CN211124112U - 一种双模标签装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供一种双模标签装置，包括：控制器；与所述控制器通信连接的板载天线模块；其中，所述控制器包括：有源无线射频识别RFID收发单元和蓝牙低功耗BLE收发单元。本实用新型的方案，通过在所述控制器中集成所述有源RFID收发单元和BLE收发单元，使整个硬件电路设计非常简洁，因此与所述板载天线模块通信连接，即可实现将有源RFID信号和BLE信号集成双模信号输出的功能。

Description

一种双模标签装置

技术领域

本实用新型涉及物联网设备领域，特别是指一种双模标签装置。

背景技术

无线射频识别(Radio Frequency Identification)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者光学接触。

2.4G有源RFID标签属于RFID标签中的一种，其特征是无线工作在2.4G频段，此外还有433MHz标签和无源标签等，主要用于货物识别等场景。

BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗)是蓝牙传输的一种标准，该标准定义了短距离、低数据传输速率无线通信所需要的一系列通信协议。基于BLE的无线网络所使用的工作频段为868MHz、915MHz和2.4GHz，最大数据传输速率为250kbps。相比于传统蓝牙协议，BLE的具有高可靠性、低功耗、快连接、高安全性等特点。

实用新型内容

本实用新型提供了一种双模标签装置。实现了将有源RFID信号和BLE信号集成双模信号输出。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：

一种双模标签装置，包括：

控制器；

与所述控制器通信连接的板载天线模块；

其中，所述控制器包括：有源无线射频识别RFID收发单元和蓝牙低功耗BLE收发单元。

可选的，双模标签装置，还可以包括：电源管理模块，所述电源管理模块与所述控制器电连接。

可选的，双模标签装置，还可以包括：纽扣电池，与所述电源管理模块电连接。

可选的，所述有源RFID收发单元的工作频段为2.4GHZ。

可选的，所述有源RFID收发单元包括：RFID数据组建模块以及与所述RFID数据组建模块通信连接的RFID数据包发送模块。

可选的，所述BLE收发单元包括：BLE数据组建模块，以及与所述BLE数据组建模块通信连接的BLE数据包发送模块。

可选的，双模标签装置，还可以包括：参数配置处理单元，分别与所述有源RFID收发单元和BLE收发单元通信连接。

可选的，所述参数配置处理单元包括：标签ID设置模块以及发送信号强度设置模块。

可选的，双模标签装置，还可以包括：固件升级单元，分别与所述有源RFID收发单元和BLE收发单元通信连接。

可选的，双模标签装置，还可以包括：与所述控制器通信连接的存储器。

本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：

本实用新型的上述方案，通过在所述控制器中集成所述有源RFID收发单元和BLE收发单元，使整个硬件电路设计非常简洁，因此与所述板载天线模块通信连接，即可实现将有源RFID信号和BLE信号集成双模信号输出的功能。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中双模标签装置的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中控制器的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例中有源RFID收发单元的结构示意图。

图4为本实用新型一实施例中BLE收发单元的结构示意图。

图5为本实用新型一实施例中参数配置处理单元与有源RFID收发单元和BLE收发单元的结构示意图。

图6为本实用新型一实施例中有源RFID收发单元的工作流程图。

图7为本实用新型一实施例中BLE收发单元的工作流程图。

图8为本实用新型一实施例中参数配置处理单元的工作流程图。

图9为本实用新型一实施例中双模标签装置与RFID网关的布置示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供一种双模标签装置，该装置包括：

控制器1，以及与所述控制器1通信连接的板载天线模块2。

其中，所述控制器1包括：有源RFID收发单元11(通常其工作频段为2.4GHZ，可用于自检场景)和BLE收发单元12(可用于定位场景)。

所述有源RFID收发单元11和所述BLE收发单元12分别与所述板载天线模块2通信连接。这里，所述控制器1一般为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，可采用NRF51或者NRF52系列蓝牙芯片(相当于所述BLE收发单元)，其内置有多协议支持的2.4G射频前端(相当于所述有源RFID收发单元)。所述有源RFID收发单元11可利用RFID的远距离通信技术，配合RFID网关，可实现设备自检，及时发现损坏的标签，提升系统用户体验，同时降低网关的布置数量。此外，所述板载天线模块2采用板载天线，可节省成本同时能够保证一致性。

本实用新型实施例中，通过在所述控制器1中集成了所述有源RFID收发单元11和BLE收发单元12，使整个硬件电路设计非常简洁，因此与所述板载天线模块2通信连接、配合使用，即可实现将有源RFID信号和BLE信号集成双模信号输出的功能。

在本实用新型另一实施例中，如图1所示，所述双模标签装置还包括：电源管理模块3，所述电源管理模块3与所述控制器1电连接。这里，所述电源管理模块3可采用静态电流较小的电源模块，以降低损耗，并可保证所述双模标签装置的供电一致性。

在本实用新型另一实施例中，如图1所示，所述双模标签装置还包括：纽扣电池4，所述纽扣电池4与所述电源管理模块3电连接，以便向其他模块供电这里，所述纽扣电池4可采用550mAh的CR3032电池，理论上可支持所述双模标签装置工作长达2～3年。

在本实用新型另一实施例中，如图3所示，所述有源RFID收发单元11包括：RFID数据组建模块111以及与所述RFID数据组建模块111通信连接的RFID数据包发送模块112。这里，所述RFID数据组建模块111用于将待发送RFID数据打包为RFID数据包；所述RFID数据包发送模块112用于通过所述板载天线模块2将所述RFID数据包发送出去。

在本实用新型另一实施例中，如图4所示，所述BLE收发单元12包括：BLE数据组建模块121，以及与所述BLE数据组建模块121通信连接的BLE数据包发送模块122。这里，BLE数据组建模块121用于将待发送BLE数据打包为BLE数据包；所述BLE数据包发送模块122用于通过所述板载天线模块2将所述BLE数据包发送出去。

在本实用新型另一实施例中，如图5所示，所述双模标签装置还可以包括：参数配置处理单元5(图中未示出)。所述参数配置处理单元5分别与所述RFID收发单元11和BLE收发单元12通信连接，用于设置标签ID(即所述双模标签装置的标签ID[dentification，身份识别号])，并对所述RFID收发单元11和BLE收发单元12进行参数配置(例如设置发射功率等)。通常，所述参数配置处理单元5可以包括：标签ID设置模块(图中未示出)以及发送信号强度设置模块(图中未示出)。所述标签ID设置模块可用于设置标签ID，所述发送信号强度设置模块可用于对所述RFID收发单元11和BLE收发单元12进行参数配置(主要是设置发射功率、保存发射功率等)。

在本实用新型另一实施例中，所述双模标签装置还可以包括：固件升级单元(图中未示出)，分别与所述RFID收发单元11和蓝牙低功耗BLE收发单元12通信连接，可用于对所述RFID收发单元11和蓝牙低功耗BLE收发单元12进行固件升级。

在本实用新型另一实施例中，所述双模标签装置还可以包括：与所述控制器1通信连接的存储器，用于存储数据和配置信息等。

应用中，所述双模标签装置可以在上述硬件的支持下，通过内嵌程序等方式实现相应功能。例如可通过nordic NRF5x芯片底层驱动程序，并加以配置，便可自动生成蓝牙信号，另外再开发应用层业务，配合程序控制则可实现RFID信号和BLE信号(即双模信号)通过同一根天线(即所述板载天线模块2)分时输出(例如，BLE信号可3S输出一次、RFID信号可1H输出一次)的功能。

应用中，所述有源RFID收发处理单元11的工作流程如图6所示。考虑到所述双模标签装置的ID随时可能更改，因此每次数据发送前都将重新打包，以保证修改后的ID可立即生效。在发送数据前，判断是否修改发射功率，如果修改，则对相应模块进行设置，最后完成数据发送。

所述BLE收发单元12的工作流程如图7所示。考虑到蓝牙广播由底层协议栈自主控制，所以每次配置蓝牙参数时，首先需要关闭蓝牙模块，以防止配置过程中蓝牙工作不正常。然后设置蓝牙发射功率、根据标签ID设置蓝牙广播名，接着设置蓝牙的广播周期，最后启动蓝牙模块(即所述BLE收发单元12)，即可让蓝牙模块安照指定的周期发送标签ID数据。

所述参数配置处理单元5的工作流程如图8所示。可通过配套的手机APP实现本地配置功能(即可与手机进行交互)，所述双模标签装置通过判断手机下发的指令包，完成各种配置功能，同时将配置参数进行存储(例如，存储在所述存储器中)。

所述固件升级单元的固件升级工作流程可通过nordic NRF5X官方DEMO库实现，此处不再详细叙述。

应用中，可利用RFID信号和BLE信号不同输出距离的特点，解决定位精度和维护成本的问题。例如，将BLE信号输出距离设置为小于或者等于10M，可提高BLE系统定位精度，将RFID信号输出距离设置大于50m，则可节省系统自检网关的布置数量。所述双模标签装置和RFID网关的布置(布局配置)建议可参见图9。如图9所示，由于蓝牙通信距离小于等于10m，因此要保证在任意位置上，手机都能接收到蓝牙信号，根据勾股定理，可计算得到所述双模标签装置的距离应小于14.14m。同理，RFID的通信距离大于等于50m(已考虑遮挡和信号稳定因素)，则所述RFID网关的布置距离应小于70.6m。因此，基于上述推荐布置，一个RFID网关可管理约50个所述双模标签装置，面积可达7850m²。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双模标签装置，其特征在于，包括：

控制器；

与所述控制器通信连接的板载天线模块；

其中，所述控制器包括：有源无线射频识别RFID收发单元和蓝牙低功耗BLE收发单元；

还包括：参数配置处理单元，分别与所述有源RFID收发单元和BLE收发单元通信连接。

2.根据权利要求1所述的双模标签装置，其特征在于，还包括：电源管理模块，所述电源管理模块与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的双模标签装置，其特征在于，还包括：纽扣电池，与所述电源管理模块电连接。

4.根据权利要求1所述的双模标签装置，其特征在于，所述有源RFID收发单元的工作频段为2.4GHZ。

5.根据权利要求1所述的双模标签装置，其特征在于，所述有源RFID收发单元包括：RFID数据组建模块以及与所述RFID数据组建模块通信连接的RFID数据包发送模块。

6.根据权利要求1所述的双模标签装置，其特征在于，所述BLE收发单元包括：BLE数据组建模块，以及与所述BLE数据组建模块通信连接的BLE数据包发送模块。

7.根据权利要求6所述的双模标签装置，其特征在于，所述参数配置处理单元包括：标签ID设置模块以及发送信号强度设置模块。

8.根据权利要求1所述的双模标签装置，其特征在于，还包括：固件升级单元，分别与所述有源RFID收发单元和BLE收发单元通信连接。

9.根据权利要求1所述的双模标签装置，其特征在于，还包括：与所述控制器通信连接的存储器。

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