CN204143595U - 一种基于有源rfid的失联报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于有源RFID的失联报警装置。该方案由主机和子机两部分构成。其中，主机为阅读器，由低功耗微控制器单元、无线射频收发单元、轻触按键、锂电池管理电路组成。子机为有源RFID卡，由低功耗微控制器单元、无线射频收发单元、高分贝报警单元和锂电池管理电路构成。本实用新型的主机和子机可分置于不同位置，主机通过无线射频收发单元读取子机的射频ID号(RFID)来确定其是否失联。一旦无法读取或读取超时，则认为主机、子机失联，并由子机启动报警。该方案采用有源RFID技术，集成度高，具有作用距离远、ID号可定制、功耗低和性能稳定等特点，方便使用。

Description

一种基于有源RFID的失联报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种低功耗无线射频识别技术，具体涉及一种基于有源RFID的失联报警装置。

背景技术

在生活中，人们带孩子出门或携带贵重物品时，最不希望走失或丢失事件的发生。无线失联报警装置可以帮助人们有效地避免孩子走失或物品丢失。此外，在短距离无线组网中，也需要确定无线节点之间的连通性，这时，无线失联报警装置是一个有力的测试工具。常见的无线失联报警装置一般由阅读器和无源卡构成，尽管无源卡不需要额外供电，但作用距离很短(一般小于1m)，极易造成误报警；而且，在确定失联的情况下，由于无源卡本身无法报警，因此在某些环境中(如噪音较大)将无法确定失联一方的具体方位，从而导致失联报警装置失去实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种基于有源RFID的失联报警装置，既保证正常使用距离内不会产生误报警，又具有较高的灵敏度，同时降低系统功耗，减轻使用者的充电负担。

本实用新型的技术解决方案：

本实用新型包含主机和子机两部分，其中主机为阅读器，子机为有源RFID(RadioFrequency Identify)卡。所述主机，即阅读器包括低功耗微控制器单元、锂电池管理电路、无线射频收发单元、轻触按键与指示单元。所述子机，即有源RFID卡包括低功耗微控制器单元、无线射频收发单元、高分贝报警单元、锂电池管理电路。所述主机和子机分别通过无线射频收发单元定时进行信息交互；所述无线射频收发单元采用2.4GHz载频通信。

通过这种方式，可以将子机，即有源RFID卡置于测试对象中或挂在孩子身上，通过主机，即阅读器读取子机的RFID卡号，若读取成功，则表示子机没有失联；若读取子机的RFID卡号不成功，则再连续读取两次，在仍然不能成功读取的情况下，则表示子机失联，此时，子机启动高分贝报警单元进行声响报警。所述高分贝报警单元为压电陶瓷蜂鸣器。由于子机为有源RFID卡，其卡号可进行编程设置，具有唯一性，能有效地避免因卡号相近或相同而导致的错误；此外，有源RFID卡与阅读器之间的作用范围较大，而且作用范围可调，能有效地消除无源卡作用距离近而导致的误报警。

所述低功耗微控制器单元为STC15W200S系列单片机，它仅有16个管脚，待机功耗低至微瓦，保证了锂电池较长的续航能力，有效减轻使用者的充电负担。

所述高分贝报警单元为压电陶瓷蜂鸣器。这种蜂鸣器的声响分贝值更高，且置于子机，不仅可以提醒失联状态，还有助于确定失联子机的位置。

所述有源RFID卡，其卡号可定制、修改，保证了RFID卡的唯一性。针对一个阅读器，可以设置多个有源RFID卡，这样既保证了安全性，又保证了方便性。

本实用新型的有益效果是，提高了集成度，降低了误报警概率，提高了系统的可靠性和稳定性。

附图说明

附图1是本实用新型的主机功能结构框图；

附图2是本实用新型的子机功能结构框图；

附图3是本实用新型的子机电路原理图；

具体实施方式

对照附图1，本实用新型的主机，即阅读器，由低功耗微控制器单元、锂电池管理电路、无线射频收发单元、轻触按键与指示单元构成。锂电池管理电路、无线射频收发单元以及轻触按键与指示单元分别通过特定的接口与低功耗微控制器单元连接。轻触按键与指示单元包含两个轻触按键和两个LED指示灯，两个轻触按键分别为设置键和确认键，LED指示灯用于指示电池状态、失联闪烁报警。锂电池管理电路一方面在于将锂电池的电压稳定到3.3V，以便给低功耗微控制器单元供电；另一方面提供mini USB接口以方便使用者充电。无线射频收发单元采用2.4GHz载频通信，负责与子机进行信息交互以确定是否失联，无线射频收发单元与低功耗微控制器单元通过SPI接口和GPIO接口连接。低功耗微控制器单元是核心部件，为兼顾低功耗特性和处理能力的需求，我们选用STC15W200S系列单片机，它仅有16个引脚，其中14个为IO接口，且内部集成了可读写的FLASH存储器，待机功耗仅为微瓦级。低功耗微控制器单元的功能分两部分：一是处理无线射频收发单元的数据，包括接收无线射频收发单元的数据，并向无线射频收发单元发送确认或请求信息等；二是跟轻触按键与指示单元进行交互，若低功耗微控制器单元未能接收到无线射频收发模块的有效信息，则迅速发送请求信息，在一定时间内仍不能收到子机回复的有效信息，则视为子机失联，此时通过轻触按键与指示单元中LED指示灯进行闪烁报警。另外，低功耗微控制器单元通过扫描轻触按键来确定主机进入休眠/正常工作状态。

对照附图2，本实用新型的子机，即RFID卡，由低功耗微控制器单元、锂电池管理电路、无线射频收发单元、高分贝报警单元构成。所述锂电池管理电路、无线射频收发单元以及高分贝报警单元分别通过特定的接口与低功耗微控制器单元连接。子机的具体电路如图3所示，对照附图3，子机的具体实施方案如下：U1、U2、J1及关联器件构成锂电池管理电路，其中U1为标准mini USB接口，用于给子机充电，J1接口用于连接锂电池，U2是超低压差稳压芯片，它可以为子机的其他电路提供稳定的3.3V电源，关联器件D1的作用是防止锂电池逆向放电，电容C1和C2是电源滤波电容。Q1、Q2、T1、U3及关联器件构成高分贝报警单元，其中Q1和Q2是NPN型驱动三极管，它们与R1、R2共同构成报警驱动电路，U3是压电陶瓷蜂鸣器，其蜂鸣音量瞬间可达70dB以上，T1是蜂鸣驱动线圈，关联器件L1和C3的作用是电源去耦。U4、U6和C4共同构成低功耗微控制器单元，其中U6为在线编程接口，C4是电源滤波电容，用于提高系统的稳定性，U4为低功耗微控制器STC15W200S系列单片机。子机通过U5无线射频收发模块向主机发送包含唯一RFID卡号的数据信息，主机接收后给子机发送确认信息，U4控制器通过U5接收到确认信息后则认定未失联，此时U4进入定时休眠状态3秒钟，而后U4唤醒，再次通过U5向主机发送包含RFID卡号的数据信息，若在随后时间内U4未能从U5中读取到主机发来的确认信息，则U4立即通过U5重复发送包含RFID卡号的数据信息，如果在接下来的时刻仍不能从U5中读取到主机的确认信息，则子机认定与主机失联。此时，U4通过GPIO口发出驱动脉冲到R1以驱动高分贝报警单元，启动蜂鸣报警。

对照附图3，所述U2为超低压差稳压芯片HT7133.

实际应用中，本实用新型不局限于上述实施方式，将低功耗微控制器改变成兼容型号、超低压差稳压芯片替换为兼容型号或将Q1、Q2驱动三极管更换成PNP型等都是本实用新型的一种变型，均应认为属本使用新型保护范围。

Claims (3)

1.一种基于有源RFID的失联报警装置，包括主机和子机，其特征在于，所述主机为阅读器，由低功耗微控制器单元、无线射频收发单元、轻触按键、锂电池管理电路组成；所述子机为有源RFID卡，由低功耗微控制器单元、无线射频收发单元、高分贝报警单元、锂电池管理电路构成。 

2.如权利要求1所述的一种基于有源RFID的失联报警装置，所述低功耗微控制器单元是STC15W200S系列单片机。 

3.如权利要求1所述的一种基于有源RFID的失联报警装置，所述高分贝报警单元为压电陶瓷报警器。