專利名稱：采用信號收發(fā)分立式讀卡裝置的射頻識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對射頻標識卡進行數(shù)據(jù)讀取的射頻識別系統(tǒng)，尤其是涉及一 種能夠完全避免多個射頻標識卡之間的信號沖突，并且能夠有效節(jié)省有源射頻標識卡電源 電能的射頻識別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前公知的射頻識別系統(tǒng)主要是由射頻讀卡裝置(也稱為射頻讀卡器)和射頻標 識卡(也稱為射頻標簽)組成的，射頻讀卡裝置通過收發(fā)射頻信號讀取射頻標識卡上的數(shù) 據(jù)。這種系統(tǒng)中，射頻標識卡自身不帶電源的又稱為無源射頻識別技術(shù)；射頻標識卡自身帶 電源的又稱為有源射頻識別技術(shù)。無源射頻識別技術(shù)中的無源射頻標識卡是由一個帶處理器的集成電路芯片及與 其相連的天線組成。射頻標識卡上的天線接收由射頻讀卡裝置的天線發(fā)射的射頻信號及所 攜帶的能量，其集成電路芯片被激活并產(chǎn)生響應(yīng)信號，通過射頻標識卡上的天線發(fā)射出去， 射頻讀卡卡裝置接收該響應(yīng)信號以獲取到射頻標識卡中的數(shù)據(jù)。無源射頻識別技術(shù)的特點 是射頻標識卡的成本較低，沒有電源使用壽命的問題；但信號較弱，容易被干撓，可讀卡距 離較近。有源射頻識別技術(shù)中的有源射頻標識卡使用自身的電源向射頻讀卡裝置發(fā)送信 號，其信號較強，不容易被干撓，可讀卡距離較遠；但成本較高，有電源使用壽命的問題。目前這兩種射頻識別技術(shù)采用的射頻讀卡裝置都是信號收發(fā)一體式的，即采用同 一套電路及天線進行信號的收發(fā)，它們存在的一個共同的問題是，當多個射頻標識卡同時 處于射頻讀卡裝置的有效讀卡范圍內(nèi)時，多個射頻標識卡向射頻讀卡裝置發(fā)送的信號容易 出現(xiàn)沖突。目前射頻讀卡裝置和射頻標識卡之間的信息主要以兩種方式進行傳送的廣 播方式和點對點方式。射頻讀卡裝置采用廣播方式收集在有效讀卡范圍內(nèi)的射頻標識卡卡 號，采用點對點方式對指定的射頻標識卡進行操作。射頻讀卡裝置采用廣播方式收集射頻 標識卡卡號時，不斷發(fā)出針對所有的射頻標識卡的讀卡指令，如果多個射頻標識卡同時處 于有效讀卡范圍內(nèi)，其響應(yīng)信號之間經(jīng)常會出現(xiàn)沖突，即相互干擾。雖然已經(jīng)有一些防沖 突算法和技術(shù)試圖解決這個問題，但是都不能完全避免射頻標識卡響應(yīng)信號的沖突，并對 可同時讀取射頻標識卡的數(shù)量也有限制，而且往往還會影響系統(tǒng)的性能。另外還有少數(shù)射 頻識別系統(tǒng)的射頻讀卡裝置只是單向接收射頻標識卡的信號，而射頻標識卡不接收任何指 令，只是單向不斷發(fā)送信號，這樣的系統(tǒng)雖然能夠節(jié)省射頻標識卡電源的電能，但是多個射 頻標識卡發(fā)送的信號更加容易出現(xiàn)沖突。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的在有效讀卡范圍內(nèi)，對多個射頻標識卡讀取數(shù)據(jù)的射頻識別系統(tǒng) 的不足，本實用新型提供了一種采用信號收發(fā)分立式的讀卡裝置點名讀卡的射頻識別系 統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠完全避免多個射頻標識卡之間的信號沖突，并且能夠有效節(jié)省有源射頻標識卡電源的電能。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種采用射頻識別技術(shù)，對在 有效讀卡范圍內(nèi)同時存在的多個射頻標識卡進行讀卡的射頻識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用有源射 頻識別技術(shù)，包括信號收發(fā)分立式的射頻讀卡裝置、有源射頻標識卡、計算機和通信線路， 射頻讀卡裝置采用通信線路與計算機相連。系統(tǒng)中與計算機相連的一個或多個射頻讀卡裝 置，其讀卡有效范圍覆蓋整個目標場所(可以是工作、學(xué)習(xí)、會議、倉儲或各種活動等的場 所)；每一個射頻讀卡裝置都是信號收發(fā)分立式的，即是由相互獨立的讀卡呼叫子裝置和 響應(yīng)監(jiān)聽子裝置組成的，每個子裝置分別有各自的射頻信號處理電路和天線，其中射頻信 號處理電路可采用射頻集成芯片，例如riRF9E5，天線與射頻集成芯片的天線接口連接；這 兩個子裝置分別使用不同頻道以單向方式同時工作，讀卡呼叫子裝置在呼叫頻道單向發(fā)送 射頻信號，響應(yīng)監(jiān)聽子裝置在響應(yīng)頻道單向接收射頻信號；每個射頻標識卡屬于一個特定 目標，在射頻讀卡裝置或計算機中儲存所有目標的卡號清單；系統(tǒng)通過射頻讀卡裝置的讀 卡呼叫子裝置，根據(jù)卡號清單在呼叫頻道對目標場所內(nèi)的射頻標識卡點名式地逐一反復(fù)呼 叫；射頻標識卡按一定的時間間隔，周期性地在呼叫頻道監(jiān)聽射頻讀卡裝置的點名呼叫信 號，并切換到響應(yīng)頻道發(fā)送對自己的呼叫的響應(yīng)信號；系統(tǒng)通過射頻讀卡裝置的響應(yīng)監(jiān)聽 子裝置，在響應(yīng)頻道監(jiān)聽射頻標識卡對點名呼叫的響應(yīng)信號，并將響應(yīng)情況存儲在計算機 中。射頻標識卡在監(jiān)聽呼叫信號的間隔期間為完全睡眠狀態(tài)(極低的功耗)，不能被 射頻讀卡裝置的任何信號喚醒，即射頻標識卡不存在由睡眠狀態(tài)被讀卡器喚醒信號喚醒的 過程。多個射頻讀卡裝置同時工作時，會采用相互不同的頻道收發(fā)信號，射頻標識卡通過切 換頻道來監(jiān)聽并響應(yīng)讀卡呼叫。上述技術(shù)方案的實質(zhì)是一個或多個射頻讀卡裝置，每一個射頻讀卡裝置包括相互 獨立的讀卡呼叫子裝置和響應(yīng)監(jiān)聽子裝置，分別用不同頻道對射頻標識卡逐一點名呼叫和 監(jiān)聽射頻標識卡對點名呼叫的響應(yīng)，射頻標識卡周期性地監(jiān)聽并響應(yīng)點名呼叫。本實用新型的有益效果是，系統(tǒng)內(nèi)任何頻道在任何時間最多只會有一個信號，從 而可以完全避免信號沖突，射頻標識卡周期性地完全睡眠可以有效節(jié)省電源的電能。

下文結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明具體實施例的采用一個信號收發(fā)分立式的射頻讀卡裝置的用點名 方式讀卡的射頻識別考勤及物品監(jiān)管系統(tǒng)示意圖。圖2是本發(fā)明具體實施例的采用多個信號收發(fā)分立式的射頻讀卡裝置的用點名 方式讀卡的射頻識別考勤及物品監(jiān)管系統(tǒng)示意圖。標記說明1、監(jiān)管目標有源射頻標識卡，2、考勤目標有源射頻標識卡，3、通信線路，4、信號收 發(fā)分立式的射頻讀卡裝置，5、目標場所，6、計算機。
具體實施方式
本實施例是以一個工作場所的考勤系統(tǒng)為例進行說明。本發(fā)明具體實施方式
中，有源射頻標識卡1和2采用射頻收發(fā)芯片I1RF9E5制作，使用環(huán)形平面天線，每個有源射頻 標識卡1和2有唯一的卡號；信號收發(fā)分立式的射頻讀卡裝置4包括相互獨立的讀卡呼叫 子裝置和響應(yīng)監(jiān)聽子裝置，也分別采用射頻收發(fā)芯片HRF9E5制作，并分別使用各自的柱狀 單端天線；上述射頻收發(fā)芯片riRF9E5內(nèi)置有與標準8051兼容的微處理器；有源射頻標識 卡1和2與射頻讀卡裝置4之間通信的信號基本頻率為433MHz，每個射頻讀卡裝置的讀卡 呼叫子裝置和響應(yīng)監(jiān)聽子裝置使用不同的頻道收發(fā)信號，例如呼叫頻道為433MHz，響應(yīng)頻 道為433MHz+100KHz ；射頻讀卡裝置4與計算機6之間的通信線路3，在圖1所示系統(tǒng)中為 RS232串口通信，即當目標場所范圍小，射頻讀卡裝置(4)數(shù)量為1個時，通信線路C3)采用 RS232或USB，在圖2所示系統(tǒng)中則為局域網(wǎng)絡(luò)，即當目標場所范圍大，射頻讀卡裝置(4)數(shù) 量為多個時，通信線路C3)采用局域網(wǎng)絡(luò)通過TCP/IP協(xié)議通信，或采用RS485接口通信。在圖1所示的采用一個射頻讀卡裝置的系統(tǒng)示意圖中，用一個信號收發(fā)分立式的 射頻讀卡裝置4覆蓋整個目標場所5。每個被考勤的員工均應(yīng)攜帶考勤目標有源射頻標識 卡2，在特定物品(如手提電腦)上安置監(jiān)管目標有源射頻標識卡1，計算機6中記錄有全 部考勤和監(jiān)管目標對應(yīng)的有源射頻標識卡1和2的卡號。系統(tǒng)通過射頻讀卡裝置4的讀卡呼叫子裝置，對卡號清單上的有源射頻標識卡1 和2，在呼叫頻道點名式地逐一進行反復(fù)呼叫，即發(fā)射出讀卡指令，在讀卡指令中包含指定 的射頻標識卡卡號；射頻標識卡1和2按一定的時間間隔，周期性地在呼叫頻道監(jiān)聽射頻讀 卡裝置的點名呼叫信號，當監(jiān)聽到包含自己卡號的讀卡指令后，立即切換到響應(yīng)頻道發(fā)送 出響應(yīng)信號；系統(tǒng)通過射頻讀卡裝置4的讀卡呼叫子裝置，在響應(yīng)頻道監(jiān)聽射頻標識卡1和 2對點名呼叫的響應(yīng)信號，能夠被監(jiān)聽到的有源射頻標識卡視為在目標場所5，否則視為不 在目標場所5 ；射頻讀卡裝置4將監(jiān)聽結(jié)果通過通信線路3，傳輸給計算機6 ；計算機6可以 根據(jù)這些記錄確定員工的出勤情況，包括中途出入的情況。為了節(jié)省有源射頻標識卡1和2的電源，射頻標識卡1和2周期性地完全睡眠，功 耗極低，電流僅為2. 5 μ A(微安)，不能被讀卡裝置的任何信號喚醒，而是完全自主地按一 定的時間間隔蘇醒，然后監(jiān)聽并響應(yīng)讀卡呼叫信號。當特定的有源射頻標識卡1到達或離開目標場所5時，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置，系統(tǒng)可以發(fā)
出警示信號。圖2為采用多個信號收發(fā)分立式的射頻讀卡裝置的系統(tǒng)示意圖，當用一個射頻讀 卡裝置4不能覆蓋整個目標場所5時，或者在監(jiān)管特定目標時，需要對目標場所5內(nèi)目標的 有源射頻標識卡1進行更準確的定位，可以在系統(tǒng)中采用多個射頻讀卡裝置4。其運行方式 與圖1類似，主要不同是射頻標識卡1和2需要監(jiān)聽多個頻道的讀卡呼叫信號。本發(fā)明并不局限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠進行各種改進，而這些改進均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。例如，雖然射頻讀卡裝置4包括一個讀卡呼叫子裝置和一個響應(yīng)監(jiān)聽子裝置，但 是也可以根據(jù)需要，將讀卡呼叫子裝置和響應(yīng)監(jiān)聽子裝置完全分開制作和安裝，或者采用 一個讀卡呼叫子裝置和多個對應(yīng)的響應(yīng)監(jiān)聽子裝置；再例如雖然有源射頻標識卡1和2和 射頻讀卡裝置4之間通信的基本信號頻率為433MHz，但是也可以根據(jù)需要，采用其它頻率； 再例如讀卡呼叫子裝置和響應(yīng)監(jiān)聽子裝置可以安置在系統(tǒng)中的同一個位置，也可以分開安 置在系統(tǒng)中的不同位置。
權(quán)利要求1.一種對射頻標識卡進行數(shù)據(jù)讀取的射頻識別系統(tǒng)，包括信號收發(fā)分立式的射頻讀卡 裝置G)、有源射頻標識卡(1，2)、計算機(6)和通信線路(3)，射頻讀卡裝置(4)采用通信 線路C3)與計算機(6)相連，其特征是射頻讀卡裝置(4)為信號收發(fā)分立式的，即是由相 互獨立的讀卡呼叫子裝置和響應(yīng)監(jiān)聽子裝置組成的，每個子裝置分別有各自的射頻信號處 理電路和天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對射頻標識卡進行數(shù)據(jù)讀取的射頻識別系統(tǒng)，其特征是所 述射頻讀卡裝置的讀卡呼叫子裝置的數(shù)量為一個，對應(yīng)的響應(yīng)監(jiān)聽子裝置的數(shù)量為一 個或多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對射頻標識卡進行數(shù)據(jù)讀取的射頻識別系統(tǒng)，其特征是 所述射頻讀卡裝置的讀卡呼叫子裝置和響應(yīng)監(jiān)聽子裝置可以安置在系統(tǒng)中的同一個 位置，也可以分開安置在系統(tǒng)中的不同位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對射頻標識卡進行數(shù)據(jù)讀取的射頻識別系統(tǒng)，其特征是所 述射頻讀卡裝置的數(shù)量為一個或多個，其讀卡有效范圍覆蓋整個目標場所(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對射頻標識卡進行數(shù)據(jù)讀取的射頻識別系統(tǒng)，其特征是所 述目標場所( 可以是工作、學(xué)習(xí)、會議、倉儲、停車場或各種活動的場所。
專利摘要一種采用信號收發(fā)分立式射頻讀卡裝置的射頻識別系統(tǒng)。系統(tǒng)包括信號收發(fā)分立式的射頻讀卡裝置、射頻標識卡、計算機和通信線路，特征是射頻讀卡裝置由相互獨立的呼叫子裝置和監(jiān)聽子裝置組成，它們分別有各自的射頻信號處理電路和天線，并使用不同頻道以單向方式工作；一個或多個信號收發(fā)分立式的射頻讀卡裝置，其讀卡有效范圍覆蓋整個目標場所；呼叫子裝置只在呼叫頻道進行射頻信號發(fā)送，監(jiān)聽子裝置只在監(jiān)聽頻道進行射頻信號接收；射頻標識卡周期性地在呼叫頻道監(jiān)聽呼叫信號，并在監(jiān)聽頻道發(fā)送呼叫響應(yīng)信號。系統(tǒng)內(nèi)任何頻道在任何時間最多只會有一個信號，從而可以完全避免信號沖突；射頻標識卡周期性地完全睡眠，可以有效節(jié)省電源的電能。
文檔編號G06K7/00GK201897798SQ201020537980
公開日2011年7月13日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者張紅, 時曉明 申請人:張紅, 時曉明