CN205247416U - 一种读写器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种读写器，包括一个主控电路、两个与主控电路连接的无线射频电路、两个与所述无线射频电路相连接的用于调节无线接收灵敏度的衰减电路、两个与所述衰减电路相连接的天线、一个用于串口通信的通信接口、光电耦合器以及一个电源接线端子。本实用新型的读写器成本低，功能强，读卡距离可以通过衰减电路进行调节，双通道无线数据接收，性能可靠，既可以同时接收600个以上电子标签的信息，又可以同时给大批量电子标签发送信息，并且能迅速分析处理接收到的信息。

Description

一种读写器

技术领域

本实用新型涉及一种读写器，具体涉及一种2.45G远距离读写器，属于无线射频识别领域。

背景技术

近年来，物联网是人们普遍关注的一项新技术，射频识别作为物联网的一个关键技术得到了迅速的发展。地铁、隧道、煤矿等恶劣环境的安全施工和生产一直受到国家有关部门的高度重视，但是安全事故还是时有发生。因此，如何加强安全生产的防范措施，如何准确、实时、快速的掌握现场工作人员的动态以及事故救援的高效运作是国家有关部门迫切需要解决的问题。

针对上述问题，改变落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化是根本解决安全问题的重要途径。因而出现了读写器，主要是在地铁、隧道、煤矿工作人员的考勤或定位系统中使用。

然而，现有的读写器存在如下问题：(1)现有的读写器都是单通道的，电子标签多时碰撞和冲突比较严重，经常出现漏读现象；(2)现有的读写器的识别距离不可调节，要么太远影响相邻的读写器，要么太近读不到标签的信息，因此用户实际使用中很不方便，严重影响了考勤或定位的准确性；(3)现有的读写器的控制器大多是8位单片机，处理速度慢，外围扩展有限。

因此，开发一种既可以同时接收大量电子标签的信息，又可以同时给大批量电子标签发送信息，并且能迅速分析处理接收到的信息，且读卡距离可以调节的读写器，显然具有积极的现实意义。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种读写器。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种读写器，包括一个主控电路、两个与主控电路连接的无线射频电路、两个与所述无线射频电路相连接的用于调节无线接收灵敏度的衰减电路、两个与所述衰减电路相连接的天线、一个用于串口通信的通信接口、光电耦合器以及一个电源接线端子。

上文中，所述电源接线端子是给读写器供电用的。所述用于给整个模块供电的电源的接线端子的输入电压范围是6~15V之间。

所述主控电路中的单片机上还定义有多个输出端口，多个输出端口分别串联一电阻连接到光电耦合器，可外接控制报警灯、蜂鸣器等电路；所述用于串口通信的接口是RS485信号，RS485芯片把TTL电平信号转换成485电平信号，其一端连接光电耦合器，对信号进行隔离减少信号干扰，另一端与上位机相连，与上位机进行接收命令或上传数据。

本实用新型具有两个无线射频电路，即双射频电路，其可以根据现场的需求选择双射频的工作方式，正常工作状态为一路射频工作，另一路休眠，当工作射频电路出现故障时休眠射频电路自动开始工作，这样可以防止一路出现故障造成整个系统出现错误的情况；当电子标签较多的时候一路射频不能满足实时读取信息造成标签碰撞、冲突以及漏读时，两路射频电路同时工作。

分析处理电子标签的状态信息，此功能是根据客户特定的与电子标签的通信功能，可以发送广播命令，也可以针对某一个或多个电子标签发送单卡或多卡命令，以及及时自动上报单卡或多卡的命令回复状态和带有电子标签人员的求救信号。

分析处理电子标签的状态信息，此功能是根据客户特定的与电子标签通信功能，双通道读写器可以自动检测处理，根据固化到控制器的软件程序设定读写器在40秒内没有再次接收到电子标签的信息，读写器将自动上报也可以根据命令上报该电子标签离开的信息。

优选的，所述主控电路主要由16位单片机构成。

上述技术方案中，还包括用于显示通讯状态的信号指示灯、用于声音提示的蜂鸣器。

优选的，所述信号指示灯为发光二极管。

优选的，所述读写器的频率是2.45GHz，识别标签的距离为2～200米。即识别标签可在2～200米范围内调节，从而实现远近距离可调。所述的远近距离可调是调节无线接收灵敏度的衰减电路，其作用是根据现场的需要，通过设定衰减电路的值（0~31）对识别距离在2~200米之间进行调节，衰减电路的值为0时最远可达200米，为31时最近2米左右，这样可远距离读取电子标签信息进行人员定位，也可以近距离作为考勤机作用。

优选的，所述天线为外置天线。即天线可以是外置天线，当然也可以将天线做在印刷线路板上。

优选的，所述串口通信接口是RS485通讯接口，其一端与光电耦合器相连，另一端是与上位机连接的接口。接口与上位机进行接收命令或上传数据。

上述技术方案中，所述衰减电路的一端与无线射频电路连接，另一端连接天线。

上述技术方案中，所述衰减电路的值为0～31。即衰减电路的值根据需要在0～31之间设置。

本实用新型工作原理是：2.45G远近距离可调双通道有源读写器上电后可根据配合软件进行设置读写器的状态为无线射频信号的接收状态或发射状态，若为接收状态当有无线射频信号进入时，单片机自动响应外部中断服务程序，实时对无线信号进行接收，同时单片机翻转无线信号通信的控制接口，使相应的无线信号指示灯出现闪烁的现象，用于指示相应的射频接收到信号；同时将接收的电子标签状态信息储存在单片机内部，此后再次接收的电子标签状态与ID号分别与储存于单片机内部电子标签状态与ID号作比较，如果状态有变化单片机对接收到的ID与状态信息做相应的分析处理，更新单片机内的储存信息并可选择的自动上报或以命令上报，同时单片机检测串口接收到的数据，并根据协议对相应的命令做出相应的分析处理；例如：进行通信的设置，可实现在1200bps与38400bps之间设置6个通信速率。远近距离的调节是通过使用32个等级选择调节无线接收灵敏度的衰减芯片；或者是通过读写器模块给射频卡发送广播命令或者是对某个具体的卡进行控制等。除此之外，读写器还有智能的实时分析数据的能力，例当读写器在40秒内没有再次读到某个电子标签的状态信息读写器将自动将该电子标签示为离开此范围，可选择自动上报此状态也可选择当再次接收到读数据命令时上报此状态，从而可以智能的判断电子标签的流动信息，在许多需要判断流动性的场所是非常方便的。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本实用新型在主控电路中采用了两个2.45G射频电路，每个射频电路都是双向通信，根据需要软件自动控制，当周围电子标签多时两通道将同时工作，从而大大提高了接收电子标签的信息量，减少标签碰撞的几率，并能实时处理并储存600个以上的电子标签信息；当周围标签较少时一路射频电路工作另一路进入休眠状态，当工作通道出现故障时休眠通道立刻被唤醒开始工作，从而提高了读写器的稳定性；

2、由于本实用新型在主控电路中采用了两个与无线射频电路相连接的用于调节无线接收灵敏度的衰减电路，所用的调节无线接收灵敏度的衰减芯片可以有32个等级可以调节，可以选择0.5dB的步长，也可以选择1dBde步长，从而可以很方便的对读卡距离的远近进行调节；

3、由于本实用新型在主控电路中增加了多个光电耦合器，从而可以使输出电压降低，保持输出电压的稳定，同时阻断信号源跟信号输出端的电气连接，有效的减少了电气干扰，提高了输出信号的准确性；

4、由于本实用新型的控制器采用16位超低功耗MSP430F149单片机，其功耗低，功能强，外围资源丰富，处理速度快，容易扩展。该读写器可以单独使用，也可以通过软件编程嵌入到其它硬件中；

5、由于本实用新型在软件中采用了有效的数据分析，通过测试软件就能知道电子标签的状态信息，并增加了对电子标签的超时判断，从而可以有效地判断电子标签的流动性；

6、由于本实用新型应用软件编程采用独特的方式，使得协议简单，傻瓜操作，方便用户使用。

附图说明

附图1为本实用新型读写器系统结构示意图。

附图2为本实用新型外部中断服务子程序流程图。

附图3为本实用新型主程序流程图。

附图4为本实用新型定时器1中断服务子程序流程图。

附图5为本实用新型定时器2中断服务子程序流程图。

附图6为本实用新型串口接收中断服务子程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：

参见图1~6所示，一种2.45G远近距离可调双双射频电路双通道读写器，如图1所示，该读写器包括一个主要由16位单片机构成的主控电路、两个与主控电路连接的无线射频电路、两个与无线射频电路相连接的用于调节无线接收灵敏度的衰减电路、两个与所述衰减电路相连接的天线（可以外置天线也可以将天线做在印刷线路板上），一组用于显示状态信息的信号指示灯、多个用于减少输出信号干扰的光电耦合器、一个用于串口通信的通信电路以及一个给读写器供电的电源接线端子。

所述主控电路的单片机内部集成了一个可以同时读取600个标签的防冲撞算法，该算法通过软件编程嵌入到硬件中。图2，3，4，5，6是该软件算法的流程图。利用无线射频的特性，在空气中传播的速度可以达到2M的速度，所以在处理接收无线信号时采用的外部中断的方式来接收，这样可以保证实时接收数据，算法定义一个1200个字节的数组，当来一个标示时，将该标示与数组中的各个数据比较如果不重复保存在数组中的一个位置并作出时间标志，如果重复则舍去不要，当再读取一个标示时，同样将数据与原有的数据进行比较如果不重复保存在数组中的下一个位置，一次循环，当数组用完时，则从数组的第一个位置开始保存，如此循环。同时在主程序中，将保存数据的数组进行依次的判断分析，当数组的某个数据40秒内不再次进入时，那么就将该数据用另一标志表示该数据已离开此范围，如果有数据要通过无线的方式发送给电子标签时，则通过串口中断接收的方式将要发送的数据接收过来，然后修改无线的配置方式，将数据无线发射出去。为了防止无线通信出现异常或者死机，本系统采用软件看门狗的方式防止程序死机，同时通过定时器定时，每隔2秒钟，将重新初始化无线射频。

该读写器与配合的软件操作，读写器上电后通过配合软件设置其通信方式，通信速率，调节远近距离，设置工作模式，选择射频通路，然后可以定时发送信息给电子标签，也可以定时接收电子标签信息，通过配合软件可以一目了然接收范围内电子标签的状态变化情况，并做出相应的指示或报警。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种读写器，其特征在于：包括一个主控电路、两个与主控电路连接的无线射频电路、两个与所述无线射频电路相连接的用于调节无线接收灵敏度的衰减电路、两个与所述衰减电路相连接的天线、一个用于串口通信的通信接口、光电耦合器以及一个电源接线端子。

2.根据权利要求1所述的读写器，其特征在于：所述主控电路主要由16位单片机构成。

3.根据权利要求1所述的读写器，其特征在于：还包括用于显示通讯状态的信号指示灯、用于声音提示的蜂鸣器。

4.根据权利要求3所述的读写器，其特征在于：所述信号指示灯为发光二极管。

5.根据权利要求1所述的读写器，其特征在于：所述读写器的频率是2.45GHz，识别标签的距离为2～200米。

6.根据权利要求1所述的读写器，其特征在于：所述天线为外置天线。

7.根据权利要求1所述的读写器，其特征在于：所述串口通信接口是RS485通讯接口，其一端与光电耦合器相连，另一端是与上位机连接的接口。

8.根据权利要求1所述的读写器，其特征在于：所述衰减电路的一端与无线射频电路连接，另一端连接天线。

9.根据权利要求1所述的读写器，其特征在于：所述衰减电路的值为0～31。