CN219676589U - 基于模块化设计的射频识别终端 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于模块化设计的射频识别终端，通过控制模块控制射频识别模块读取和写入电子标签，从而实现标签识别功能外，还能通过控制模块控制无线通信模块与外部通信设备进行数据通信、控制传感器模块测量得到射频识别终端自身的状态数据、控制扫描模块进行信息码的扫描，以及控制显示模块输出显示信息，由于控制模块可对各功能模块进行单独控制，在需要进行功能调整时，可单独对相应的功能模块进行调整，而无需对整个射频识别终端进行调整，如此通过模块化组合可定制得到市场需求的射频识别终端，实现标准化与多样化的有机结合，有效协调多品种共存的同时，兼顾生产与研发效率。

Description

基于模块化设计的射频识别终端

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于模块化设计的射频识别终端。

背景技术

射频识别（RFID）是自动识别技术的一种，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电子标签或RF卡进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一，其在实时更新资料、存储信息量、使用寿命、工作效率、安全性等方面相较其他通信方式具有明显优势，能够使工作更加便捷，有效减少人力物力财力。

为解决射频识别终端功能单一的问题，现有的射频识别终端通过整合多种技术实现了多功能化，然而整合在一起的整套系统属于深度定制的产品，无法满足不同客户的个性化需求，如用户需要调整部分功能特性，往往整个产品硬件、软件都需要被迫变更以适配，对研发及客户而言都十分不便捷，耗费工时，影响效率。

实用新型内容

基于上述问题，本申请提出了一种便于实现个性化调整的基于模块化设计的射频识别终端。

一种基于模块化设计的射频识别终端，包括射频识别模块及与所述射频识别模块连接的控制模块，所述控制模块用于控制所述射频识别模块读取和写入电子标签，所述射频识别终端还包括：

无线通信模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述无线通信模块与外部通信设备进行数据通信；

传感器模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述传感器模块测量得到所述射频识别终端自身的状态数据；

扫描模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述扫描模块进行信息码的扫描；

显示模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述显示模块输出显示信息。

在其中一个实施例中，所述射频识别终端还包括：

电源管理模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述电源管理模块为所述射频识别终端供电。

在其中一个实施例中，所述电源管理模块包括：

主机端电池及与所述主机端电池连接的第一充放电管理单元，所述第一充放电管理单元用于控制所述主机端电池输出第一电压；

手柄端电池及与所述手柄端电池连接的第二充放电管理单元，所述第二充放电管理单元用于控制所述手柄端电池输出第二电压；

所述控制模块还分别与所述第一充放电管理单元和所述第二充放电管理单元连接，用于接收所述第一电压和所述第二电压组成的合路电压，并将所述合路电压输送至所述射频识别终端的各功能模块。

在其中一个实施例中，所述电源包括主机端电池和手柄端电池；所述电源管理模块包括：

升降压控制器，分别与所述第一充放电管理单元、所述第二充放电管理单元和所述控制模块连接，用于对所述合路电压进行升压和降压处理。

在其中一个实施例中，所述射频识别终端还包括：

音频模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述音频模块采集或输出音频信息。

在其中一个实施例中，所述音频模块包括：

扬声器和听筒，分别与所述控制模块连接，所述控制模块还用于分别控制所述扬声器和所述听筒输出所述音频信息；

主麦克风和副麦克风，分别与所述控制模块连接，所述控制模块还用于分别控制所述主麦克风和所述副麦克风采集所述音频信息。

在其中一个实施例中，所述射频识别终端还包括：

拍摄模块，与所述控制模块连接，所述拍摄模块用于拍摄所述信息码，得到信息码图像；

所述控制模块还用于对所述信息码图像进行扫描。

在其中一个实施例中，所述无线通信模块包括：

天线组件；

射频收发组件，分别与所述控制模块和所述天线组件连接，所述控制模块还用于驱动所述射频收发组件控制所述天线组件接收或发送通信数据。

在其中一个实施例中，所述传感器模块包括加速度传感器、地磁传感器和距离传感器。

在其中一个实施例中，所述扫描模块包括图像传感器、照明模组、瞄准模组和扫描控制器，所述扫描控制器分别与所述控制模块、所述图像传感器、所述照明模组和所述瞄准模组连接，用于在所述控制模块的驱动下控制所述图像传感器采集所述信息码的图像信息，控制所述照明模组对所述信息码进行照明，以及控制所述瞄准模组瞄准所述信息码。

附图说明

图1为本申请一实施例的射频识别终端的结构框图；

图2为本申请一实施例的射频识别模块的结构框图；

图3为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图；

图4为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图；

图5为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图；

图6为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图；

图7为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图；

图8为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图；

图9为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图；

图10为本申请另一实施例的射频识别终端的结构框图。

实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1为一实施例的基于模块化设计的射频识别终端的结构框图，该射频识别终端包括射频识别模块110及与射频识别模块110连接的控制模块120，控制模块120用于控制射频识别模块110读取和写入电子标签，射频识别终端还包括无线通信模块130、传感器模块140、扫描模块150和显示模块160，无线通信模块130与控制模块120连接，控制模块120还用于控制无线通信模块130与外部通信设备进行数据通信；传感器模块140与控制模块120连接，用于根据控制模块120输出的感测控制信号测量得到射频识别终端自身的状态数据；扫描模块150与控制模块120连接，控制模块120还用于控制扫描模块150进行信息码的扫描；显示模块160与控制模块120连接，控制模块120还用于控制显示模块160输出显示信息。

其中，射频识别模块110可包括MCU微控制器111、RFID收发器112、三个巴伦113（Balun：平衡不平衡转换器）、滤波器114、功率放大器115、两个RF检波器117、定向耦合器116（10dB）以及天线118，如图2所示，其中MCU微控制器111分别与控制模块120、RFID收发器112和两个RF检波器117连接，RFID收发器112分别与三个巴伦113连接，其中一个巴伦113依次连接滤波器114、功率放大器115、定向耦合器116和天线118，另外两个巴伦113分别与定向耦合器116和两个RF检波器117连接。

控制模块120可包括SOC芯片，射频识别模块110可为超高频射频识别读写器，在控制模块120的驱动下射频识别模块110可进行电子标签的读取和写入，实现对物品、场所或人员进行识别。

无线通信模块130可以用于实现蜂窝通信、WIFI/BT通信和GPS高精度定位等，控制模块120可生成并输出通信控制信号，从而驱动无线通信模块130与外部通信设备通信，接收来自外部通信设备的通信数据，并回传至控制模块120以由控制模块120进行进一步处理，或者向外部通信设备发送由控制模块120指示发送的通信数据，例如标签数据。

传感器模块140可检测射频识别终端的状态数据，以供控制模块120进行进一步分析，从而实现对射频识别终端的状态监测。传感器模块140可测量例如射频识别终端的朝向、姿态等状态数据，然后由控制模块120进行处理分析，进一步实现其他功能。

扫描模块150可根据扫描控制信号扫描诸如二维码、条形码之类的信息码，从而解析信息码所携带的数据，并回传至控制模块120进行进一步处理。其中，扫描模块150可与控制模块120的图像输入接口（MIPI CSI）连接，扫描控制信号可例如为I2C信号、GPIO信号等。

显示模块160主要由液晶显示器件、触摸屏、结构件等贴合装配在一起，加上驱动IC及外围电路，以及连接器、背光灯源等组成FPC板，可通过与控制模块120的图像输出接口（MIPI DSI）连接接收显示控制信号，从而输出控制模块120提供的显示信息，其中显示控制信号可为I2C信号、GPIO信号等，显示信息可例如为射频识别模块110识别出的电子标签信息。在一个实施例中，显示模块160还可显示传感器模块140测得的状态数据。

上述射频识别终端通过控制模块120控制射频识别模块110读取和写入电子标签，从而实现标签识别功能外，还能通过控制模块120控制无线通信模块130与外部通信设备进行数据通信、控制传感器模块140测量得到射频识别终端自身的状态数据、控制扫描模块150进行信息码的扫描，以及控制显示模块160输出显示信息，由于控制模块120可对各功能模块进行单独控制，在需要进行功能调整时，可单独对相应的功能模块进行调整，而无需对整个射频识别终端进行调整，如此通过模块化组合可定制得到市场需求的射频识别终端，实现标准化与多样化的有机结合，有效协调多品种共存的同时，兼顾生产与研发效率。

在一个实施例中，传感器模块140可包括加速度传感器、地磁传感器和距离传感器。

其中，加速度传感器用于检测射频识别终端自身的加速度，据此可得到射频识别终端所处的运动状态，实现姿态解析，进一步还可通过控制模块120实现个性化功能；地磁传感器可检测方向数据，配合加速度传感器，可判断出射频识别终端当前的朝向、正反面或运动姿态等信息，辅助控制模块120可进一步实现手势识别或其他特殊交互功能，如手机的抬起唤醒功能；距离传感器可用于检测是否有人体靠近或使用射频识别终端，进一步通过控制模块120实现操作唤醒和空闲休眠功能，辅助降低系统的功耗。

在一个实施例中，如图3所示，述射频识别终端还包括电源管理模块170，电源管理模块170与控制模块120连接，控制模块120还用于控制电源管理模块170为射频识别终端供电。

电源管理模块170可接收并存储外部充电设备提供的电能，在控制模块120的控制下，电源管理模块170可用于向射频识别终端内的各用电电路提供该电能；具体的，控制模块120可生成并输出电源172控制信号，从而可驱动电源管理模块170进行放电。其中，电源管理模块170可设有充放电管理芯片、电量计、电池、升降压控制器等，可实现自身的蓄电，以及在控制模块120的驱动下可实现自身的放电。

在一个实施例中，如图4所示，电源管理模块170包括主机端电池171及与主机端电池171连接的第一充放电管理单元172，和手柄端电池173及与手柄端电池173连接的第二充放电管理单元174，第一充放电管理单元172用于控制主机端电池171输出第一电压；第二充放电管理单元174用于控制手柄端电池173输出第二电压；控制模块120还分别与第一充放电管理单元172和第二充放电管理单元174连接，用于接收第一电压和第二电压组成的合路电压，并将合路电压输送至射频识别终端的各功能模块。

主机端电池171可位于射频识别终端的主体部分，手柄端电池173可位于射频识别终端的手柄部分，主机端电池171和手柄端电池173可输出或存储电能。在一个实施例中，主机端电池171可为单节锂离子电池，额定容量可为5100mAh，手柄端电池173可为两节并联的锂离子电池，额定容量可为2500mAh。

第一充放电管理单元172和第二充放电管理单元174除管理电池的放电外，还可用于与外部充电设备连接，从而负责外部充电设备为电池蓄能。此外，第一充放电管理单元172和第二充放电管理单元174还可分别负责主机端电池171和手柄端电池173的健康状态监测和剩余电能检测等。

其中通过第一充放电管理单元172和第二充放电管理单元174可分别控制主机端电池171和手柄端电池173的放电，从而得到放电过程中所传输的合路电压，控制模块120可接收该合路电压，进而传输至射频识别终端的各功能模块，以实现射频识别终端的供电。其中，合路电压可只包括第一电压，或只包括第二电压，或同时包括第一电压和第二电压。

通过设置双电池为射频识别终端供电，可延长射频识别终端的续航时间，此外设置两个充放电管理单元，以分别负责两个电池的充放电管理，便于实现后期功能调整，提高了便捷性。

在一个实施例中，控制模块内可设置有由电源管理芯片MT6357和MT6371构成的电源管理单元PMU，以用于管理合路电压。

在一个实施例中，电源管理模块还包括升降压控制器175，升降压控制器175分别与第一充放电管理单元172、第二充放电管理单元174和控制模块120连接，用于对合路电压进行升压和降压处理。

可以理解，经第一充放电管理单元172和第二充放电管理单元174输出的合路电压可能与射频识别终端各模块所需的工作电压存在差异，因此可在第一充放电管理单元172、第二充放电管理单元174，与控制模块120之间设置升降压控制器175，以对合路电压进行调制。

其中，电池电压通常为3.0V-4.2V，升压通常升至5V，降压通常降至3.3V或1.8V。

在一个实施例中，如图6所示，射频识别终端还包括音频模块180，音频模块180与控制模块120连接，控制模块120还用于控制音频模块180采集或输出音频信息。

可以理解，音频模块180可与控制模块120的音频专用接口连接，控制模块120为高度集成的微控制器，可实现控制音频模块180进行音频信息的采集和输出。

具体的，音频模块180可采集外部音频信息，例如用户发出的指令信号，传输至控制模块120后控制模块120进行指令识别并进行下一步动作；音频模块180还可输出音频信息，例如控制模块120对电子标签进行识别后输出的提示音。

在一个实施例中，音频模块180包括扬声器、听筒、主麦克风和副麦克风，扬声器和听筒分别与控制模块120连接，控制模块120还用于分别控制扬声器和听筒输出音频信息；主麦克风和副麦克风，分别与控制模块120连接，控制模块120还用于分别控制主麦克风和副麦克风采集音频信息。

可以理解，扬声器和听筒可向用户传达音频信息，其中扬声器可实现音频信息的外放；主麦克风和副麦克风可收集用户发出的音频信息，进一步实现射频识别终端的语音控制，其中主麦克风和副麦克风可为降噪麦克风。

在一个实施例中，如图7所示，射频识别终端还包括拍摄模块190，拍摄模块190与控制模块120连接，拍摄模块190用于拍摄信息码，得到信息码图像；控制模块120还用于对信息码图像进行扫描。

可以理解，拍摄模块190具备图像拍摄功能，控制模块120可通过向拍摄模块190发送拍摄控制信号来控制拍摄模块190进入拍摄工作；拍摄模块190可作为扫描模块150的备用模块，当不使用扫描模块150或扫描模块150故障时，可利用拍摄模块190拍摄信息码，得到信息码图像，然后控制模块可对该信息码图像进行扫描，最终解析得到信息码所携带的数据，完成信息码的扫描。此外，当不需要扫描信息码时，拍摄模块可用于拍摄其他图像。

其中，控制模块120可通过其图像输入接口（例如MIPI-CSI接口）和数据接口（例如I2C接口和GPIO接口）与拍摄模块190进行通信，从而实现拍摄控制和数据传输。拍摄模块190可设置有CMOS图像传感器、LED闪光/补光灯辅助照明等，用以实现扫描和图像拍摄功能。

在一个实施例中，如图8所示，无线通信模块130包括天线组件132和射频收发组件131，射频收发组件131分别与控制模块120和天线组件132连接，控制模块120还用于驱动射频收发组件131控制天线组件132接收或发送通信数据。

天线组件132用于实现电信号和射频信号的转换，射频收发组件131负责接收、处理和发送以电信号存在的通信数据，与天线组件132共同实现本终端蜂窝通信、WIFI/BT通信和GPS高精度定位等功能。

在一个实施例中，如图9所示，扫描模块150包括图像传感器152、照明模组153、瞄准模组154和扫描控制器151，扫描控制器151分别与控制模块120、图像传感器152、照明模组153和瞄准模组154连接，用于在控制模块120的驱动下控制图像传感器152采集信息码的图像信息，控制照明模组153对信息码进行照明，以及控制瞄准模组154瞄准信息码。

可以理解，图像传感器152可将光子转换为用于表征图像信息的数字信号；瞄准模组154用于辅助对准信息码，使得图像传感器152在整个景深范围内捕获信息码，其中瞄准模组154可采用激光瞄准装置或LED瞄准装置对信息码进行瞄准；照明模组153可由一个高输出白色LED或红色LED和一个驱动装置组成，该驱动装置用于控制LED，从而实现周围环境的照明。

本实用新型实施例还提供一种射频识别终端，包括射频识别模块110、控制模块120、无线通信模块130、传感器模块140、扫描模块150、显示模块160、电源管理模块170、音频模块180和拍摄模块190，其中无线通信模块130包括天线组件132和射频收发组件131；扫描模块150包括图像传感器152、照明模组153、瞄准模组154和扫描控制器151；电源管理模块170包括主机端电池171及与主机端电池171连接的第一充放电管理单元172、手柄端电池173及与手柄端电池173连接的第二充放电管理单元174，以及升降压控制器175；音频模块180包括扬声器、听筒、主麦克风和副麦克风。

其中，射频识别模块110、传感器模块140、拍摄模块190、音频模块180、升降压控制器175和显示模块160分别与控制模块120连接；控制模块120还依次连接射频收发组件131、天线组件132；扫描控制器151分别与控制模块120、图像传感器152、照明模组153和瞄准模组154连接；升降压控制器175分别连接第一充放电管理单元172和第二充放电管理单元174，第一充放电管理单元172还与主机端电池171连接，第二充放电管理单元174还与手柄端电池173连接。该实施例中各功能模块的工作原理可参考上述射频识别终端实施例，此处不进行赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，包括射频识别模块及与所述射频识别模块连接的控制模块，所述控制模块用于控制所述射频识别模块读取和写入电子标签，所述射频识别终端还包括：

无线通信模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述无线通信模块与外部通信设备进行数据通信；

传感器模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述传感器模块测量得到所述射频识别终端自身的状态数据；

扫描模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述扫描模块进行信息码的扫描；

显示模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述显示模块输出显示信息。

2.根据权利要求1所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述射频识别终端还包括：

电源管理模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述电源管理模块为所述射频识别终端供电。

3.根据权利要求2所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述电源管理模块包括：

主机端电池及与所述主机端电池连接的第一充放电管理单元，所述第一充放电管理单元用于控制所述主机端电池输出第一电压；

手柄端电池及与所述手柄端电池连接的第二充放电管理单元，所述第二充放电管理单元用于控制所述手柄端电池输出第二电压；

所述控制模块还分别与所述第一充放电管理单元和所述第二充放电管理单元连接，用于接收所述第一电压和所述第二电压组成的合路电压，并将所述合路电压输送至所述射频识别终端的各功能模块。

4.根据权利要求3所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述电源管理模块还包括：

升降压控制器，分别与所述第一充放电管理单元、所述第二充放电管理单元和所述控制模块连接，用于对所述合路电压进行升压和降压处理。

5.根据权利要求1所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述射频识别终端还包括：

音频模块，与所述控制模块连接，所述控制模块还用于控制所述音频模块采集或输出音频信息。

6.根据权利要求5所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述音频模块包括：

扬声器和听筒，分别与所述控制模块连接，所述控制模块还用于分别控制所述扬声器和所述听筒输出所述音频信息；

主麦克风和副麦克风，分别与所述控制模块连接，所述控制模块还用于分别控制所述主麦克风和所述副麦克风采集所述音频信息。

7.根据权利要求1所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述射频识别终端还包括：

拍摄模块，与所述控制模块连接，所述拍摄模块用于拍摄所述信息码，得到信息码图像；

所述控制模块还用于对所述信息码图像进行扫描。

8.根据权利要求1所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述无线通信模块包括：

天线组件；

射频收发组件，分别与所述控制模块和所述天线组件连接，所述控制模块还用于驱动所述射频收发组件控制所述天线组件接收或发送通信数据。

9.根据权利要求1所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述传感器模块包括加速度传感器、地磁传感器和距离传感器。

10.根据权利要求1所述的基于模块化设计的射频识别终端，其特征在于，所述扫描模块包括图像传感器、照明模组、瞄准模组和扫描控制器，所述扫描控制器分别与所述控制模块、所述图像传感器、所述照明模组和所述瞄准模组连接，用于在所述控制模块的驱动下控制所述图像传感器采集所述信息码的图像信息，控制所述照明模组对所述信息码进行照明，以及控制所述瞄准模组瞄准所述信息码。