触控笔，还包括移动智能终端，所述移动智能终端通过无线通讯方式与所述超高频RFID标签读写触控笔进行数据交换，所述移动智能终端为平板电脑、掌上电脑或智能手机。