CN210166789U - 基于rfid电子标签自动识别检测电路 - Google Patents

Abstract

基于RFID电子标签自动识别检测电路。目前常用的自动识别技术中，条码成本最低，适于需求量大且数据不必更改的场合，但条码较易磨损，且数据量很小。一种基于RFID电子标签自动识别检测电路，其组成包括：单片机（1）、电子标签（10）和读写器（11），单片机分别与电源模块（2）和按键模块（3）单向连接，单片机分别与LCD模块（4）、串口模块（5）、日历模块（6）、NAND flash模块（7）、RF射频模块（8）和以太网模块（9）双向连接，电子标签与读写器连接，读写器与数据交换与管理器（12）连接，电子标签、读写器和数据交换与管理器组成检测系统。本实用新型应用于RFID电子标签自动识别检测电路。

Description

基于RFID电子标签自动识别检测电路

技术领域：

本实用新型涉及一种基于RFID电子标签自动识别检测电路。

背景技术：

射频识别(RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号通过电感耦合或电磁耦合来自动识别目标对象并获取相关数据。随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，RFID技术进入商业化应用阶段。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一，许多国家都将RFID作为一项重要产业予以积极推动。

由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一，许多国家都将RFID作为一项重要产业予以积极推动。

目前常用的自动识别技术中，条码成本最低，适于需求量大且数据不必更改的场合，但条码较易磨损，且数据量很小;磁卡的价格相对也便宜，但也容易磨损，数据量小;IC卡的价格稍高，数据存储量很大，数据安全性好，但由于他的触点暴露在外面，有可能因静电或人为的原因损坏。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种基于RFID电子标签自动识别检测电路。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

基于RFID电子标签自动识别检测电路，其组成包括：单片机、电子标签和读写器，所述的单片机分别与电源模块和按键模块单向连接，所述的单片机分别与LCD模块、串口模块、日历模块、NAND flash模块、RF射频模块和以太网模块双向连接，所述的电子标签与所述的读写器连接，所述的读写器与数据交换与管理器连接，所述的电子标签、所述的读写器和数据交换与管理器组成检测系统，所述的电源模块、所述的按键模块、所述的LCD模块、所述的串口模块、所述的日历模块、所述的NAND flash模块、所述的RF射频模块和所述的以太网模块组成视频标签检测系统硬件部分。

所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，所述的串口模块选用max3232射频，具有两个串口，一个与LCD液晶显示器相连，使LCD显示串口发送的数据，另一个与计算机相连。

所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，所述的按键模块采用MAX7359射频，具有4个按键，采用按键与MSP430的I/O口一一对应的方法进行连接。

所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，所述的射频模块采用MAX2602，包括一个高的MAX2602硅双极射频功率晶体管性能和一个偏置的二极管。

所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，所述的以太网模块选用的是带S接口的独立以太网控制器ENC28I60。

本实用新型的有益效果：

1. 本实用新型根据RFID电子标签的工作原理，整个检测系统需要电子标签、读写器和数据交换与管理系统三大部分。标签进入磁场后，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射频中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号;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。

本实用新型的电子标签射频检测系统是运用单片机MSP430F5529，它具有功耗低、功能强大等特点。在电子标签射频检测系统中需要电源模块，LCD模块，串口模块，日历模块，RF射频模块，按键模块， NAND flash模块和以太网模块，这些要求通过MSP430F5529可以实现。

本实用新型RFID利用无线射频方式来警醒非接触式自动识别，极大地加速了信息的收集和处理，具有精度高。适应环境和抗干扰能力强、操作快捷等很多独到之处，与其他的识别技术相比有更大的应用范围。

本实用新型中各模块功能：

（1 ）电源模块：为系统供电。

（2）LCD模块：液晶显示器用来显示操作界面和采集的数据结果。

（3）串口模块：初步设计两个串口。一个与LCD液晶显示器相连，让LCD显示串口发送的数据。另一个有需要时可以与电脑相连，通过电脑对系统进行操作。

（4）按键模块：初步设计4个按键。由于按键数量少，因此采用按键与MSP430的I/O口一一对应的方法进行连接。分别是上、下、开始和结束4个按键。

（5）日历模块：提供给系统稳定可靠的时钟，使得用户定制的与时间相关的功能能够及时实施，此外在内部运行中，可以记住数据发送接收时间，加以区分（历史记录）。在射频标签没有任务处理时，可以显示为当前的时间。

（6）NAND Flash模块:由于RFID射频识另系统需要对数据进行反复修改，所以选用Flash闪存。 Plash闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。在大多数情况下，在进行写入操作之前必须先执行擦除。相比较NOR与NAND而言，NAND器件执行擦除操作是十分简单的，而NOR则要求在进行擦除前，先要将目标块内所有的位都写为1。并且 NAND Pash具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储。所以我们选择 NAND Fash内存作为本次设计的存储模块。

（7）RF射频模块:可以对标签卡进行识别扫描功能。TRF7960驱动，价格不高，在RF领域应用广泛，能够有效控制电子标签的造价成本。

（8）以太网模块，将系统连入 Inenets有了这个模块可以实现数据在网络的中的专递与互换。比如城市一卡通系统。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是附图1的工作原理示意图。

附图3是电源模块原理示意图。

附图4是LCD模块原理示意图。

附图5是串口模块原理示意图。

附图6是按键模块原理示意图。

附图7是日历模块原理示意图。

附图8是NAND flash模块原理示意图。

附图9是RF射频模块原理示意图。

附图10是以太网模块原理示意图。

图中：1、单片机，2、电源模块，3、按键模块，4、LCD模块，5、串口模块，6、日历模块，7、NAND flash模块，8、RF射频模块，9、以太网模块，10、电子标签，11、读写器，12、数据交换与管理器。

具体实施方式：

实施例1：

一种基于RFID电子标签自动识别检测电路，其组成包括：单片机1、电子标签10和读写器11，所述的单片机分别与电源模块2和按键模块3单向连接，所述的单片机分别与LCD模块4、串口模块5、日历模块6、NAND flash模块7、RF射频模块8和以太网模块9双向连接，所述的电子标签与所述的读写器连接，所述的读写器与数据交换与管理器12连接，所述的电子标签、所述的读写器和数据交换与管理器组成检测系统，所述的电源模块、所述的按键模块、所述的LCD模块、所述的串口模块、所述的日历模块、所述的NAND flash模块、所述的RF射频模块和所述的以太网模块组成视频标签检测系统硬件部分。

实施例2：

电源模块：

电源模块选择LM2576射频，工M2576具有如下特点：

(1)3.3V，5v，12v，15V和可调节输出的电压型号；

(2)可调节输出型号输出电压范围在线性和负载条件下1.23-37v(HV型号57V）最大±4%；

(3)热关断及电流限制保护；

(4)保证3.0A输出电流；

(5)输入电压范围广，40V到HV型号的60V；

(6)只需要4个外部器件支持；

(7)52kHz固定频率内部振荡器；

(8)TL关断能力、低功耗待机模式；

(9)高效率；

(10)使用现成可用的标准电感LM2576的效率比流行的三段性稳压器要高的多，是理想的替代。输出开关包括逐周限流，以及在故障状态下提供完全保护的热关断功能。

模块：

液晶显示需要用LCD将信息显示出来其工作原理就是利用液晶的物理特性:通电时排列变得有序，使光线容易通过;不通电时排列祝乱，阻止光线通过，说简单点就是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。与CRT显示器相比，LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等。

这个模块主要是程序通过串口射频过去，LCD是通过串口通信，先是单片机发程序给串口，在由串口控制LCD.相当于串口射频是一个中转站。如图4，图中RXD口是用来接收数据的，TXD口是用来发送数据的，DTR口是数据终端就续。

串口模块：

在这个系统中，选择使用S接口方式进行连接，SPI( Serial PeripheralInterface串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输在主器件的移位脉冲下数据按位传输高位在前低位在后，为全双工通信数据传输速度可达到几Mbps。串口模块选用的是max3232射频，即使工作在高数据速率下，max3232仍然能保持RS-232标准要求的正负5.0V最小发送器输出电压。max3232在最差工作条件下能够保证120kbps的数据速率。通常情况下，能够工作于235kps数据速率max4343主要用于串口通信，支持R232协议。

如图在图5中DB9中只用到2、3、5引脚，2引脚是接收数据(从终端到计

算机)、3引脚是发送数据(从计算机到终端)、5引脚是信号地线、LED7闪烁表示发送数据传输、LED8闪烁表示接收数据传输。

按键模块

按键模块采用MAX7359射频，MAX7359可管理多达64个按键，采用 Maxim

专有的低电压、低EMⅡ静态按键扫描技术，并将去抖后的扫描结果编成键值，依据按键的键序将键值消息存放在FFO中，手机处理器在适当的时候读取FFO中的键值消息，即使处理器没有及时处理按键事件，按键消息也不会丢失，这对通常采用非实时操作系统的省能手机来说非常重要。与MAX7349相比，MAX7359増加了按键释放检测功能，即每次按下和释放按键都会生成一个键值消息，可更简便实现多键同时输入及组合键功能。另外，该系列器件优化了控制寄存器并增加存储键值消息的FFO空间，即由MAX7349的存储8次按键増加到存储16次按键。

还具有自动休眠和自动唤醒功能，以使器件的功耗最低。一个休眠周期后，自动休眠功能将器件置于低功耗状态(典型值1A)。发生按键事件时，自动唤醒功能设置MAx7359返回至正常工作模式。

主要是由单片机的程序控制，通过行列扫描的方法来检测按键。

按键模块电路连接情况如图6.

日历模块：

日历模块的功能关似于电脑中的日历，在射频标签没有工作时，可以显示日期，工作时，日历模块可以帮助更快的信息筛选，根据相应的日期可以更快捷的对标签中的信息进行处理。日历模块我选用DS1340射频:软件时钟校准，RTC计数秒，分钟，小时，星期，日期，月和年，三种工作电压范围(1.8V，3v和3.3V。通过程序调配在LCD上显示，更改通过按键和程序。如图7所示。

模块

NAND flash内存是iash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。 Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用。NAND fiash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半，由于生产过程更为简单， NAND flash结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。

由于RFID射频识别系统需要对数据进行反复修改，所以我们选用Flash闪存。Flash闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。在大多数情况下，在进行写入操作之前必须先执行擦除。相比较NOR与NAND而言，NAND器件执行擦除操作是十分简单的，而NOR则要求在进行擦除前，先要将目标块内所有的位都写为1。并且NAND Flash具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储。

电路连接图为图8。

射频模块

射频模块采用MAX2602，硅双极射频(RF大功率晶体管。包括一个高的

MAX2602硅双极射频功率晶体管性能和一个偏置的二极管，比赛中热、光等过程。

特点如下：

(1)低电压:从1锂离子到3镍膈镍氢电池

(2)工作范围:直流到微波

(3)输出功率:900MHz.1W

(4)偏上的精确二极管偏置

5)低成本的硅双极技术

(6)不需要负偏压或电源开关

7)高效率:58%。

射频模块电路原理图。

以太网模块：

以太网模块我选用的是带S接口的独立以太网控制器ENC28I60。

工作特性:

（1）两个用来表示连接、发送、接收、冲突和全半双工状态的可编程LED输出。

（2）使用两个中断引脚的七个中断源

（3）25MHz时钟。

（4）带可编程预分频器的时钟出引脚

（5）工作电压范围是3.14V到3.45VTTL电平入

（6）温度范围:40℃到+85℃(工业级)，0℃到+70℃(商业级)

（7）28引脚SPDP、SSOP、SOIC和QN封装。

是带有行业标准串行外设接口的独立以太网控制器。它可以作为任何配备有SI的控制器的以太网接口，他的数据传输速率高达10Mb/s要实现以太网接口，EN28J60需要外部连接几个标准元件，所有电源引脚都必须同一个外部33V电源相连，ENC28160用七个主要功能模块组成:

（1）SPI接口(充当主控制器和ENC2860之间的通信通道)，

（2）控制寄存器(用于控制和监视ENC28160)，

（3）双端口RAM缓冲器(用于接收和发送数据包)，

（4）判优器(当DMA、发送和接收模块发出请求时对RAM缓冲器的访问进行控制)，

（5）总线接口(对通过SPI接收的数据和命令进行解析)，

（6）MAC模块(实现符合正EE8023标准的MAC逻辑)，

（7）PHY模块(对双纹线上的模拟数据进行编码和译码)

实施例3：

电源模块可以给系统提供3.3v和5v的电压。

串口模块可以用来与计算机进行信息交互。通过串口将获取射频信号的相应数据传送至电脑，电脑可以通过超级终端等工具实时显示结果。

日历模块可以提供给系统稳定可靠的时钟，使得用户定制的与时间相关的功能能够及时实施，此外在内部运行中，可以记住数据发送接收时间，加以区分。

模块可以用来显示操作界面和采集的数据结果。

按键模块系統通过按键与ID完成与用户的交互功能。通过上下键选择开始与结束。用户按键会引起中断，在进行去抖处理之后，确认按键是否有效，并找出键值，执行相应功能。

模块可以通过程序的调试完成寄存器的读写操作。

射频模块由于RF和IADf1ash其用总线通过程序设置把两个模块的使用分开完成射频识别的功能。

以太网模块可以完成与 INTERNET相连的功能实现数据在网络的中的专道与互换。

模块的电路设计属于其最小系统的电路连接可以与他各个模块相连接同时实现各个模块的功能需求。

实施例4：

MSP430结构

MSP430系列单片机的迅速发展和应用范围的不断扩大，主要取决于它的特点。根据RFID性能要求和MSP430系列客种型号单片机的特点，我采用MSRA30F529单片机作为本系统控淘的核心单片机。单片机MSP430的先择:MSP30系列是一个16位的具有精简指令集的超氐功耗的混合型单片机具有极低的、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段。

在运算速度方面，MSP30系列单片机能在Hz晶体的动下，突现12ns的指令周期。(运算速度快)

2在射频标签没有任务处理时，可以使它进入超氏功耗模式，所以低功耗成为了我们考的主要目标之ー

4.我门采用的MFP4305529是MSP430家族中比氏端的一款射频，价格不高、能够有效控制电子标签的造价成本

MP430F5529有如下几个特点

1)12 KB FLASH存储器

(2)8+2KB SRAM

3)片内集成14 extant i高精度ADC

4)大量的IO端口

5) Timer A imer_B两个多功能定时器

射标签的主要特点：

射频标签的主要特点可以拥括为四个方面

（1）RFID无需像条码标那曲准读取，只要被置于读取设备形成的电磁场内就可以准确读到，更加适合与自动化设备配合使用。并且减少人工采集的而帯来的人力资源。

（2）RFID每秒钟可进行上干次的卖取，能同时处理年多标签，高效且高度准。

标签上的数据可反复修改」既可以用来传递一些关键数据，也使得RFID标签能够进行重复使用，以此节约所需成本

（4）RFID的识读不依赖目视可见为前提，因而可以在那些条码技术无法适应的恶劣环竟下使用。

Claims (5)

1.一种基于RFID电子标签自动识别检测电路，其组成包括：单片机、电子标签和读写器，其特征是：所述的单片机分别与电源模块和按键模块单向连接，所述的单片机分别与LCD模块、串口模块、日历模块、NAND flash模块、RF射频模块和以太网模块双向连接，所述的电子标签与所述的读写器连接，所述的读写器与数据交换与管理器连接，所述的电子标签、所述的读写器和数据交换与管理器组成检测系统，所述的电源模块、所述的按键模块、所述的LCD模块、所述的串口模块、所述的日历模块、所述的NAND flash模块、所述的RF射频模块和所述的以太网模块组成视频标签检测系统硬件部分。

2.根据权利要求1所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，其特征是：所述的串口模块选用max3232射频，具有两个串口，一个与LCD液晶显示器相连，使LCD显示串口发送的数据，另一个与计算机相连。

3.根据权利要求1或2所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，其特征是：所述的按键模块采用MAX7359射频，具有4个按键，采用按键与MSP430的I/O口一一对应的方法进行连接。

4.根据权利要求1或2所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，其特征是：所述的射频模块采用MAX2602，包括一个高的MAX2602硅双极射频功率晶体管性能和一个偏置的二极管。

5.根据权利要求1或2所述的基于RFID电子标签自动识别检测电路，其特征是：所述的以太网模块选用的是带S接口的独立以太网控制器ENC28I60。

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