專利名稱：一種單機圖形化控制管理的射頻識別裝置及其控制管理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及射頻識別技術領域，具體說是一種單機圖形化控制管 理的射頻識別裝置及其控制管理方法。技術背景射頻識別(RFID)技術是一種無接觸自動識別技術，其基本原理是 利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性，實現(xiàn)對靜止或移動中的待識 別物品的自動機器識別。射頻識別系統(tǒng)一般由兩個部分組成，即電子標簽和閱讀器。在電 子標簽與閱讀器之間實現(xiàn)射頻信號的空間耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù) 時序關系，實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。系統(tǒng)工作時，閱讀器發(fā)出 微波查詢能量信號，電子標簽收到微波査詢能量信號后，將一部分微 波查詢能量信號整流為直流電源供電子標簽內(nèi)的電路工作，另一部分 微波查詢能量信號被電子標簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)信息調制后反射回閱讀 器。閱讀器接收反射回的幅度調制信號，從中提取出電子標簽中保存 的標識性數(shù)據(jù)信息。但將現(xiàn)有射頻識別(RFID)技術應用于車輛管理時，存在下列幾個 問題在現(xiàn)有的車輛信息識別系統(tǒng)中，僅僅是單純地采用的射頻識別技 術來登記管理車輛信息，沒有遠程管理能力，這給現(xiàn)有的車輛控制管 理帶來諸多不便，尤其針對鐵路運營中，對列車這種遠程、高速目標的定位、監(jiān)控、調度和管理，很難實現(xiàn)實時和準確?，F(xiàn)有的車輛信息識別系統(tǒng)人機交互單元多采用PC機進行管理， 這增加了鐵路運營管理的成本，對于龐大的鐵路運營管理系統(tǒng)來說無 疑成了一項龐大的財政支出。此外，現(xiàn)有的車輛信息識別系統(tǒng)采用TCP/IP傳輸射頻信息，在 網(wǎng)絡傳輸中斷的情況下會造成數(shù)據(jù)傳輸中斷，數(shù)據(jù)庫不能及時得到更 新，這對于鐵路的調度和管理十分不利。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種單機圖形 化控制管理的射頻識別裝置及其控制管理方法，具有結構簡單、成本 較低、控制高效的優(yōu)點。本發(fā)明解決技術問題所采取的技術方案是一種單機圖形化控制管理的射頻識別裝置，其特征在于包括感 測單元IO、圖形用戶管理單元20、處理器控制單元30、射頻數(shù)據(jù)交換單元40、天線單元50、無線數(shù)傳單元70和存儲單元80,圖形用 戶管理單元20分別和感測單元10、處理器控制單元30、無線數(shù)傳單 元70連接，處理器控制單元30和射頻數(shù)據(jù)交換單元40連接，射頻 數(shù)據(jù)交換單元40和天線單元50連接，存儲單元80與處理器控制單 元30連接，所說的處理器控制單元30內(nèi)置有嵌入式操作系統(tǒng)，所說 的圖形用戶管理單元20包括基于處理器控制單元內(nèi)置的嵌入式操作 系統(tǒng)的圖形系統(tǒng)管理軟件。在上述技術方案的基礎上，處理器控制單元30通過RS-232和/ 或RS-485接口和圖形用戶管理單元20連接，處理器控制單元30通過RJ45接口連接路由器、交換機或計算機。在上述技術方案的基礎上，存儲單元80通過USB接口和處理器 控制單元30連接，處理器控制單元30將接收到的數(shù)據(jù)以文件的形式 存儲在存儲單元80中，圖形用戶管理單元20通過處理器控制單元 30對存儲在存儲單元80中的數(shù)據(jù)進行讀寫操作。在上述技術方案的基礎上，無線數(shù)傳單元70包括SIM卡、控制 電路和GPS定位電路，所說的控制電路包括用于接收網(wǎng)絡中心的短信 息的接收電路、用于發(fā)送短信息到網(wǎng)絡中心的發(fā)射電路和用于調制上 行信號和解調下行信號的邏輯控制電路，所說的邏輯控制電路分別和 接收電路、發(fā)射電路、SIM卡、GPS定位電路以及圖形用戶管理單元 20相連，用于獲取射頻識別裝置的地理位置的GPS定位電路采用連 續(xù)定位或一次定位獲取射頻識別裝置的地理位置。在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還給出了一種單機圖形化控制 管理的射頻識別裝置控制管理方法，其特征在于包括以下步驟1) 系統(tǒng)初始化，2) 當信息載體到達檢測區(qū)域的第一位置時，感測單元檢測到信 息載體，產(chǎn)生第一信號，并將第一信號發(fā)送到圖形用戶管理單元，3) 圖形用戶管理單元向處理器控制單元和無線數(shù)傳單元發(fā)送啟 動指令，4) 當信息載體到達檢測區(qū)域的第二位置時，感測單元檢測到所 述信息載體，產(chǎn)生第二信號，并將第二信號發(fā)送到圖形用戶管理單元，5) 當圖形用戶管理單元收到第二信號后，通過處理器控制單元 向射頻數(shù)據(jù)交換單元發(fā)送查詢標簽指令，6) 射頻數(shù)據(jù)交換單元將待發(fā)送的微波信號發(fā)送到天線單元，并由天線單元向信息載體發(fā)射微波信號以獲取信息載體的射頻數(shù)據(jù)，7) 天線單元接收來自信息載體的射頻數(shù)據(jù)，經(jīng)射頻數(shù)據(jù)交換單 元解調后發(fā)送到處理器控制單元，8) 處理器控制單元將所接收到的射頻數(shù)據(jù)發(fā)送到圖形用戶管理 單元，9) 處理器控制單元通過圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)經(jīng)無線數(shù) 傳單元發(fā)送到網(wǎng)絡中心，10) 圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，并將射頻數(shù)據(jù) 存儲到存儲單元中作為備份數(shù)據(jù)。在上述技術方案的基礎上，還包括以下步驟無線數(shù)傳單元接收 從網(wǎng)絡中心發(fā)來的指令，并進行解析，再通過發(fā)送到圖形用戶管理單 元執(zhí)行以實現(xiàn)遠程控制。在上述技術方案的基礎上，還包括以下步驟圖形用戶管理單元 向無線數(shù)傳單元發(fā)送查詢地理位置指令，GPS定位電路采集射頻識別 裝置所在的經(jīng)緯度信息并將此地理位置信息發(fā)送給圖形用戶管理單 元。在上述技術方案的基礎上，圖形用戶管理單元的圖形系統(tǒng)管理軟 件采用客戶/服務器設計模式，圖形系統(tǒng)管理軟件包括顯示模型、窗 口模型和用戶模型。本發(fā)明所述裝置可以通過圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)歷史記 錄完整的保存在USB存儲設備中，在網(wǎng)絡故障時不會造成重要數(shù)據(jù)丟 失，充分保證了數(shù)據(jù)安全性。所述圖形用戶管理單元提供美觀、簡易、 輕量級、人性化的用戶操作平臺，發(fā)送各種控制指令，接收和發(fā)送射頻數(shù)據(jù)，且具有圖形繪制功能。該射頻識別裝置在目前的射頻識別裝 置基礎上，實現(xiàn)了遠程控制、單機圖形化管理，具有數(shù)據(jù)打包，過濾， 備份，分類，存儲，數(shù)據(jù)加密等功能，大大降低了鐵路運營管理的成 本，提高了數(shù)據(jù)的安全可靠性，實現(xiàn)了列車的遠程監(jiān)控、調動和管理。


圖1單機圖形化控制管理的射頻識別裝置原理框2射頻數(shù)據(jù)交換單元結構3單機圖形化控制管理的射頻識別裝置控制管理方法的流程4自檢過程流程5圖形用戶管理單元系統(tǒng)結構6圖形用戶管理單元網(wǎng)絡套接字通信方式具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1為單機圖形化控制管理的射頻識別裝置原理框圖，如圖1所 示，單機圖形化控制管理的射頻識別裝置包括感測單元10、圖形用 戶管理單元20、處理器控制單元30、射頻數(shù)據(jù)交換單元40、天線單 元50、無線數(shù)傳單元70和存儲單元80，圖形用戶管理單元20分別 和感測單元IO、處理器控制單元30、無線數(shù)傳單元70連接，處理器 控制單元30和射頻數(shù)據(jù)交換單元40連接，射頻數(shù)據(jù)交換單元40和 天線單元50連接，存儲單元80與處理器控制單元30連接，所說的 處理器控制單元30內(nèi)置有嵌入式操作系統(tǒng)，所說的圖形用戶管理單元20包括基于處理器控制單元內(nèi)置的嵌入式操作系統(tǒng)的圖形系統(tǒng)管 理軟件。上述單元的具體連接方式可以采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，感測單元 10、圖形用戶管理單元20、處理器控制單元30、射頻數(shù)據(jù)交換單元 40、天線單元50、無線數(shù)傳單元70和存儲單元80亦均可采用現(xiàn)有 技術實現(xiàn)。圖1中所示的信息載體60是指設有射頻識別標簽的被測 物體，例如可以是設有射頻識別標簽的火車、設有射頻識別標簽的汽 車等。本發(fā)明所說的圖形用戶管理單元20改變了傳統(tǒng)射頻識別裝置 以PC機，服務器等設備作為人機交互單元，通過處理器控制單元內(nèi) 置的嵌入式操作系統(tǒng)作為人機交互單元，用戶無需再為控制管理專門 配置一臺昂貴的PC所說的，處理器控制單元可以選擇ARM9系列微處 理器，例如其具體型號可以是EP9315-CBZ;圖形用戶管理單元20 的系統(tǒng)結構可以參見圖5，也可以采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)；圖形用戶管理 單元20的網(wǎng)絡套接字通信方式可以參見圖6，也可以采用現(xiàn)有技術 實現(xiàn)。所說的圖形用戶管理單元20包括的基于處理器控制單元內(nèi)置 的嵌入式操作系統(tǒng)的圖形系統(tǒng)管理軟件可以是針對射頻識別裝置這 種具體應用采用現(xiàn)有技術設計出的一款圖形系統(tǒng)管理軟件。該軟件的 系統(tǒng)構成由三個基本層次組成，顯示模型、窗口模型和用戶模型。顯 示模型定義了各種圖形元素。包括點，線段，矩形，位圖，文字等在 屏幕上的基本顯示方式。窗口模型確定窗口的創(chuàng)建，銷毀，在屏幕上 的顯示方式，大小移動，窗口的層次關系。用戶模型提供了可供用戶 使用的菜單，工具條，各種按鈕，文本框，滾動條等。圖形系統(tǒng)管理 軟件提供了人性化的人機交互界面，對接收到的數(shù)據(jù)進行進行后臺數(shù) 據(jù)庫的綜合管理，并具有圖形繪圖功能。例如圖形用戶管理系統(tǒng)可 以借鑒X圖形系統(tǒng)的成熟思想，專門針對射頻識別裝置進行了優(yōu)化，采用客戶/服務器模式設計。具有低能耗，高性能，高可靠性，可配置，跨平臺等優(yōu)點。其服務器基本模塊只占80K，在所述射頻識別裝 置這個平臺上空間大小不超過800K，內(nèi)存大小不超過1M，使用方便 靈活，圖形界面美觀人性化。圖形用戶管理單元20可以采用現(xiàn)有技 術通過與處理器控制單元連接的鍵盤，鼠標等輸入設備操作。在上述 技術方案的基礎上，所說的處理器控制單元30與射頻數(shù)據(jù)交換單元 40和天線單元50可以集成在一起，處理器控制單元30、射頻數(shù)據(jù)交 換單元40、天線單元50可以采用現(xiàn)有技術制成固定式或便攜式射頻 識別設備。在上述技術方案的基礎上，處理器控制單元30通過RS-232和/ 或RS-485接口和圖形用戶管理單元20連接，處理器控制單元30通 過RJ45接口連接路由器、交換機或計算機。S卩處理器控制單元30 具有與圖形用戶管理單元20相匹配的通信接口，通過該通信接口處 理器控制單元30從圖形用戶管理單元20接收指令，從而能夠接收信 息載體60的射頻數(shù)據(jù)，所說的接口可以采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)。在上述技術方案的基礎上，存儲單元80通過USB接口和處理器 控制單元30連接，處理器控制單元30將接收到的數(shù)據(jù)以文件的形式 存儲在存儲單元80中，圖形用戶管理單元20通過處理器控制單元 30對存儲在存儲單元80中的數(shù)據(jù)進行讀寫操作。處理器控制單元30 可以選用功能強大的嵌入式工業(yè)處理器，用戶無需再為控制管理而單 獨配置一臺專用PC，工業(yè)處理器內(nèi)部可以采用現(xiàn)有技術移植嵌入式 操作系統(tǒng)及圖形用戶管理系統(tǒng)20，處理器控制單元30可以通過VGA 接口外接單獨的顯示裝置，也可設計為便攜式。處理器控制單元30 可以通過RJ45網(wǎng)絡端口連接網(wǎng)絡路由器、交換機或計算機，其系統(tǒng)集成網(wǎng)絡連機。處理器控制單元30可以設有USB接口，圖形用戶管 理單元20可將射頻數(shù)據(jù)存入USB存儲介質中作為備份數(shù)據(jù)，以防止 在網(wǎng)絡傳輸中斷或管理系統(tǒng)的誤操作而造成的整個數(shù)據(jù)庫的丟失，大 大提高了系統(tǒng)的安全性，可靠性。所說的USB存儲介質可以是USB移 動硬盤或閃存。在上述技術方案的基礎上，無線數(shù)傳單元70包括SIM卡、控制 電路和GPS定位電路，所說的控制電路包括用于接收網(wǎng)絡中心的短信 息的接收電路、用于發(fā)送短信息到網(wǎng)絡中心的發(fā)射電路和用于調制上 行信號和解調下行信號的邏輯控制電路，所說的邏輯控制電路分別和 接收電路、發(fā)射電路、SIM卡、GPS定位電路以及圖形用戶管理單元 20相連，用于獲取射頻識別裝置的地理位置的GPS定位電路采用連 續(xù)定位或一次定位獲取射頻識別裝置的地理位置。SIM (Subscriber Identity Module)卡用于身份的識別，它具有用戶的全部特征信息 并存儲有使用者的環(huán)境和無線環(huán)境。在上述技術方案的基礎上，所說的天線單元50可以包括兩付天 線， 一個作為主天線，另一個作為備用天線，兩付天線均可接收射頻 數(shù)據(jù)交換單元輸出的射頻信號或者接受信息載體發(fā)出的射頻信號。當 天線單元自檢的過程中或者在數(shù)據(jù)交換的過程中，檢測到主天線發(fā)生 故障的時候，可以自動啟用備用天線進行射頻數(shù)據(jù)的接收。在上述技術方案的基礎上，如圖1所示，所說的感測單元10分為兩路給圖形用戶管理單元20提供數(shù)據(jù)，每一路都包括一個傳感器 和一個信號檢測電路，數(shù)據(jù)通過傳感器送達信號檢測電路，再通過信 號檢測電路送達圖形用戶管理單元20。所說的傳感器可以是磁傳感器、光電傳感器或壓力傳感器中的任意一種，通過傳感器獲得信息載體60的相關信息，所說的信息載體60是指被測物體，例如可以是火 車、汽車等，所說的相關信息特別是指被測物體所在位置的信息，當 然也可以包括其他與被測物體有關的信息，例如重量、速度等。所說 的信號檢測電路可以依次由放大電路、濾波電路和整形電路構成，其 中，放大電路對傳感器所采集的電信號進行功率放大；濾波電路針對 特定頻帶的信號進行提取，從而濾去了其他頻帶的信號，整形電路將 所采集的信號進行整形，例如整理為方波、正弦波、三角波等等。例 如可以將濾波電路提取信號的頻率設定為1 1000kHz，并通過整 形電路將第一控制信號和第二控制信號整理為方波。兩路感測單元可 以分別在兩個不同位置檢測、獲取信息載體60，以鐵路運營系統(tǒng)為 例，兩路傳感器和信號檢測電路分別設置在第一位置和第二位置處， 當火車經(jīng)過第一位置時，火車車輪對安裝在鐵軌上的車輪傳感器有壓 力，此壓力信號即為第一信號，也稱壓軸信號，壓軸信號主要用于測 量每節(jié)車皮的車輪數(shù)和車速；火車經(jīng)過第二位置時，火車車輪對安裝在鐵軌上的車輪傳感器有壓力，此壓力信號即為第二信號，第二信號 可以作為對壓軸信號的判斷，也稱為判軸信號，用于判斷壓軸信號的 真假，以及決定后期處理等具體操作。這兩個信號組合起來又被稱作 計軸判輛。所說的放大電路、濾波電路和整形電路(圖中未示出)均 可采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，感測單元10實質上是利用了一個一定寬度的 方波取代了現(xiàn)有技術中單個脈沖來觸發(fā)射頻數(shù)據(jù)采集的信號，這樣就 降低了干擾、噪聲對裝置的影響，也就降低了系統(tǒng)誤操作的發(fā)生。能夠對車輛信息進行準確地采集。在上述技術方案的基礎上，所說的射頻數(shù)據(jù)交換單元40可以采 用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，例如如圖2所示的射頻數(shù)據(jù)交換單元結構圖，包括 鎖頻電路41、功率合成電路42、解調電路43、判別整形電路45和 輸入輸出隔離電路44，解調電路43的輸入端經(jīng)過輸入輸出隔離電路 44與天線單元50連接，輸出端經(jīng)過判別整形電路與處理器控制單元 30連接，功率合成電路42的輸入端通過鎖頻電路41與處理器控制 單元連接，輸出端經(jīng)過輸入輸出隔離電路44與天線單元50連接。所 述鎖頻電路41可以通過本領域常見的頻率控制器件鎖相環(huán)實現(xiàn)，也 可以通過現(xiàn)有的多種集成電路(如CD4046)實現(xiàn)。功率合成電路42 是一種功率放大電路，可以采用兩級雙路合成，第一級為放大，之后 將信號分為兩路，分別放大后合成。輸入輸出隔離電路44可以采用 某個頻段的鐵氧體加工器件。處理器控制單元30接收到圖形用戶管 理單元發(fā)出的采集射頻數(shù)據(jù)指令后，給鎖頻電路41發(fā)出指令，鎖定 頻率，再打開功率合成電路42，經(jīng)兩級雙路合成，達到預定的輸出 功率后，經(jīng)鐵氧體隔離輸出射頻微波信號；天線單元50接收到射頻 信號后，依次經(jīng)過輸入輸出隔離電路44隔離、解調電路43的解調、 判別整形電路45的整形處理后，發(fā)送到處理器控制單元30。在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還給出了一種單機圖形化控制管理的射頻識別裝置控制管理方法，該方法包括以下步驟1) 系統(tǒng)初始化，2) 當信息載體到達檢測區(qū)域的第一位置時，感測單元檢測到信 息載體，產(chǎn)生第一信號，并將第一信號發(fā)送到圖形用戶管理單 元，3 )圖形用戶管理單元向處理器控制單元和無線數(shù)傳單元發(fā)送啟 動指令，4) 當信息載體到達檢測區(qū)域的第二位置時，感測單元檢測到所 述信息載體，產(chǎn)生第二信號，并將第二信號發(fā)送到圖形用戶管 理單元，5) 當圖形用戶管理單元收到第二信號后，通過處理器控制單元 向射頻數(shù)據(jù)交換單元發(fā)送查詢標簽指令，6) 射頻數(shù)據(jù)交換單元將待發(fā)送的微波信號發(fā)送到天線單元，并 由天線單元向信息載體發(fā)射微波信號以獲取信息載體的射頻數(shù) 據(jù)，7) 天線單元接收來自信息載體的射頻數(shù)據(jù)，經(jīng)射頻數(shù)據(jù)交換單 元解調后發(fā)送到處理器控制單元，8) 處理器控制單元將所接收到的射頻數(shù)據(jù)發(fā)送到圖形用戶管理 單元，9) 處理器控制單元通過圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)經(jīng)無線數(shù) 傳單元發(fā)送到網(wǎng)絡中心，10) 圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，并將射頻數(shù) 據(jù)存儲到存儲單元中作為備份數(shù)據(jù)。在上述技術方案的基礎上，還包括以下步驟無線數(shù)傳單元接收 從網(wǎng)絡中心發(fā)來的指令，并進行解析，再通過發(fā)送到圖形用戶管理單 元執(zhí)行以實現(xiàn)遠程控制。在上述技術方案的基礎上，還包括以下步驟圖形用戶管理單元 向無線數(shù)傳單元發(fā)送查詢地理位置指令，GPS定位電路采集射頻識別 裝置所在的經(jīng)緯度信息并將此地理位置信息發(fā)送給圖形用戶管理單元。在上述技術方案的基礎上，圖形用戶管理單元的圖形系統(tǒng)管理軟 件采用客戶/服務器設計模式，圖形系統(tǒng)管理軟件包括顯示模型、窗 口模型和用戶模型。在上述技術方案的基礎上，步驟l包括自檢過程，所說的自檢過 程依次為感測單元進行自檢、處理器控制單元進行自檢、射頻數(shù)據(jù)交 換單元進行自檢、天線單元進行自檢、無線數(shù)傳單元自檢。圖3給出了單機圖形化控制管理的射頻識別裝置控制管理方法的流程圖。如圖3所示，裝置加電后的控制管理方法包括以下步驟步驟100，圖形用戶管理單元處于啟動狀態(tài)并對系統(tǒng)進行初始化，為了提高車輛射頻自動識別系統(tǒng)運行的可靠性，所說的初始化包括感 測單元、處理器控制單元、射頻數(shù)據(jù)交換單元、天線單元和無線數(shù)傳 單元的自檢。自檢后圖形用戶管理單元即處于對感測單元的監(jiān)控狀 態(tài)，感測單元則一直處于加電狀態(tài)。步驟110，當信息載體通過所述第一傳感器和第一信號檢測電路所在的第一位置的時候，例如輪軸上裝有射頻磁條的汽車通過檢查 站的入口位置時，所述感測單元10的第一傳感器生成一個電信號。 第一信號檢測電路對所述電信號進行放大、濾波，并進行整形，例如將壓軸信號調整為5V電平的方波，成為壓軸信號。之后，所述壓軸 信號通過串行接口被發(fā)送到圖形用戶管理單元20。步驟120，圖形用戶管理單元20在接收到壓軸信號后，即向處 理器控制單元30發(fā)送啟動指令，所述啟動指令用于啟動其他與射頻 數(shù)據(jù)識別相關的設備，例如對處理器控制單元、射頻數(shù)據(jù)交換單元、 天線單元和無線數(shù)傳單元加電，對處理器控制單元、射頻數(shù)據(jù)交換單元、天線單元和無線數(shù)傳單元的初始化和自檢也可在此步完成。同時， 圖形用戶管理單元在等待判軸信號的到來。在步驟130，當信息載體到達檢測區(qū)域的第二位置時，即所述第二傳感器和第二信號檢測電路所在位置，例如輪軸上裝有射頻磁條 的汽車行駛到距離檢查站的出口位置5米處時，所述感測單元的第二 傳感器產(chǎn)生了另一個電信號，經(jīng)過第二信號檢測電路對所述電信號放 大、濾波和整形后，形成判軸信號。并將所述判軸信號發(fā)送到圖形用戶管理單元20。步驟140,當所述圖形用戶管理單元20收到判軸信號后，如果 圖形用戶管理單元20需要讀取信息載體60上的射頻數(shù)據(jù)，則圖形用 戶管理單元20將查詢標簽指令發(fā)送到處理器控制單元30，以使處理 器控制單元30能夠獲取所述射頻數(shù)據(jù)。圖形用戶管理單元20與處理 器控制單元30之間的通訊是通過相匹配的通信接口進行的，所述通 信接口可以采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，例如可以是帶RS232接口的傳輸芯片 或帶RS485接口的傳輸芯片或帶光傳輸接口的模塊。在步驟150，處理器控制單元30通過通信接口接收到查詢標簽 指令后，將通過射頻數(shù)據(jù)交換單元鎖頻、功率放大后的微波信號發(fā)送 到天線單元50，并由作為發(fā)射終端的天線單元50向信息載體60發(fā) 射微波信號。在步驟160，信息載體60上的電子標簽在收到所述天線單元50 發(fā)出的微波信號后，將一部分微波信號整流為直流電源供電子標簽內(nèi) 的電路工作，另一部分微波信號被電子標簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)信息調制后 反饋回天線單元50。天線單元50接收反射回的射頻數(shù)據(jù)幅度調制信 號，通過射頻數(shù)據(jù)交換單元對所述射頻數(shù)據(jù)進行解調，并從中提取出電子標簽中保存的標識性數(shù)據(jù)信息，再將解調后的射頻數(shù)據(jù)發(fā)送到所述處理器控制單元40。在步驟170，處理器控制單元30將所接收到的射頻數(shù)據(jù)通過通 信接口發(fā)送到圖形用戶管理單元20，從而使圖形用戶管理單元獲取 了信息載體上的射頻數(shù)據(jù)，進而可以根據(jù)需要在圖形用戶管理單元上對所采集的數(shù)據(jù)進行存儲、統(tǒng)計、顯示、檢索、排序等處理。在步驟180，圖形用戶管理單元20將有效信息發(fā)送到無線數(shù)傳單元70的邏輯控制電路進行調制，再經(jīng)過無線數(shù)傳單元70的發(fā)射電路發(fā)送到網(wǎng)絡中心。必要時，網(wǎng)絡中心也可以將指令發(fā)送到無線數(shù)傳單元70的接收電路，經(jīng)過邏輯控制電路進行解調后發(fā)送到圖形用戶管理單元20執(zhí)行，實現(xiàn)對本發(fā)明裝置的遠程控制管理。在步驟190，圖形用戶單元將射頻數(shù)據(jù)信息顯示在界面上，并將 數(shù)據(jù)存入處理器單元30外接的USB存儲設備中，防止在網(wǎng)絡傳輸中 斷或管理系統(tǒng)的誤操作而造成的重要數(shù)據(jù)的丟失。上述技術方案中所說的自檢過程可以采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，例如可 以采用圖4所示的自檢過程感測單元進行自檢，如果自檢通過，則 感測單元正常工作，開始監(jiān)測壓軸信號，如果自檢未通過，則感測單 元停止工作，并輸出故障報警信號。所述報警信號可以是發(fā)光二極管 的閃爍或蜂鳴器的鳴響或事先錄制的語音。處理器控制單元進行自檢，如果自檢通過，則處理器控制單元等 待來自圖形用戶管理單元的啟動指令，如果自檢未通過，則處理器控 制單元停止工作，并輸出故障報警信號；射頻數(shù)據(jù)交換單元進行自檢，如果自檢通過，則射頻數(shù)據(jù)交換單 元等待處理器控制單元的指令，如果自檢未通過，則射頻數(shù)據(jù)交換單元停止工作，并輸出故障報警信號；天線單元進行自檢，如果自檢通過，則天線單元等待來自射頻數(shù) 據(jù)交換單元的微波信號，如果自檢未通過，則天線單元停止工作，并 輸出故障報警信號。進一步地，在天線單元進行自檢時，如果其中的 主天線發(fā)射故障，則啟動備用天線；無線數(shù)傳單元自檢，如果自檢通過，則無線數(shù)傳單元等待來自圖 形用戶管理單元的有效信息，必要時，還有網(wǎng)絡中心的指令，如果自 檢未通過，則無線數(shù)傳單元停止工作，并輸出故障報警信號。隨著射頻識別技術的發(fā)展，使得射頻識別裝置越來越趨向于微型 化，智能化，人性化，便攜式。采用單機進行控制管理更符合未來射 頻識別產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，有利于嵌入式產(chǎn)品向便攜式領域發(fā)展。對于 數(shù)據(jù)的USB存儲備份，大大提高了鐵路運營系統(tǒng)的安全可靠性。圖形 系統(tǒng)的應用，為客戶提供了友好的人機交互平臺，提供了強大美觀的 顯示效果。隨著GPRS等遠程傳輸技術的日趨成熟，使用范圍迅速擴大，造價逐漸下降，因此上述無線數(shù)傳單元70還可以采用GPRS控制 模塊，基于遠程傳輸控制作為技術平臺，實現(xiàn)將鐵路移動通信所具有 的特色(群呼、組呼、優(yōu)先級別、強插、強拆等功能)加進去，構成 基于GPRS用于鐵路的全球移動通信系統(tǒng)的解決方案。以上對本發(fā)明所提供的單機圖形化控制管理的射頻識別裝置及 其控制管理方法進行了詳細介紹，并通過具體實施例對本發(fā)明的原理 及實施方式進行了具體闡述，以上具體實施例只是用于幫助理解本發(fā) 明的裝置、方法及其核心思想；同時，對于本領域的技術人員，可以 依據(jù)本發(fā)明的思想，根據(jù)現(xiàn)有技術在具體實施方式
及應用范圍上有改 變。綜上所述，本發(fā)明涉及射頻識別技術領域，特別是一種單機圖形化控制管理的射頻識別裝置及其控制管理方法。本發(fā)明包括依次連接 的感測單元、處理器控制單元、天線單元、射頻數(shù)據(jù)交換單元、無線數(shù)傳單元以及圖形用戶管理單元。處理器控制單元外接USB接口，通 過圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)歷史記錄完整的保存在USB存儲設 備中，在網(wǎng)絡故障時不會造成重要數(shù)據(jù)丟失，充分保證了數(shù)據(jù)安全性。 所述圖形用戶管理單元提供美觀、簡易、輕量級、人性化的用戶操作 平臺，發(fā)送各種控制指令，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，并將當前信息顯示給用 戶。該射頻識別裝置在目前的射頻識別裝置基礎上，提出了一種射頻 識別裝置的無線遠程控制方法，實現(xiàn)了單機圖形化管理，為用戶提供 了一個友好的人機交互平臺，在設計中采用USB存儲備份數(shù)據(jù)，很大 程度上提高了系統(tǒng)的安全可靠性，本說明書的內(nèi)容不應理解為對本發(fā) 明的限制。
權利要求
1. 一種單機圖形化控制管理的射頻識別裝置，其特征在于包括感測單元(10)、圖形用戶管理單元(20)、處理器控制單元(30)、射頻數(shù)據(jù)交換單元(40)、天線單元(50)、無線數(shù)傳單元(70)和存儲單元(80)，圖形用戶管理單元(20)分別和感測單元(10)、處理器控制單元(30)、無線數(shù)傳單元(70)連接，處理器控制單元(30)和射頻數(shù)據(jù)交換單元(40)連接，射頻數(shù)據(jù)交換單元(40)和天線單元(50)連接，存儲單元(80)與處理器控制單元(30)連接，所說的處理器控制單元(30)內(nèi)置有嵌入式操作系統(tǒng)，所說的圖形用戶管理單元(20)包括基于處理器控制單元內(nèi)置的嵌入式操作系統(tǒng)的圖形系統(tǒng)管理軟件。
2. 如權利要求1所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝置， 其特征在于處理器控制單元(30)通過RS-232和/或RS-485接口 和圖形用戶管理單元(20)連接，處理器控制單元(30)通過RJ45 接口連接路由器、交換機或計算機。
3. 如權利要求1或2所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝 置，其特征在于存儲單元(80)通過USB接口和處理器控制單元(30) 連接，處理器控制單元(30)將接收到的數(shù)據(jù)以文件的形式存儲在存 儲單元(80)中，圖形用戶管理單元(20)通過處理器控制單元(30) 對存儲在存儲單元(80)中的數(shù)據(jù)進行讀寫操作。
4. 如權利要求1或2所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝 置，其特征在于無線數(shù)傳單元(70)包括SIM卡、控制電路和GPS定位電路，所說的控制電路包括用于接收網(wǎng)絡中心的短信息的接收電 路、用于發(fā)送短信息到網(wǎng)絡中心的發(fā)射電路和用于調制上行信號和解 調下行信號的邏輯控制電路，所說的邏輯控制電路分別和接收電路、發(fā)射電路、SIM卡、GPS定位電路以及圖形用戶管理單元(20)相連， 用于獲取射頻識別裝置的地理位置的GPS定位電路采用連續(xù)定位或 一次定位獲取射頻識別裝置的地理位置。
5. 如權利要求3所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝置， 其特征在于無線數(shù)傳單元(70)包括SIM卡、控制電路和GPS定位 電路，所說的控制電路包括用于接收網(wǎng)絡中心的短信息的接收電路、 用于發(fā)送短信息到網(wǎng)絡中心的發(fā)射電路和用于調制上行信號和解調 下行信號的邏輯控制電路，所說的邏輯控制電路分別和接收電路、發(fā) 射電路、SIM卡、GPS定位電路以及圖形用戶管理單元(20)相連， 用于獲取射頻識別裝置的地理位置的GPS定位電路采用連續(xù)定位或 一次定位獲取射頻識別裝置的地理位置。
6. —種單機圖形化控制管理的射頻識別裝置控制管理方法，其 特征在于包括以下步驟1) 系統(tǒng)初始化，2) 當信息載體到達檢測區(qū)域的第一位置時，感測單元檢測到信 息載體，產(chǎn)生第一信號，并將第一信號發(fā)送到圖形用戶管理單元，3) 圖形用戶管理單元向處理器控制單元和無線數(shù)傳單元發(fā)送啟 動指令，4) 當信息載體到達檢測區(qū)域的第二位置時，感測單元檢測到所述信息載體，產(chǎn)生第二信號，并將第二信號發(fā)送到圖形用戶管理單元，5) 當圖形用戶管理單元收到第二信號后，通過處理器控制單元 向射頻數(shù)據(jù)交換單元發(fā)送査詢標簽指令，6) 射頻數(shù)據(jù)交換單元將待發(fā)送的微波信號發(fā)送到天線單元，并 由天線單元向信息載體發(fā)射微波信號以獲取信息載體的射頻數(shù)據(jù)，7) 天線單元接收來自信息載體的射頻數(shù)據(jù)，經(jīng)射頻數(shù)據(jù)交換單 元解調后發(fā)送到處理器控制單元，8) 處理器控制單元將所接收到的射頻數(shù)據(jù)發(fā)送到圖形用戶管理 單元，9) 處理器控制單元通過圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)經(jīng)無線數(shù) 傳單元發(fā)送到網(wǎng)絡中心，10) 圖形用戶管理單元將射頻數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，并將射頻數(shù)據(jù) 存儲到存儲單元中作為備份數(shù)據(jù)。
7. 如權利要求6所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝置控制管理方法，其特征在于還包括以下步驟無線數(shù)傳單元接收從網(wǎng) 絡中心發(fā)來的指令，并進行解析，再通過發(fā)送到圖形用戶管理單元執(zhí) 行以實現(xiàn)遠程控制。
8. 如權利要求6或7所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝置控制管理方法，其特征在于還包括以下步驟圖形用戶管理單元向無線數(shù)傳單元發(fā)送查詢地理位置指令，GPS定位電路采集射頻識別裝置所在的經(jīng)緯度信息并將此地理位置信息發(fā)送給圖形用戶管理單元。
9. 如權利要求6或7所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝 置控制管理方法，其特征在于圖形用戶管理單元的圖形系統(tǒng)管理軟件采用客戶/服務器設計模式，圖形系統(tǒng)管理軟件包括顯示模型、窗 口模型和用戶模型。
10. 如權利要求8所述的單機圖形化控制管理的射頻識別裝置控制管理方法，其特征在于圖形用戶管理單元的圖形系統(tǒng)管理軟件采用客戶/服務器設計模式，圖形系統(tǒng)管理軟件包括顯示模型、窗口模 型和用戶模型。
全文摘要
一種單機圖形化控制管理的射頻識別裝置及其控制管理方法，涉及射頻識別技術領域，包括天線單元、射頻數(shù)據(jù)交換單元、處理器控制單元、感測單元、圖形用戶管理單元，存儲單元以及無線數(shù)傳單元。所述圖形用戶管理單元是在處理器控制單元內(nèi)嵌操作系統(tǒng)上開發(fā)的一款圖形系統(tǒng)，專門針對射頻識別系統(tǒng)進行了裁剪，提供了強大的圖形顯示功能，用于人機界面交互，數(shù)據(jù)顯示、存儲管理功能，用戶無需外加PC便可在單機中實現(xiàn)人機交互。該射頻識別裝置的接口可采用RJ45，RS232，RS485，在處理器控制單元增加了USB接口，用戶可將射頻識別裝置的歷史數(shù)據(jù)保存到具有USB接口的存儲單元中作為備份，充分保證數(shù)據(jù)的可靠性及鐵路運營系統(tǒng)的安全性。
文檔編號G01S19/42GK101276424SQ20081008930
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權日2008年4月10日
發(fā)明者勝 劉, 楊春華, 范旺生 申請人:武漢盛華微系統(tǒng)技術有限公司