CN215679375U - 特高频rfid读卡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种特高频RFID读卡器，包括供电模块、射频模块；供电模块包括POE供电电路和直流供电电路，供电模块通过POE供电电路或直流供电电路为特高频RFID读卡器提供电源，POE供电电路通过POE网线从POE交换机获取电源，直流供电电路通过本地直流电源获取电源；射频模块包括射频天线接口和射频单元；射频天线接口包括射频天线，射频天线接口通过射频天线接收RFID标签信息，并将RFID标签信息发送给射频单元；射频单元根据从射频天线接口接收到的RFID标签信息，生成标签数据并将标签数据进行输出。本实用新型使用POE供电电路供电时，实现数据通道和电源供电一体化，实现面向网络组网方式。

Description

特高频RFID读卡器

技术领域

本实用新型涉及无线射频技术领域，尤其涉及一种特高频RFID(Radio FrequencyIdentification，无线射频识别技术)读卡器。

背景技术

UHF(Ultra High Frequency，特高频)，是指波长范围为1dm(分米)～10dm，频率为300Mhz(兆赫兹)～3000Mhz的无线电波，常用于移动通信和广播电视领域。

RFID(无线射频识别技术)是一种非接触式自动识别技术，相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点，其无需在识别系统与识别目标之间建立机械或光学接触即可通过射频信号的空间发射进行传输信息。通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，广泛应用于零售、仓储管理、人员识别等场合。按照不同频率数量级可以细分为低频(LF)、高频(HF)、特高频(UHF)、微波(MW)四类。现有的低频(125Khz～134.2Khz)和高频(13.56Mhz)技术下的读卡器一般采用电磁耦合原理，分别工作在125Khz和13.56Mhz左右，但是此种频率下的RFID读卡器存在许多缺陷，比如：读写距离短、传输速度慢、应用领域窄、安全保密性差等。

特高频(300Mhz～3000Mhz)RFID读卡器，基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID读卡器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，无线射频识别技术中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体，通过无线射频识别技术，可以实现对电子标签的识别和读写操作。相比于低频、高频，特高频RFID读卡器的读写距离更远，保密性强，读写速度更快，方向性更好。

现有的特高频RFID读卡器，一般采用DC(direct current，直流电源)供电，通信方式为串口或者以太网，广泛应用于商业及工业领域。但是，使用DC供电时，需要现场配备DC电源，供电效率低，成本高，不具备宽电压输入，可靠性低，安装流程繁琐，限缩了读卡器的安装使用范围，不利于大规模组网；面向广泛的商业和工业应用场合，还未能提供适应集成化的产品：比如产品防护、产品兼容设计等方面。

实用新型内容

本实用新型解决了现有特高频RFID读卡器，采用DC供电时，需要现场配备DC电源，供电效率低，成本高，不具备宽电压输入，可靠性低，安装流程繁琐，限缩了读卡器的安装使用范围，不利于大规模组网的缺陷，提供一种具有POE(Power Over Ethernet，以太网供电)供电电路和DC供电电路、实现数据通讯和电源供给一体化的特高频RFID读卡器。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

根据本实用新型的一实施方式，提供一种特高频RFID读卡器，所述读卡器包括供电模块、射频模块；

所述供电模块包括POE供电电路和直流供电电路，所述供电模块用于通过所述POE供电电路或所述直流供电电路为所述特高频RFID读卡器提供电源，其中，所述POE供电电路用于通过POE网线从POE交换机获取所述电源，所述直流供电电路用于通过本地直流电源获取所述电源；所述射频模块包括射频天线接口和射频单元；

所述射频天线接口包括射频天线，所述射频天线接口用于通过所述射频天线接收RFID标签信息，并将所述RFID标签信息发送给所述射频单元；

所述射频单元用于根据从所述射频天线接口接收到的所述RFID标签信息，生成标签数据并将所述标签数据进行输出。

较佳地，所述的特高频RFID读卡器的射频模块包括不同类型的多个射频单元。

较佳地，所述特高频RFID读卡器的射频模块包括多个射频天线接口，每一个所述射频天线接口分别用于控制对应的所述射频天线以接收所述RFID标签信息。

较佳地，所述特高频RFID读卡器还包括WIFI(无线通讯技术)模块，所述WIFI模块包括WIFI天线；

所述WIFI模块通过所述WIFI天线获取待传输数据；

所述WIFI模块由所述供电模块供电。

较佳地，所述特高频RFID读卡器包括USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口，所述USB接口用于扩展为串口和/或网口。

较佳地，所述特高频RFID读卡器包括UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口；

所述UART接口支持RS232通讯协议。

较佳地，所述的特高频RFID读卡器的POE供电电路的电压输入范围为12V-48V。

较佳地，所述的特高频RFID读卡器的直流供电电路用于将第一直流电压降压转换成第二直流电压。

较佳地，所述第一直流电压的电压范围为11V～13V，所述第二直流电压的电压范围为4V～6V。

较佳地，所述特高频RFID读卡器还包括主控模块；

所述主控模块分别与所述供电模块及所述射频模块电连接，所述主控模块用于控制所述特高频RFID读卡器的各个模块。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的特高频RFID读卡器，提高了供电效率低，降低了使用成本，具备宽电压输入，可靠性高，能够简化安装流程，扩大了读卡器的安装使用范围；特高频RFID读卡器使用POE网线供电时，实现数据通道和电源供电一体化，实现面向网络组网方式。

本实用新型的特高频RFID读卡器还提供两种类型可选的射频单元兼容设计，方便射频单元的替换和选择；支持以太网、WIFI、UART等多种通讯方式，具有USB扩展功能，可以进一步支持以太网、无线网卡、串口通讯端口，实现大规模组网。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的特高频RFID读卡器模块示意图；

图2是本实用新型实施例1的特高频RFID读卡器的供电模块示意图；

图3为本实用新型实施例1的特高频RFID读卡器的工作原理示意图；

图4为本实用新型实施例2的特高频RFID读卡器的各模块关系示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

图1为本实用新型实施例的特高频RFID读卡器模块示意图，本实施例提供一种特高频RFID读卡器，读卡器包括供电模块1、射频模块2；

供电模块1包括POE供电电路3和直流供电电路4，供电模块1用于通过POE供电电路3或直流供电电路4为特高频RFID读卡器提供电源，其中，POE供电电路3用于通过POE网线从POE交换机获取电源，直流供电电路4用于通过本地直流电源获取电源；射频模块2包括射频天线接口5和射频单元6；

射频天线接口5包括射频天线7，射频天线接口5用于通过射频天线7接收RFID标签信息，并将RFID标签信息发送给射频单元6；

射频单元6用于根据从射频天线接口5接收到的RFID标签信息，生成标签数据并将标签数据进行输出。

本实施例中的特高频RFID读卡器，具有POE供电电路3和直流供电电路4，工作时可以依据实际工作环境的需要，进行切换和选取，保证了在无直流电源的情况下，特高频RFID读卡器依旧具有电源供应，提高了供电效率低，降低了使用成本，可靠性高，能够简化安装流程，扩大了读卡器的安装使用范围；特高频RFID读卡器使用POE供电时，具备宽电压输入，实现了数据通道和电源供电一体化，实现面向网络组网方式。

图2是本实用新型实施例的特高频RFID读卡器的供电模块示意图，供电模块1包括POE供电电路3和直流供电电路4。

POE供电电路3使用POE供电方式，POE供电是指通过POE交换机网线31给特高频RFID读卡器供电，特高频RFID读卡器本身就需要接网线的，通过网线进行正常通信，所以在一些没有电源插头的场合下，采用POE电源供电就很方便了，只用一根网线就解决了供电问题和通讯问题。网线既能传输电源也能传输网络数据，实现数据通道和电源供电一体化。上位机通过网络能够接入尽可能多的设备，并区分该设备安装的位置、管辖的区域，经过组网的读卡器设备能够将其操作区域扩大，具有很强的实用性。

直流供电电路4使用直流电源的供电方式，直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。

优选地，直流供电电路4的电源采用锁止插座，即具有锁止电源功能的插座，可以保证电源供电的稳定可靠。

本实施例中的特高频RFID读卡器，符合ISO18000-6C/6D协议，支持EPC C1Gen2V2.0协议、EPC C1Gen2 V1.2协议及GB29768协议，读写距离长，传输速度快，每秒可读取千余张电子标签，最大读卡速度可达1000个/秒，数据存储量大；应用领域宽；支持多标签读取；安全保密性强等。

图3是本实用新型实施例的特高频RFID读卡器的工作原理示意图，特高频RFID读卡器的工作原理是：RFID标签11进入特高频RFID读卡器的射频场后，其射频天线7获得RFID标签11信息对应的感应电流传输至射频模块2，射频模块2进行信息处理后，将RFID标签11信息传输至主控模块8，通过主控模块8，维护特高频RFID读卡器的运行，包括通过通信接口接收命令及回传读写的结果等。

如图3所示，上位机10通过TCP/IP协议与POE交换机9进行通讯，POE交换机9通过TCP/IP协议与特高频RFID读卡器进行通讯；上位机10通过串口/以太网使用RS232协议向特高频RFID读卡器的主控模块8下发配置/操作指令，主控模块8将相关指令再打包/翻译至射频模块2能够响应的指令，控制射频单元的工作。特高频RFID读卡器功能内容包括了读卡，写卡等基本操作。特高频RFID读卡器通过射频天线7与RFID标签11进行通讯，主控模块8可以指定射频天线接口，从而实现多射频天线7的扫描管理，扩展设备工作的范围。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种特高频RFID读卡器，其射频模块包括不同类型的多个射频单元。

优选地，本实施例中的射频模块为2种不同类型的2个射频单元，但并不具体限定射频模块及射频单元的数量及类型，本领域的技术人员均可根据实际需求进行相应的调整。本实施例中的射频模块可以兼容不同厂家的射频单元，射频单元在硬件层面可以直接替换，软件上需要完成不同单元的驱动接口匹配。特高频RFID读卡器为不同的射频单元提供兼容软件设计，建立统一的软件适配层，兼容这些不同厂家的产品，客户可以根据自己的需要进行射频单元的选择。

本实施例中的特高频RFID读卡器提供不同类型的多个射频单元兼容设计，方便射频单元的替换和选择，利于大规模生产和生产备料。

在本实施例中，射频模块包括多个射频天线接口，每一个射频天线接口分别用于控制对应的射频天线以接收RFID标签信息。

优选地，本实施例中的射频模块包括4个射频天线接口，每一个射频天线接口分别用于控制对应的射频天线以接收RFID标签信息。不同的工作频率使用不同的射频天线，不同射频天线的增益不同，增益大小影响天线的作用距离，即其可识别的RFID标签距离不相同。射频天线的最大输出功率可达33dBm(功率单位，1W等于30dBm)，识别标签距离可达20米以上，通过射频模块本身功率可调及定向陶瓷天线，实际距离会受环境影响。

本实施例中，不同射频接口的射频天线可以对不同距离的RFID标签进行操作，实现了远距离标签的识别，提高了特高频RFID读卡器的射频天线工作范围。

图4为本实用新型实施例的特高频RFID读卡器的各模块关系示意图，其中：

USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是特高频RFID读卡器包括的一种接口。

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)是特高频RFID读卡器包括的另一种接口。

USB_VBUS(USB电源接线)是指USB设备类型是总线供电类型，即USB设备的+5V电压。

VDD(电源电压)是指器件内部的工作电压(接电源)，通常接3.3V电压。

在本实施例中，特高频RFID读卡器还包括WIFI模块12，WIFI模块12包括WIFI天线13，WIFI模块12由供电模块1供电；WIFI模块12通过WIFI天线13获取待传输数据，将待传输数据传输至用户。

本实施例中的WIFI模块12用于数据传输，可以在用户和特高频RFID读卡器之间进行数据传输，方便用户使用WIFI信号与特高频RFID读卡器进行通讯。

如图4所示，在本实施例中，特高频RFID读卡器包括USB接口，方便用户使用USB接口与特高频RFID读卡器进行通信；USB接口可以扩展为串口和/或网口，用于实现多种接口的通讯方式，USB接口易于扩展更多的本地功能，如本地USB升级、本地数据导出、设备参数配置、无线网的接入等。

如图4所示，在本实施例中，特高频RFID读卡器包括UART接口，方便用户使用UART接口与特高频RFID读卡器进行通讯；UART接口支持RS232通讯协议，方便用户使用RS232通讯协议与特高频RFID读卡器进行通讯。

在本实施例中，POE供电电路的电压输入范围为12V-48V。

本实施例中的特高频RFID读卡器的POE供电电路的电压输入范围为12V-48V，具有较宽的电压范围输入，可以满足不同工作电压下特高频RFID读卡器的正常工作。

在本实施例中，特高频RFID读卡器的直流供电电路用于将第一直流电压降压转换成第二直流电压。第一直流电压与第二直流电压是特高频RFID读卡器工作过程中的电路或器件所需的电压数值。

本实施例中的特高频RFID读卡器，其器件的工作电压范围有11V～13V、4V～6V。特高频RFID读卡器提供的第一直流电压的电压范围为11V～13V，第二直流电压的电压范围为4V～6V。

此处的第一直流电压的电压范围包括但不限于11V～13V，可以是12V，第二直流电压的电压范围包括但不限于4V～6V，可以是5V、3V或3.3V，本领域的技术人员可以根据实际需要，进行电压数值的设定。

本实施例中的直流供电电路，用于生成部分器件工作所需的特定电压，保障特高频RFID读卡器的正常工作。

如图4所示，本实施例中，特高频RFID读卡器还包括主控模块8；主控模块8分别与供电模块1、射频模块2及WIFI模块12电连接，主控模块8用于控制特高频RFID读卡器的各个模块，如射频模块2、射频天线接口、射频天线7、射频单元、WIFI模块12、WIFI天线13、USB接口、UART接口。

上位机通过串口/以太网向主控模块8下发配置/操作指令，主控模块8将相关指令再打包/翻译至射频模块2能够响应的指令，控制射频单元的工作，从而实现读卡，写卡等基本操作。主控模块8可以指定射频天线端口，从而实现多射频天线7的扫描管理，扩展设备工作的范围。

优选地，本实施例中的特高频RFID读卡器外壳采用IP(Ingress Protection，防护等级)65级别的防护，具有防水、防尘的功能，可以满足严苛的工业化工作场景，扩大了特高频RFID读卡器的安装场所，使其不再受限于尘土、潮湿的恶劣条件。

本实用新型的特高频RFID读卡器，提高了供电效率低，降低了使用成本，具备宽电压输入，可靠性高，扩大了读卡器的安装使用范围；特高频RFID读卡器使用POE网线供电时，实现数据通道和电源供电一体化，能够简化安装流程，实现面向网络组网方式；本实用新型还提供两种类型可选的射频单元兼容设计，方便射频单元的替换和选择；支持以太网、WIFI、UART等多种通讯方式，具有USB扩展功能，可以进一步支持以太网、无线网卡、串口通讯端口，实现大规模组网。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种特高频RFID读卡器，其特征在于，所述读卡器包括供电模块、射频模块；

所述供电模块包括POE供电电路和直流供电电路，所述供电模块用于通过所述POE供电电路或所述直流供电电路为所述特高频RFID读卡器提供电源，其中，所述POE供电电路用于通过POE网线从POE交换机获取所述电源，所述直流供电电路用于通过本地直流电源获取所述电源；所述射频模块包括射频天线接口和射频单元；

所述射频天线接口包括射频天线，所述射频天线接口用于通过所述射频天线接收RFID标签信息，并将所述RFID标签信息发送给所述射频单元；

所述射频单元用于根据从所述射频天线接口接收到的所述RFID标签信息，生成标签数据并将所述标签数据进行输出。

2.根据权利要求1所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述射频模块包括不同类型的多个射频单元。

3.根据权利要求1所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述射频模块包括多个射频天线接口，每一个所述射频天线接口分别用于控制对应的所述射频天线以接收所述RFID标签信息。

4.根据权利要求1所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述特高频RFID读卡器还包括WIFI模块，所述WIFI模块包括WIFI天线；

所述WIFI模块通过所述WIFI天线获取待传输数据；

所述WIFI模块由所述供电模块供电。

5.根据权利要求1所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述特高频RFID读卡器包括USB接口，所述USB接口用于扩展为串口和/或网口。

6.根据权利要求1所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述特高频RFID读卡器包括UART接口；

所述UART接口支持RS232通讯协议。

7.根据权利要求1所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述POE供电电路的电压输入范围为12V-48V。

8.根据权利要求1所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述直流供电电路用于将第一直流电压降压转换成第二直流电压。

9.根据权利要求8所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述第一直流电压的电压范围为11V～13V，所述第二直流电压的电压范围为4V～6V。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的特高频RFID读卡器，其特征在于，所述特高频RFID读卡器还包括主控模块；

所述主控模块分别与所述供电模块及所述射频模块电连接，所述主控模块用于控制所述特高频RFID读卡器的各个模块。

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