CN2935299Y - 无线双向识别报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线双向识别报警器，包括主机和从机，所述的主机包括射频发射/接收电路、调制解调电路、微控制器、附加存储器、数字接口电路、报警电路和天线；所述的从机包括射频发射/接收电路、调制解调电路、微控制器、附加存储器、数字接口电路和天线。本实用新型的无线双向识别(RFID)报警器分为主机与从机两个独立单元，本报警器所使用的射频识别(RFID)双向确认技术，是通过双向无线编码通讯，确认双方身份码来实现的，该身份码可以是大容量码，可大大提高产品的抗干扰能力和可靠性。

Description

无线双向识别报警器

技术领域

本实用新型涉及无线通讯识别控制报警技术领域，具体地说是一种无线双向识别(RFID)报警器。

背景技术

对贵重物品及婴幼儿的安全防范已越来越受到人们广泛的重视，此类无线报警装置屡见报导，不少也申请了专利，如中国专利公报CN2607629Y就公开了一种监控报警器。该报警器由发射机和无线接收报警器组成，由于采用单向发射和接收，因而抗干扰能力较差，容易产生误报警，给使用者带来不必要的麻烦。

它的另一个缺点是使用的通讯频段偏低(在UHF及以下或长波)和采用一般的编码及通讯技术，这样，如果在同一场所大量装置集中使用(如博览会，医院等)，会发生误报漏报及互相干扰的现象。同时也无法满足大容量、高可靠性、电池使用寿命长(一年以上)及超小型的要求，限制了产品的商品化。

发明内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种抗干扰能力强、可靠性高的无线双向识别报警器。

本实用新型的另一个目的是要提供一种低能耗的无线双向识别报警器。

本实用新型的再一个目的是要提供一种功能增强型的无线双向识别报警器。

本实用新型的再一个目的是要提供一种产品体积小，使用寿命长、适于规模化生产的无线双向识别报警器。

本实用新型的再一个目的是要提供一种便携式的无线双向识别报警器。

本实用新型的再一个目的是要提供一种带具有人工控制功能的无线双向识别报警器。

解决上述问题采用的技术方案是：无线双向识别报警器，包括主机和从机，其特征在于所述的主机包括依次连接的天线、射频发射接收电路、调制解调电路、微控制器和数字接口电路，所述的数字接口电路上还连接有附加存储器和报警电路；所述的从机包括依次连接的天线、射频发射接收电路、调制解调电路、微控制器、数字接口电路和附加存储器。

本实用新型的无线双向识别(RFID)报警器分为主机与从机两个独立单元，本报警器所使用的射频识别(RFID)双向确认技术，是通过双向无线编码通讯，确认双方身份码来实现的，该身份码可以是大容量码，可大大提高产品的抗干扰能力和可靠性。

作为本实用新型的进一步改进，所述的报警电路为声音报警电路、振动报警电路或显示电路其中的一种或多种。所述的显示电路即可作为指示报警电路，也可兼作工作状态显示。

作为本实用新型的更进一步改进，所述主机和从机中的微控制器包括CPU、内部存储器、中断控制器、定时器、时钟电路和接口电路。所述主机和从机中均设有电源管理电路。微控制器与电源管理电路及苏醒定时电路协调工作来实现系统小占空比的工作休眠周期，即在不工作时自动转入休眠状态，使系统在大于50％的工作时间处于低能耗状态，可大大降低工作能耗。所述的时钟电路可以采用任何已知的制式结构，一个最简单的例子是由晶体振荡器(简称晶振)电路构成。

作为本实用新型的更进一步改进，所述主机和从机中均设有模数变换电路和传感器，及显示电路。所述的传感器为电压传感器。当所述传感器的模拟信号经模数变换电路变换成数字信号后，由微控制器电路控制显示电路显示相应的工作状态，以保证系统可靠、正常地工作。

作为本实用新型的更进一步改进，所述每个射频发射/接收电路与相应的天线之间还设有射频匹配电路，可增强信号收发的效率，以及增强接收的灵敏度。所述的射频匹配电路可以采用任何已知的制式结构。

作为本实用新型的更进一步改进，所述主机中还设有电源控制电路。所述的电源控制电路根据用户的需要控制电源的供电模式，从而控制整个系统工作。在所述主机和从机中，所述的射频发射/接收电路、调制解调电路、微控制器、数字接口电路、电源管理电路、晶振、和模数变换电路集成在一个芯片中，可进一步降低产品体积，并具有大容量的特性。作为本实用新型的更进一步改进，采用钮扣电池供电，使产品体积可以设计得非常小。

作为本实用新型的更进一步改进，所述的主机和从机采用手表式、挂件式、卡片式或者类似的便携式结构中的任何一种形式，使本实用新型既携带方便，又兼具装饰功能。

作为本实用新型的更进一步改进，采用短时通迅方式，优选Shock Burst通迅方式，且工作于2.4GHZ-2.53GHZ频段。所述的Shock Burst通迅方式，是在极短的时间内完成双向无线通讯，从而提高通讯效率和抗干扰能力，增加可靠性；同时，由于其短时工作特性使其对其它无线通讯设备干扰小。其通讯编码具有高效高可靠性、双向识别、多路地址命令数据及自动纠错功能。在NordicSemiconductor-(Vestre Rosten 81，N-7075 Tiller，Norway)，nRF2401Datasheet，Revision1.1第10-15页对该技术有详细说明。

由于该频率范围有100MHZ带宽，使用这一频率范围可增加可靠性，降低干扰。本报警器的主机与从机可工作于该频率范围内任一频道，并可预置或跳换(HOPPING)频道。

作为本实用新型的再进一步改进，所述的主机天线和从机天线均采用内藏式小型结构，有利于进一步减小产品体积。

综上所述，本实用新型的无线双向识别报警器与已有的无线报警装置相比，RFID双向通讯无线报警装置工作于2.4GHZ-2.53GHZ频段；采用Shock Burst(短时通讯)工作方式；应用(RFID)双向确认技术；系统采用小占空比的工作休眠周期时间，大于50％的工作时间处于低能耗状态(即SLEEP TIME STATE或POWERDOWN STATE)；采用3.0V钮扣电池供电；及大规模集成和高密度电路结构；因而具有大容量、高可靠性、低成本、超小型以及使用寿命长的特点，且适合于规模化生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型主机电路的工作原理图。

图2是本实用新型从机电路的工作原理图。

图3是主机软件流程图。

图4是从机软件流程图。

具体实施方式

参照图1，无线双向识别报警器，其主机由射频发射/接收电路、射频匹配电路、调制解调电路、微控制器、附加存储器U2、数字接口电路、报警电路、内藏式小型天线、传感器和模数变换电路、电源管理电路和电源控制电路构成。该电路采用钮扣电池供电。所述的报警电路由声音报警电路、振动报警电路和显示电路构成。所述的微控制器包括CPU、内部存储器、中断控制器、定时器、时钟电路、苏醒定时电路和串行通讯接口电路。所述的时钟电路为晶体振荡器。在外围电路中还加入了监视电路和低压本振电路构成。主机的外形采用手表式。

所述的射频发射/接收电路、调制解调电路、微控制器、数字接口电路、电源管理电路、和模数变换电路集成在一个大规模数字模拟射频混合集成电路U1中。所述的大规模集成电路U1与外围电路是这样连接的：附加存储器U2通过串行通讯方式与大规模数字模拟射频混合集成电路U1的串行通讯接口P1相联，指示电路由数字接口P0控制，射频匹配电路联接大规模数字模拟射频混合集成电路U1的射频输入输出和内藏式小型天线，主机报警电路由大规模数字模拟射频混合集成电路U1的数字接口P0控制。

在主机中的实时嵌入软件(REAL TIME EMBEDDED SOFTWARE)控制和管理无线通讯、双向识别、报警、电源等整个系统的工作，并且控制整个系统的工作休眠周期时间模式(SLEEP MODE)。

参照图2，从机的结构与主机基本相同，不同之处在于从机没有电源控制电路和报警电路。

整个系统的工作原理如下：

由主机大规模数字模拟射频混合集成电路U1的中央处理单元(CPU)产生一串数字通讯信号被送到主机大规模数字模拟射频混合集成电路U1的调制解调电路，在那里调制予选的载频后，由射频发射/接收电路放大，并通过射频匹配电路馈送到内藏小型天线发射。射频匹配电路的作用是使射频发射/接收电路的阻抗与内藏小型天线的阻抗相匹配，从而提高发射效率和接收灵敏度。主机内藏小型天线发射出的具有数字通讯信号调制的电磁波在空中传播。

从机中的内藏小型天线接收到空中传播的调制的电磁波无线信号后，经射频匹配电路的阻抗变换传到从机中的大规模数字模拟射频混合集成电路U1的射频发射/接收电路。射频收发电路将该信号放大后传到调制解调电路解调出数字信号，调制解调电路对解调出的数字信号进行同步解码，并进行查错和纠错处理，从而解调出正确编码；在中央处理单元中，解调出的正确编码被分离后进行编码核实、身份识别及命令处理。如果收到不正确的编码，不正确的命令或不正确的身份编码，从机将不予理会。根据收到的信息和从机自身的现行状态，从机大规模数字模拟射频混合集成电路U1的中央处理单元返回一串数字编码通过从机的调制解调电路的调制，射频发射/接收电路放大，射频匹配电路的阻抗变换，由内藏小型天线发射出去。

同样地，主机中的内藏小型天线收到电磁波无线信号后，通过主机中的射频匹配电路的阻抗变换，射频收发电路放大，调制解调电路的解调及同步解码，查错纠错，再由中央处理单元进行编码分离，编码核实，身份识别，及返回状态处理。根据收到的信息和主机自身的现行状态，主机将选择继续与该从机通讯，发出命令，实施报警或进入休眠。不论主机或从机在不通讯不执行任务的情况下都进入休眠，从而节省电能。

主机或从机都由所述的实时嵌入软件(REAL TIME EMBEDDED SOFTWARE)通过中央处理单元控制和管理整个系统的工作。主机的软件逻辑流程图如图3示，从机的软件逻辑流程图如图4示。

主机或从机的实时嵌入软件以机器码的形式储存在内部存储器及外部附加存储器U2中，内部存储器除了储存程序软件外还储存数据。中央处理单元根据程序编码进行工作。一部分程序储存在外部附加存储器U2中，中央处理单元在需要时通过内部数字接口P1存取外部附加存储器U2中的程序编码。中央处理单元产生的数字通讯信号是通过内部串行通讯接口传送到调制解调电路的。在中央处理单元的正常工作过程中，如果发生电压过低、定时处理、系统故障等等突发事件，中断控制单元将迫使中央处理单元中断当前处理过程，转去处理这些突发事件。当中央处理单元处理完这些突发事件后，中断控制单元再使中央处理单元恢复以前的处理过程。

主机与从机通讯中的时间控制由内部定时器完成，内部定时器也用于显示和报警时间计算。晶体振荡器单元产生标准时钟信号，这是整个系统中数字和模拟电路的时钟基准。苏醒定时电路用于休眠期的时间计算。监视定时单元用于监视中央处理单元的工作时间并用于故障恢复。低压本振是一个工作于低电压的内部振荡器，它可在休眠期的低电压下工作，所以它可在休眠期提供给苏醒定时电路和监视定时单元用的时钟信号。

中央处理单元通过内部数字接口P0控制显示单元，主机中中央处理单元还通过内部数字接口P0控制报警单元和电源控制单元。显示单元用于显示主机或从机的状态给用户及报警。报警单元通过振动器和蜂鸣器来向用户报警。内部电源管理单元根据中央处理单元的要求控制大规模数字模拟射频混合集成电路U1中各单元的供电并控制大规模数字模拟射频混合集成电路U1的休眠和苏醒，在中央处理单元不需要某些单元工作时使其休眠，从而减少电源能耗，这样一来就可以延长供电电池使用寿命。

传感器单元可将主机或从机的环境状态，如电源电压等变成电信号.经过大规模数字模拟射频混合集成电路U1中的模数变换变成数字信号，中央处理单元根据这些数字信号可分析出目前该机的工作状态，根据这些状态，中央处理单元可以决定如何调整整个系统的工作。

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、无线双向识别报警器，包括主机和从机，其特征在于所述的主机包括依次连接的天线、射频发射接收电路、调制解调电路、微控制器和数字接口电路，所述的数字接口电路上还连接有附加存储器和报警电路；所述的从机包括依次连接的天线、射频发射接收电路、调制解调电路、微控制器、数字接口电路和附加存储器。

2、如权利要求1所述的无线双向识别报警器，其特征在于采用短时通迅方式，且工作于2.4GHZ-2.53 GHZ频段。

3、如权利要求1所述的无线双向识别报警器，其特征在于所述的报警电路为声音报警电路、振动报警电路或显示电路其中的一种或多种。

4、如权利要求1所述的无线双向识别报警器，其特征在于所述主机和从机中的微控制器包括CPU、内部存储器、中断控制器、定时器、时钟电路、接口电路和苏醒定时电路。

5、如权利要求4所述的无线双向识别报警器，其特征在于所述主机和从机中均设有电源管理电路。

6、如权利要求5所述的无线双向识别报警器，其特征在于所述主机和从机中还设有传感器和模数变换电路，所述的从机中也设有显示电路。

7、如权利要求6所述的无线双向识别报警器，其特征在于在所述主机和从机中，所述的射频发射接收电路、调制解调电路、微控制器、数字接口电路、电源管理电路、和模数变换电路集成在一个芯片中。

8、如权利要求1所述的无线双向识别报警器，其特征在于所述主机中还设有电源控制电路。

9、如权利要求1所述的无线双向识别报警器，其特征在于采用钮扣电池或AA电池供电。

10、如权利要求1-9任何一项所述的无线双向识别报警器，其特征在于所述的主机和从机采用手表式、挂件式、卡片式或者类似的便携式结构中的任何一种形式。

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