CN211979672U - 一种基于nb-iot无线通讯技术的气瓶安全监管系统rfid手持机 - Google Patents

Abstract

一种基于NB‑IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机，包括MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB‑IOT通讯单元。本实用新型将MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB‑IOT通讯单元相结合，利用NB‑IOT通讯单元实现授权频段下的近距离无线通信，能及时有效的进行黑名单验证并开启加气机为车辆充气，降低加气站后台系统通讯出错率，提高加气人员的客户服务工作效率，适应云计算及物联网化的社会进步需求，提高了充气系统的安全性。

Description

一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手 持机

技术领域

本实用新型涉及一种RFID手持机,更确切的说是一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机。

背景技术

在现有的气瓶安全监管系统领域中， RFID 标签读写手持机作为加气站气瓶安全监管系统的重要部件，担负着 RFID 标签读写、数据传输、充装黑名单判断等频繁的现场操作。在现有的气瓶安全监管系统中，现场的数据传输网络部署是基于非授权频段的近距离无线网络通信，加气站的后台控制器与各个加气工手中的手持机都在一个非授权频段的无线网络上进行数据传输，所有设备都共享一个非授权的无线通讯频点。加气站的后台控制器收集各个手持机的充装数据形成充装记录，同时并进行气瓶黑名单的比对，整个业务流程都在共享的一个非授权的无线通讯频点上进行，系统安全与可靠性受到了较大的挑战。目前在加气站现场系统的数据传输方面，多采用非授权频段下的近距离无线通信技术，容易受到外界干扰，与加气站后台系统通讯出错率高，同时造成气瓶安全监管系统数据记录不完整，不能及时有效的进行黑名单验证并开启加气机为车辆充气，影响加气人员的客户服务工作，不能适应云计算及物联网化的社会进步需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机，能够将MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB-IOT 通讯单元相结合，利用NB-IOT 通讯单元实现授权频段下的近距离无线通信，能及时有效的进行黑名单验证并开启加气机为车辆充气，降低加气站后台系统通讯出错率，提高加气人员的客户服务工作效率，适应云计算及物联网化的社会进步需求，提高了充气系统的安全性。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机，包括MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB-IOT 通讯单元。MCU主控单元的ESP07 EN引脚连接WIFI通讯单元的3号引脚，MCU主控单元的ESP07 RST引脚连接WIFI通讯单元的1号引脚，MCU主控单元的ESP07 RST引脚连接WIFI通讯单元的1号引脚，MCU主控单元的PB3引脚与NB-IOT 通讯单元的CD引脚连接，MCU主控单元的PB8引脚与RFID射频读写单元的RSTPD引脚连接，MCU主控单元的PB12引脚与RFID射频读写单元的NSS引脚连接，MCU主控单元的PB13引脚与RFID射频读写单元的SCK引脚连接，MCU主控单元的PB14引脚与RFID射频读写单元的MISO引脚连接，MCU主控单元的PB15引脚与RFID射频读写单元的MOSI引脚连接，MCU主控单元的PC0引脚与RFID射频读写单元的IRQ引脚连接。为了进一步实现本实用新型的目的，还可以采用以下技术方案:还包括50 欧姆射频阻抗传输匹配电路、数据存储单元、OLED 显示单元、字库单元、键盘单元、USB 通讯接口、锂电池充电管理单元。

所述50 欧姆射频阻抗传输匹配电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电感L1、电感L2、电容C6、变压器1818WBT-3L、可调电容器C7、电容C4、电容C5，电容C1的一端和电阻R1的一端连接后与RFID模块的VMID端连接，电容C1的另一端与RFID模块的AGND接地端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接后与RFID模块的RX端连接，电阻R2的另一端与电容C2的一端连接，电感L1的一端与RFID模块的TX1端连接，电感L1的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电容C2的另一端连接后与变压器1818WBT-3L的3号引脚连接，电容C6的一端与RFID模块的TX2端连接，电感L2的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端与变压器1818WBT-3L的1号引脚连接，电容C6与可调电容器C7并联，电感L1的一端与电容C3的一端连接后与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与电容C5的一端连接，电感L2的一端与电容C6的一端连接后与电容C5的另一端连接，电容C4的一端与电容C5的一端连接后与TGND接地端连接，变压器1818WBT-3L的4号引脚连接天线P1，变压器1818WBT-3L的2号引脚与TGND接地端连接。

本实用新型的优点在于：本实用新型将MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB-IOT 通讯单元相结合，利用NB-IOT 通讯单元实现授权频段下的近距离无线通信，能及时有效的进行黑名单验证并开启加气机为车辆充气，降低加气站后台系统通讯出错率，提高加气人员的客户服务工作效率，适应云计算及物联网化的社会进步需求，提高了充气系统的安全性。本实用新型运用 RFID 射频识别技术管理危化品气瓶，采用电子标签与数字安全认证相结合的信息技术，赋予每个危化品气瓶唯一的编号，进而实现对气瓶生产、充装、流通和管理等环节的信息自动采集，创建气瓶安全监督管理数据库，并能实时查询气瓶流通过程的数据信息与监测状态，从根源上解除危化品气瓶给社会带来的潜在安全隐患。本实用新型还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为MCU主控单元的电路结构示意图；

图3为WIFI通讯单元的电路结构示意图；

图4为NB-IOT 通讯单元的电路结构示意图；

图5为RFID射频读写单元的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机，如图1-图5所示，包括MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB-IOT 通讯单元。还包括50 欧姆射频阻抗传输匹配电路、数据存储单元、OLED 显示单元、字库单元、键盘单元、USB 通讯接口、锂电池充电管理单元。MCU主控单元的ESP07 EN引脚连接WIFI通讯单元的3号引脚，MCU主控单元的ESP07 RST引脚连接WIFI通讯单元的1号引脚，MCU主控单元的ESP07 RST引脚连接WIFI通讯单元的1号引脚，MCU主控单元的PB3引脚与NB-IOT 通讯单元的CD引脚连接，MCU主控单元的PB8引脚与RFID射频读写单元的RSTPD引脚连接，MCU主控单元的PB12引脚与RFID射频读写单元的NSS引脚连接，MCU主控单元的PB13引脚与RFID射频读写单元的SCK引脚连接，MCU主控单元的PB14引脚与RFID射频读写单元的MISO引脚连接，MCU主控单元的PB15引脚与RFID射频读写单元的MOSI引脚连接，MCU主控单元的PC0引脚与RFID射频读写单元的IRQ引脚连接。本实用新型将MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB-IOT 通讯单元相结合，利用NB-IOT 通讯单元实现授权频段下的近距离无线通信，能及时有效的进行黑名单验证并开启加气机为车辆充气，降低加气站后台系统通讯出错率，提高加气人员的客户服务工作效率，适应云计算及物联网化的社会进步需求，提高了充气系统的安全性。本实用新型运用 RFID 射频识别技术管理危化品气瓶，采用电子标签与数字安全认证相结合的信息技术，赋予每个危化品气瓶唯一的编号，进而实现对气瓶生产、充装、流通和管理等环节的信息自动采集，创建气瓶安全监督管理数据库，并能实时查询气瓶流通过程的数据信息与监测状态，从根源上解除危化品气瓶给社会带来的潜在安全隐患。RFID射频读写单元实现 RFID 射频识别的天线功率匹配，芯片通讯控制等功能。

本手持机采用具有 ARMCortex-M3 内核的 STM32F103VCT6 微控制器作为MCU主控单元，负责整个手持机的数据加解密，外设控制，人机接口交互及功耗管理等;NB-IOT 通讯单元采用移远公司的 BC26 超低功耗、超高灵敏度、全球频段、全协议栈的通讯模组实现与云端平台的数据传输； WIFI 通讯模块采用安信可公司的 ESP8266 系列模组，该模组支持 IEEE802.11 b/g/n 协议，内嵌完整的 TCP/IP协议栈，可以实现手持机接入本地局域网监控现场的控制设备； RFID 射频读写单元采用恩智浦公司的 CLRC632 射频识别芯片实现 ISO14443 及 ISO15693 相关高频卡协议数据收发； OLED 显示单元采用彩色液晶模组实现人机交互接口；数据存储单元采用大容量 TF 卡作为文件系统的存储媒介载体；本单元电路 U1 芯片作为主控 MCU 芯片实现 OLED 液晶接口、键盘接口、射频识别芯片接口、NB-IOT 通讯模块单元接口、 WIFI 通讯模块单元接口、TF-CARD 大容量数据卡接口。

所述50 欧姆射频阻抗传输匹配电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电感L1、电感L2、电容C6、变压器1818WBT-3L、可调电容器C7、电容C4、电容C5，电容C1的一端和电阻R1的一端连接后与RFID模块的VMID端连接，电容C1的另一端与RFID模块的AGND接地端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接后与RFID模块的RX端连接，电阻R2的另一端与电容C2的一端连接，电感L1的一端与RFID模块的TX1端连接，电感L1的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电容C2的另一端连接后与变压器1818WBT-3L的3号引脚连接，电容C6的一端与RFID模块的TX2端连接，电感L2的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端与变压器1818WBT-3L的1号引脚连接，电容C6与可调电容器C7并联，电感L1的一端与电容C3的一端连接后与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与电容C5的一端连接，电感L2的一端与电容C6的一端连接后与电容C5的另一端连接，电容C4的一端与电容C5的一端连接后与TGND接地端连接，变压器1818WBT-3L的4号引脚连接天线P1，变压器1818WBT-3L的2号引脚与TGND接地端连接。本实用新型的50 欧姆射频阻抗传输匹配电路能够将 RC632射频识别 RFID 芯片与具有 50 欧姆射频同轴传输电缆的NFC 天线连接，需要将 RC632的平衡输出射频信号通过阻抗传输匹配电路转换为非平衡传输信号来驱动 50 欧姆射频同轴天线，以获得最优的射频收发性能。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。

Claims (3)

1.一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机，其特征在于：包括MCU主控单元、RFID射频读写单元、WIFI通讯单元、NB-IOT 通讯单元，MCU主控单元的ESP07EN引脚连接WIFI通讯单元的3号引脚，MCU主控单元的ESP07 RST引脚连接WIFI通讯单元的1号引脚，MCU主控单元的ESP07 RST引脚连接WIFI通讯单元的1号引脚，MCU主控单元的PB3引脚与NB-IOT 通讯单元的CD引脚连接，MCU主控单元的PB8引脚与RFID射频读写单元的RSTPD引脚连接，MCU主控单元的PB12引脚与RFID射频读写单元的NSS引脚连接，MCU主控单元的PB13引脚与RFID射频读写单元的SCK引脚连接，MCU主控单元的PB14引脚与RFID射频读写单元的MISO引脚连接，MCU主控单元的PB15引脚与RFID射频读写单元的MOSI引脚连接，MCU主控单元的PC0引脚与RFID射频读写单元的IRQ引脚连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机，其特征在于：还包括50 欧姆射频阻抗传输匹配电路、数据存储单元、OLED 显示单元、字库单元、键盘单元、USB 通讯接口、锂电池充电管理单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于NB-IOT无线通讯技术的气瓶安全监管系统RFID手持机，其特征在于：所述50 欧姆射频阻抗传输匹配电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电感L1、电感L2、电容C6、变压器1818WBT-3L、可调电容器C7、电容C4、电容C5，电容C1的一端和电阻R1的一端连接后与RFID模块的VMID端连接，电容C1的另一端与RFID模块的AGND接地端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接后与RFID模块的RX端连接，电阻R2的另一端与电容C2的一端连接，电感L1的一端与RFID模块的TX1端连接，电感L1的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端与电容C2的另一端连接后与变压器1818WBT-3L的3号引脚连接，电容C6的有单与RFID模块的TX2端连接，电感L2的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端与变压器1818WBT-3L的1号引脚连接，电容C6与可调电容器C7并联，电感L1的一端与电容C3的一端连接后与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与电容C5的一端连接，电感L2的一端与电容C6的一端连接后与电容C5的另一端连接，电容C4的一端与电容C5的一端连接后与TGND接地端连接，变压器1818WBT-3L的4号引脚连接天线P1，变压器1818WBT-3L的2号引脚与TGND接地端连接。

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