專利名稱：一種物流用射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于物流行業(yè)信息化管理設備領(lǐng)域，尤其是一種用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和普及應用，物流領(lǐng)域的信息化需求也日益迫切，包裝、 倉儲、運輸、使用等環(huán)節(jié)的信息化會極大提高物流系統(tǒng)的運作效率，并大幅降低運營成本。 物流系統(tǒng)的信息化應用了多項高新技術(shù)成果，主要有無線射頻識別技術(shù)，IP網(wǎng)絡技術(shù)，中間件技術(shù)，衛(wèi)星定位技術(shù)等等，而無線射頻識別技術(shù)是其中一種應用前景非常廣闊的技術(shù)。 無線射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，RFID是無線射頻識別技術(shù)(Radio FrequencyIdentification)的英文縮寫。無線射頻識別技術(shù)是一項利用無線射頻信號通過空間交變磁場或電磁場耦合實現(xiàn)無接觸信息通信，并通過所傳遞的信息達到自動識別目標對象的技術(shù)。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集終端并將這些數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)絡上傳至數(shù)據(jù)處理中心，從而可以實現(xiàn)對目標對象的實時監(jiān)控和管理，使得物流、生產(chǎn)等行業(yè)的信息化管理成為可能。無線射頻識別系統(tǒng)根據(jù)標簽內(nèi)部是否需要加裝電池及電池供電的作用而將射頻標簽分為無源標簽(passive)、半無源標簽(semi-passive)和有源標簽(active)三種類型。無源標簽成本低廉，工作壽命長，但讀寫距離只有十幾米左右、而且信息容量有限；有源標簽讀寫距離可以達到100米以上，而且信息容量大，但制造成本相對較高，而且工作壽命受到電池的限制。目前無源射頻識別系統(tǒng)的技術(shù)方案很多，主要問題在于工程應用和后端系統(tǒng)設計，而有源射頻識別系統(tǒng)的技術(shù)方案相對較少，技術(shù)難度在于有源射頻標簽的工作壽命及特定的物流應用領(lǐng)域?qū)ι漕l標簽的特殊要求問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備，該設備采用UHF和LF雙頻無線射頻技術(shù)、多種衛(wèi)星定位模式、多速率數(shù)據(jù)傳輸以及中間件技術(shù)，能夠適應物流系統(tǒng)多種工作環(huán)節(jié)下的數(shù)據(jù)采集要求。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的這種用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備，包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源；所述控制器分別與所述射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接；所述電源為各部分提供電能。上述控制器是LPC2378。上述射頻收發(fā)器是UHF頻段射頻收發(fā)器；所述無線信號發(fā)送器是LF頻段無線信號發(fā)送器。一種基于上述射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，包括上位機以及與上位機連接的數(shù)據(jù)集中器，所述數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個所述射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備。本實用新型利用雙頻無線射頻技術(shù)可以有效解決休眠待機低功耗與數(shù)據(jù)操作高速率遠距離相互矛盾的問題；采用多速率的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也是為了適應特定工作條件下的數(shù)據(jù)采集與匯總問題，具備以太網(wǎng)、GPRS、串口以及El等多種數(shù)據(jù)通信接口，中間件并可根據(jù)具體配置優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸格式，可以確保采集數(shù)據(jù)的可靠有效匯集與分析。

圖1為本實用新型的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為本實用新型的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)連接示意框圖；圖3為本實用新型的標簽軟件結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述 參見圖1，本實用新型用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備，包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源。其中控制器分別與射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接。電源為讀寫設備的各部分提供電能。以上是射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備的基本結(jié)構(gòu)，以下給出本實用新型的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備的一個較佳實施例在較佳實施例中控制器選用LPC2378。射頻收發(fā)器采用UHF頻段射頻收發(fā)器；無線信號發(fā)送器采用LF頻段無線信號發(fā)送器，其中UHF頻段射頻收發(fā)器和LF頻段無線信號發(fā)送器均帶有天線。控制器與UHF射頻收發(fā)器之間通過SPI接口進行連接，控制器通過SPI 接口對UHF射頻收發(fā)器的功能寄存器進行讀寫，從而達到控制UHF射頻收發(fā)器的功能，無線數(shù)據(jù)也通過SPI接口進行傳輸，但要經(jīng)過UHF射頻收發(fā)器的調(diào)制與解調(diào)?？刂破髋cLF無線信號發(fā)送器之間也通過SPI接口進行連接，通過SPI接口，控制器將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳至LF 無線信號發(fā)送器，然后經(jīng)過調(diào)制和添加前導碼發(fā)送出去。多速率數(shù)據(jù)接口具備RS232串口、 100M以太網(wǎng)接口和2. 048M El數(shù)據(jù)接口，通過這些接口控制器可以將采集到的數(shù)據(jù)進行上報匯總。衛(wèi)星定位模塊可以支持多種定位模式，主要有北斗定位模式、GPS定位模式、格洛納斯定位模式等。RAM/ROM用于存儲控制器程序和數(shù)據(jù)，其中還有非易失性存儲器EEPR0M， 用于記錄工作參數(shù)。電源由外部提供，數(shù)據(jù)讀寫設備包含了電源轉(zhuǎn)換和濾波電路。綜上所述，本實用新型較佳實施例中的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備采用雙頻無線通信技術(shù)利用了 UHF和LF雙頻段無線通信技術(shù)，UHF頻段通信速率高、距離遠，而LF頻段接收功耗低、通信距離近。UHF頻段采用半雙工通信方式，LF頻段采用單工發(fā)送的通信方式，對射頻標簽起到“振鈴”激活的作用。數(shù)據(jù)讀寫設備安裝在標簽運動路徑一側(cè)(如公路旁、鐵路旁或港口出入口)，當標簽進入LF激活信號的有效信號范圍之內(nèi)時，標簽接收到有效激活信號之后進入數(shù)據(jù)操作模式，然后通過UHF頻段與數(shù)據(jù)讀寫設備進行通信，并將相關(guān)數(shù)據(jù)存儲于存儲器，數(shù)據(jù)操作完畢之后，數(shù)據(jù)讀寫設備發(fā)送休眠命令，使標簽重新進入休眠待激活模式，或者由于UHF頻段通信超時，標簽也會自動進入休眠待激活模式。如圖2，本實用新型還提供一種基于以上的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上位機以及與上位機(即PC或PDA)連接的數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備。本實用新型的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備與上位機PC既可以通過多速率數(shù)據(jù)接口直接連接，也可以通過中間設備數(shù)據(jù)集中器連接。當通過數(shù)據(jù)集中器連接時，射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備可以根據(jù)需要靈活配置在不同的位置，采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)集中器傳至上位機 PC，當采用以太網(wǎng)接口時，數(shù)據(jù)集中器可以利用路由器或交換機實現(xiàn)，當 采用串口連接時， 數(shù)據(jù)集中器由串口 HUB實現(xiàn)，USB接口一般用于第二種連接方式，主要用于便攜式上位機 PDA與數(shù)據(jù)讀寫設備的直接連接，當然，便攜式上位機PDA也可以通過串口與數(shù)據(jù)讀寫設備連接，可以根據(jù)需要進行靈活配置與選型。本實用新型的標簽軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括初始化、主循環(huán)、接口數(shù)據(jù)檢測、UHF數(shù)據(jù)監(jiān)測、命令功能檢測、接口中間件處理程序、UHF數(shù)據(jù)處理程序、功能執(zhí)行程序以及相關(guān)的中斷處理程序組成，如接口中斷程序、UHF無線中斷程序等。接口數(shù)據(jù)處理、接口中間件處理程序和接口中斷程序完成多速率數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)傳輸功能；UHF數(shù)據(jù)檢測、 UHF數(shù)據(jù)處理程序和UHF無線中斷程序完成UHF射頻數(shù)據(jù)的收發(fā)功能；命令功能檢測和功能執(zhí)行程序完成上位機下發(fā)命令的檢測分類和執(zhí)行功能，主要有EEPROM存儲器的管理、LF 無線激活信號的發(fā)送、工作參數(shù)設置等。本實用新型具備以下幾點優(yōu)勢1)雙頻無線通信技術(shù)利用了 LF頻段的接收電路低功耗特性，既可靠實現(xiàn)了休眠待激活模式到數(shù)據(jù)操作模式的轉(zhuǎn)換，也有效降低了標簽的能量消耗，利用UHF頻段進行數(shù)據(jù)通信，滿足了標簽通信距離和通信速度方面的要求，使得標簽可以有效接收和發(fā)送相應的物流信息。2)多種衛(wèi)星定位接口 適應野外或多種應用場合下的定位需求，確保定位信息的準確性。3)多速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)適應野外或條件受限環(huán)境下數(shù)據(jù)的傳輸問題，確保高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)可靠傳輸。
權(quán)利要求1.一種用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備，其特征在于包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源；所述控制器分別與所述射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接；所述電源為各部分提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備，其特征在于所述控制器是 LPC2378。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備，其特征在于所述射頻收發(fā)器是UHF頻段射頻收發(fā)器；所述無線信號發(fā)送器是LF頻段無線信號發(fā)送器。
4.一種基于權(quán)利要求1的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)，其特征在于包括上位機以及與上位機連接的數(shù)據(jù)集中器，所述數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個所述射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備。
專利摘要本實用新型涉及一種用于物流的射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備及系統(tǒng)，該讀寫設備包括控制器、射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口、衛(wèi)星定位模塊和電源；控制器分別與所述射頻收發(fā)器、無線信號發(fā)送器、多速率數(shù)據(jù)接口和衛(wèi)星定位模塊連接；電源為各部分提供電能。所述系統(tǒng)包括上位機以及與上位機連接的數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器分別通過多速率數(shù)據(jù)接口連接有多個射頻識別數(shù)據(jù)讀寫設備。本實用新型利用雙頻無線射頻技術(shù)可以有效解決休眠待機低功耗與數(shù)據(jù)操作高速率遠距離相互矛盾的問題；采用多速率的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也是為了適應特定工作條件下的數(shù)據(jù)采集與匯總問題，確保采集數(shù)據(jù)的可靠有效匯集與分析。
文檔編號G06K17/00GK202003372SQ20112005670
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者劉強, 翟樂育, 黃衛(wèi)平 申請人:中國人民解放軍總后勤部建筑工程研究所