CN205486203U - 用于贵重物品和钞箱管理的超高频rfid四天线设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，包括电源模块、UHF RFID读写模块、通讯模块、微控制单元、天线选择模块和四个RF接口，电源模块的电压输入端外接220V交流电，电源模块的电压输出端分别与通讯模块和UHF RFID读写模块的电源端连接，微控制单元的TTL通讯接口分别与UHF RFID读写模块和通讯模块的TTL通讯接口连接，微控制单元的寻卡指令接口与天线选择模块的寻卡指令接口连接。本实用新型将UHF RFID技术应用于移动钞箱的管理，可以实现对钞箱的进出固定区域进行自动识别并将有效数据提交服务器进行记录和分析。相对于传统的管理方式，UHF RFID的管理方法更加科学，使整个过程更加方便、高效、精细和准确。

Description

用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备

技术领域

本实用新型涉及RFID技术，尤其涉及一种用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备。

背景技术

UHF RFID技术(超高频RFID技术)是无源RFID技术的一种，其工作频率在860～928MHz之间，其具有识别距离较远、读取速率较快、维护方便，标签成本相对较低等特点。利用UHF RFID技术实现对被识别物体的自动识别，当被监控物体进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，包括电源模块、UHF RFID读写模块、通讯模块、微控制单元、天线选择模块和四个RF接口，所述电源模块的电压输入端外接220V交流电，所述电源模块的电压输出端分别与所述通讯模块和所述UHF RFID读写模块的电源端连接，所述微控制单元的TTL通讯接口分别与所述UHF RFID读写模块和所述通讯模块的TTL通讯接口连接，所述微控制单元的寻卡指令接口与所述天线选择模块的寻卡指令接口连接，所述UHF RFID读写模块的射频信号端通过所述天线选择模块与四个所述RF接口连接。

进一步，所述读卡模块还包括低压差线性稳压器和抗阻匹配模块，所述低压差线性稳压器设置在所述电源模块与所述通讯模块之间，所述电源模块的输出5V直流电压，所述低压差线性稳压器的输出3.3V直流电压，所述抗阻匹配模块设置在所述UHF RFID读写模块与所述天线选择模块之间。

更进一步，所述读卡模块还包括状态指示模块，所述状态指示模块与所述微控制单元连接。

优选地，所述通讯模块为USR-K1超级网口，所述UHF RFID的读写芯片为PR9200读写芯片，所述电源模块带安装孔，输出和输出均设置有EMI滤波电路。

具体地，所述电源模块、所述UHF RFID读写模块、所述通讯模块、所述微控制单元、所述天线选择模块和四个所述RF接口均固定设置在金属安装板上。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备将UHF RFID技术应用于贵重物品和钞箱的管理，可以实现对贵重物品和钞箱的进出固定区域进行自动识别并将有效数据提交服务器进行记录和分析。相对于传统的管理方式，UHF RFID的管理方法更加科学，使整个过程更加方便、高效、精细和准确。

附图说明

图1是本实用新型所述用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型一种用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，包括电源模块、UHF RFID读写模块、通讯模块、微控制单元、天 线选择模块、低压差线性稳压器、抗阻匹配模块、状态指示模块和四个RF接口，电源模块的电压输入端外接220V交流电，电源模块的电压输出端分别与通讯模块和UHF RFID读写模块的电源端连接，微控制单元的TTL通讯接口分别与UHF RFID读写模块和通讯模块的TTL通讯接口连接，微控制单元的寻卡指令接口与天线选择模块的寻卡指令接口连接，UHF RFID读写模块的射频信号端通过天线选择模块与四个RF接口连接，低压差线性稳压器设置在电源模块与通讯模块之间，电源模块的输出5V直流电压，低压差线性稳压器的输出3.3V直流电压，抗阻匹配模块设置在UHF RFID读写模块与天线选择模块之间，状态指示模块与微控制单元连接。

电源模块：

本实施例中的通讯模块及RFID模块工作电压均不超过5V，电流上限制约600mA，为保证设备长期正常工作，选用成熟的标准化电源模块。由于系统对接电压为AC220V，所以电源模块应该能实现220V～5V的AC-DC高效转换。在此基础上选择如下电源模块：负载电流至少达到5V/2A，本实例所选的电源模块带安装孔，带输入及输出带EMI滤波电路，具有温度保护、短路保护、及过载过压保护，AC85～265V宽电压输入，DC5V电压输出，431精确稳压。同时，在对外的电源接口上，既要保证稳定可靠，还要方便插拔，选用航空插头。

通讯模块：

本实施例中的核心模块UHF RFID读写模块的通讯接口为3.3V TTL UART口。为保证通讯效率和稳定性，选择的通讯模块为超级网口(Super Port)USR-K1(简称K1)，K1是目前体积最小、集成度最高的嵌入式串口联网设备，实现TTL串口与以太网双向透明传输，模块非常实用、简单、可靠。K1的惊艳之处在于革命性的网口一体化设计，可以通过网络与设备进行数据交互。

UHF RFID读写模块：

绝大多数的RFID模块，由于其方案缺陷，往往功耗都非常高，发热很厉害，伴随着工作时间的加长，会导致模块性能急剧下降，甚至失去工作能力。本实施例中的设备工作时间很长，对设备的功耗要求非常高，为尽量满足设备的使用寿命，本实例采用的RFID模块以PR9200读写芯片为核心，具有外观精致小巧、高性能、低功耗等特点。

结构布局及PCB布板：

在整体结构布局上，要充分考虑电源可能会造成的不良影响，主要包括电源对射频的干扰，以及电源对数据通讯的影响，因此在布局时需要使其在可能的情况下尽量原理电源。在PCB的设计上，同样要充分隔离电源对射频的影响由于每个模块都是独立存在的，设计将所有的模块都固定在一个金属固定板上。在保证整体结构紧凑的同时，还起到良好的散热效果。

四天线分时读卡的工作过程：

选用的微处理单元有两个串口，一个用于同上位机通信(TX1，RX1)，另一个用于同UHF RFID读写模块通信(TX2，RX2)。

上位机通过发送指令可以选定天线，发送的指令通过通讯模块传输至微控制单元，经过微控制单元的IO口控制天线选择模块，指定UHF RFID读写模块连接几号天线。当RX1接收到上位机自动寻卡指令时，通过TX2转发该指令给UHF RFID读写模块，UHF RFID读写模块自动寻卡，同时微处理单元依次循环选定天线1～4。单片机通过RX2接收UHF RFID读写模块发来的数据，并将当前天线编号信息附带在数据中，将此数据通过TX1发送给上位机。天线编号信息包含在数据帧头中，例如天线1读到的数据，则返回的数据帧头为B1，天线2为B2。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，其特征在于：包括电源模块、UHF RFID读写模块、通讯模块、微控制单元、天线选择模块和四个RF接口，所述电源模块的电压输入端外接220V交流电，所述电源模块的电压输出端分别与所述通讯模块和所述UHF RFID读写模块的电源端连接，所述微控制单元的TTL通讯接口分别与所述UHF RFID读写模块和所述通讯模块的TTL通讯接口连接，所述微控制单元的寻卡指令接口与所述天线选择模块的寻卡指令接口连接，所述UHF RFID读写模块的射频信号端通过所述天线选择模块与四个所述RF接口连接。

2.根据权利要求1所述的用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，其特征在于：还包括低压差线性稳压器和抗阻匹配模块，所述低压差线性稳压器设置在所述电源模块与所述通讯模块之间，所述电源模块的输出5V直流电压，所述低压差线性稳压器的输出3.3V直流电压，所述抗阻匹配模块设置在所述UHF RFID读写模块与所述天线选择模块之间。

3.根据权利要求1所述的用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，其特征在于：还包括状态指示模块，所述状态指示模块与所述微控制单元连接。

4.根据权利要求1所述的用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，其特征在于：所述通讯模块为USR-K1超级网口，所述UHF RFID读写模块为超高频RFID读写模块，其读写芯片为PR9200读写芯片，所述电源模块带安装孔，输出和输出均设置有EMI滤波电路。

5.根据权利要求1所述的用于贵重物品和钞箱管理的超高频RFID四天线设备，其特征在于：所述电源模块、所述UHF RFID读写模块、所述通讯模块、所述微控制单元、所述天线选择模块和四个所述RF接口均固定设置在金属安装 板上。