CN211352200U - 一种手持式rfid信号强度检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种手持式RFID信号强度检测装置。该检测装置具备装置本体，装置本体上配置有显示模块、电源开关按钮、功能按键、指示组件以及充电端口。该显示模块配置于装置本体的一侧表面，指示组件与显示模块同侧配置。较佳的，电源开关按钮及功能按键同侧的配置于装置本体的一侧。装置本体的端部配置有接收端，该接收端用以接收RF信号。该装置本体配置有芯片模块，该芯片模块用以将接收的RFID射频信号转换成对应的直流电压信号，再通过处理模块(如单片机)的ADC模块对该换换的直流电压信号进行采样并经过预设的模型处理后以转换为功率值。这样该RFID信号强度检测装置能够在简单的系统中实现RFID读写器接收信号强度检测，这样其可在现场对射频信号的强度进行测量。

Description

一种手持式RFID信号强度检测装置

技术领域

本申请涉及检测技术领域，具体地涉及一种手持式RFID信号强度检测装置。

背景技术

在电子产品射频模块发射领域，低成本，远距离，低辐射、稳定性一直是业内追求的目标，但是在实际应用中由于传输信号受距离和周围噪音及其它干扰源的影响，有时不能准确知道发射模块的信号强度造成信号不能正常接收反馈、信号质量差、信号不稳定等问题，直接影响工程施工质量及产品应用范围缩小等问题。

目前在国内，实现RSSI功能的读写器多采用国外集成读写器芯片，没有自己的电路。而在国外读写器一般是在解调后的信号直接进行高速ADC(Analog to DigitalConverter)采样，然后通过数字信号处理算法来计算接收信号强度。采用集成读写器芯片的成本比较高。

目前读写器芯片大都采用高速ADC和数字信号处理器这种方式测量RSSI比较准确，该类型的实施方式下高速ADC和数字信号处理器成本较高，实现周期也较长。对国内多数由微控制器来进行控制和数据处理的读写器来说，该方法不易实现。

实用新型内容

为解决上述的缺陷，本申请的目的在于:提供一种低成本且结构简单的RFID信号强度检测装置，该RFID信号强度检测装置能够在通用的单片机最小系统中实现的RFID读写器接收信号强度检测，这样其可在现场对射频信号的强度进行测量。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述检测装置具备，装置本体，所述装置本体上配置有显示模块、电源开关按钮、功能按键、指示组件以及接收端；

所述显示模块配置于装置本体的一侧表面，所述指示组件与显示模块同侧配置；所述接收端其配置于装置本体的端部，其用以接收RF信号，

所述电源开关按钮及功能按键配置于装置本体的一侧，

装置本体配置有芯片模块，该芯片模块用以将接收的RFID射频信号转换成对应的直流电压信号，所述直流电压信号经处理模块运算转换为功率值，所述功率值通过显示模块显示。这样该RFID信号强度检测装置能够在简单的系统中实现 RFID读写器接收信号强度检测，这样其可在现场对射频信号的强度进行测量。

在一实施方式中手持式RFID信号强度检测装置还包含充电端口，其与所述电源开关按钮相对配置。

在一实施方式中芯片模块电性连接所述接收端用以接收并处理所述接收端传输的信息并经信息传输至处理模块。

在一实施方式中处理模块为STM32模块。

在一实施方式中电源管理电路，其用以将电能储存模块的第一电压转换为第二电压后所述处理模块供电。

在一实施方式中处理模块包含ADC模块，其用以直流电压信号进行采样并经过预设的模型处理后以转换为功率值。

在一实施方式中芯片模块的输入端配置30dB的π型衰减电路。

有益效果

相对于现有技术中的方案，本申请提出的手持式RFID信号强度检测装置能实现对RFID射频信号(中心频率915MHz)强度值的测量，并将一段时间内的最大值显示，电路简单可靠且便于携带。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本申请实施例的RFID信号强度检测装置的功能示意图；

图2为本申请实施例的RFID信号强度检测装置的结构示意图；

图3为本申请实施例的RFID信号强度检测装置的系统框图；

图4为图3中检测装置芯片的输入频率与输出电压关系图；

图5为图3中检测装置芯片的输入信号功率与输出电压关系图；

图6为申请实施例的LMV221芯片的电路示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请提出的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本说明书中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。附图中包括示意图，会有各个部件的缩尺以及纵横的比率等与实际不同的情况。

实施例：

本申请提出一种手持式(有时也称便携式)RFID射频信号强度检测装置，其具备装置本体，该装置本体上配置有显示模块、电源开关按钮、功能按键、指示组件以及充电端口。该显示模块配置于装置本体的一侧表面，指示组件与显示模块同侧配置。较佳的，电源开关按钮及功能按键同侧的配置于装置本体的一侧。装置本体的端部配置有接收端，该接收端用以接收RF信号。该装置本体配置有芯片模块，该芯片模块(如：LMV221)用以将接收的RFID射频信号转换成对应的直流电压信号，再通过处理模块(如单片机)的ADC模块对该换换的直流电压信号进行采样并根据预设的模型 (输入信号功率与输出电压之间的函数关系)处理后运算出输入信号的功率值。该功率值通过显示模块显示。该装置本体内配置有可充电电池。

接下来结合附图来描述本申请提出的手持式RFID信号强度检测装置。

如图1所示为本申请实施方式的手持式RFID信号强度检测装置的功能示意图。

RFID射频信号通过芯片(如：LMV221)将接收的信号转换成对应的直流电压信号，再通过单片机的ADC模块对该换换的直流电压信号进行采样计算出输入信号的功率值(如根据芯片厂家提供的手册输入信号功率与输出电压之间的函数关系来运算)。本实施方式中芯片采用现有的LMV221芯片，其用于CDMA和WCDMA应用。该芯片的射频频率范围为50MHz-3.5GHz，并提供了精确的温度和电源补偿输出电压，芯片输出电压与以dBm为单位的射频输入功率线性相关，并且射频功率检测范围为-45dBm至-5dBm，采用2.7V至3.3V的单电源供电。

较佳的，该手持式RFID信号强度检测装置方案包括LMV221芯片的射频芯片模块、电源管理模块、显示模块和STM32模块(也称STM32最小系统)。

该STM32最小系统基于内部ADC模块对射频芯片模块转换的电压进行采样并且进行计算并通过显示模块的显示。该STM32最小系统实时对电池电压进行测量。在电量过低时发出提示如：控制红色LED灯闪烁。

该电源管理模块采用单节锂电池升压充电芯片(如TP5400)，该芯片能实现将锂电池电压升压到第一电压(如5V)并且能反向对锂电池进行充电，该第一电压(如5V)电源通过降压模块(如，AMS1117-3.3V芯片)将电源电压降压到第二电压(如3.3V)给显示模块以及单片机最小系统供电。

该显示模块包含显示区域，用以显示测量时间以及这段时间(检测的周期) 内的RFID射频信号强度的最大值(单位：dBm)及指示灯。在一实施方式中，该指示灯至少包含电源指示灯及充电指示灯。较佳的，在电源开关打开时电源指示灯亮红色，并且在锂电池电压低于预设电压(如3.2V，具体视应用的电池类型而不同)时闪烁提示电量过低及时充电。充电时充电指示灯亮红色表示充电中，当电池电量充满时亮绿色提示已充满。

该芯片模块(LMV221模块)，其用以将射频信号的功率转换成直流电压信号，在一实施方式中，由于待测射频信号功率较大，在输入端加上了一个30dB 的π型衰减电路a(参见图6，图中省略LMV221芯片其他引脚的连接示意)，通过这样的设计使得输入射频信号的功率范围介于-15dBm至25dBm。该π型衰减电路a包含，第一电阻R11、第二电阻R12及第三电阻R13，该第一电阻R11 的一端电性连接RFIN端及第二电阻R12的一端，第一电阻R11的另一端电性接地，第二电阻R12的另一端电性连接第三电阻R13的一端及LMV芯片(也称芯片模块)的RFIN端，第三电阻R13的另一端电性接地。较佳的，该第一电阻R11 的阻值与该第三电阻R13的阻值相同。

接下来结合图2来描述手持式RFID信号强度检测装置，其具备装置本体，该装置本体上配置有显示模块、电源开关按钮、功能按键、指示组件以及充电端口。该显示模块配置于装置本体的一侧表面，电源开关按钮及功能按键配置于装置本体的一侧。较佳的，电源开关按钮及功能按键同侧的配置于装置本体的一侧。在一实施方式中，该充电端口与电源开关相对的配置于装置本体的两侧。该装置本体的端部配置接收端，其用以接收RF信号。指示组件与显示模块同侧的配置于装置本体的一侧表面。在一实施方式中，该显示模块为显示屏。

该电源开关键起到电源开启与关闭的作用，并且预留充电端口给电池充电使用。

功能按键，测试时按下该功能按键，开始测量射频信号的强度值(时间可以用户自行设定)。开机后按下功能键开启计时，再按下一次功能键，计时停止，显示这两次按下功能键之间的时间，再次按压时显示模块上显示时间以及这测量的这段时间内的RFID射频信号强度最大值。再次按压时清零，即时间和射频信号强度值清零，重新开始测量，循环往复。该手持式RFID信号强度检测装置的检查功率范围：-15dBm至25dBm；测量时间范围：0s-9999s；检查的信息如测量时间与强度最大值通过显示模块显示；其搭载锂电，这样可反复充电且在电压低于预设值时通过提示如电源指示灯闪烁，提示电量不足；在充电时通过指示灯红色表示充电，亮绿色表示已充满。

上述实施方式的手持式RFID信号强度检测装置，其将RFID射频信号转换成相应的直流电压信号再通过ADC转换成功率值通过显示模块显示。

如图4所示是LMV221芯片在输入信号功率值分别为-45dBm、 -35dBm、-25dBm、-15dBm和-5dBm，输入频率与输出电压之间的关系图。

如图5所示是LMV221芯片在输入信号频率分别为900MHz、1855MHz、 2500MHz、3000MHz和3500MHz，输入信号功率与输出电压之间的关系图。

从图中可以看出输入信号功率与输出电压在一定功率范围内成一次函数关系，可以计算出这个函数关系，这样就可以根据测得电压值反推出输入信号功率值。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于计算机(处理器)可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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是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。凡如本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述检测装置具备，装置本体，所述装置本体上配置有显示模块、电源开关按钮、功能按键、指示组件以及接收端；

所述显示模块配置于装置本体的一侧表面，所述指示组件与显示模块同侧配置；所述接收端其配置于装置本体的端部，其用以接收RF信号，

所述电源开关按钮及功能按键配置于装置本体的一侧，

装置本体配置有芯片模块，其用以将接收的RFID射频信号转换成对应的直流电压信号，所述直流电压信号经处理模块运算转换为功率值，所述功率值通过显示模块显示。

2.如权利要求1所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：还包含充电端口，其与所述电源开关按钮相对配置。

3.如权利要求1所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述芯片模块电性连接所述接收端用以接收并处理所述接收端传输的信息并经信息传输至处理模块。

4.如权利要求3所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述处理模块为STM32模块。

5.如权利要求1所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：包含电源管理电路，其用以将电能储存模块的第一电压转换为第二电压以给所述处理模块供电。

6.如权利要求1所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述处理模块包含ADC模块，其用以直流电压信号进行采样并经过预设的模型处理后以转换为功率值。

7.如权利要求1所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述芯片模块的输入端配置30dB的π型衰减电路。

8.如权利要求7所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述π型衰减电路a包含，第一电阻、第二电阻及第三电阻，

所述第一电阻的一端电性连接RFIN端及第二电阻的一端、所述第一电阻的另一端电性接地；

所述第二电阻的另一端电性连接第三电阻3的一端及芯片模块的RFIN端，第三电阻的另一端电性接地。

9.如权利要求8所述的手持式RFID信号强度检测装置，其特征在于：所述第一电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相同。

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