專利名稱：固定式無線射頻讀寫器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種射頻識別設備，特別是一射頻識別設備的讀寫器。
背景技術：
射頻識別RFID(Radio Frequency Identification，RFID)技術是一種利用射頻 信號識別目標對象并獲取相關信息的技術。隨著RFID核心技術的不斷發展和成熟，起應用 領域日益擴大，已經越來越多的應用在包括軍事、航空、物流倉儲、商品零售、工業制造、資 產管理、交通運輸、動物識別和防偽防盜等不同領域。目前，在物流倉存、港口碼頭、商品零 售等等應用領域，用戶往往需要根據自己的作業流程設計一個專用的業務軟件，由于公知 的固定式無線射頻讀寫器均不能運行于客戶自己開發的業務軟件或第三方的應用程序，用 戶一般需要新增一臺電腦來運行這些作業軟件，這樣增加了設備的硬件成本，降低了基于 RFID技術的作業系統的整體效率和穩定性，隨著射頻識別技術的飛速發展和應用領域的 快速拓展，現有技術的固定式無線射頻讀寫器有線通信接口的功能已無法滿足未來物聯網 (The Internet of things)發展的需要，主要表現在高速公路等野外環境固定式無線射頻 讀寫器無法通過有線網絡接入互聯網，在快速組網應用、物流跟蹤定位的方面，現有技術的 固定式無線射頻讀寫器無法勝任。
發明內容本實用新型的目的是提供一種固定式無線射頻讀寫器，要解決的技術問題是提高 采用RFID設備的作業系統的整體效率和穩定性。本實用新型采用以下技術方案一種固定式無線射頻讀寫器，所述固定式無線射 頻讀寫器設有主板，主板分別連接RFID讀寫模塊、核心處理模塊、通信模塊、存儲模塊和電 源模塊；所述RFID讀寫模塊經天線接口連接天線。本實用新型的通信模塊由無線通信模塊和有線通信模塊組成。本實用新型的無線模塊是WIFI模塊、GPS模塊、GPRS模塊和藍牙模塊，所述WIFI 模塊、GPS模塊、GPRS模塊和藍牙模塊分別經WIFI天線接口、GPS天線接口、GPRS天線接口 和藍牙天線接口連接各天線。本實用新型的有線通信模塊是I/O接口、以太網接口、RS_232串口、主USB接口和 從USB接口，所述I/O接口、以太網接口、RS-232串口、主USB接口和從USB接口經接口板 接主板。本實用新型的RFID讀寫模塊連接4個天線接口。本實用新型的核心處理模塊設有CPU，CPU分別連接有晶振、兩個閃存器芯片、兩 個同步動態隨機存儲器芯片、一個電源管理電路、一個看門狗電路、一個實時時鐘電路。本實用新型的CPU的輸出腳為以太網絡腳、3組通用同步/異步串行接收/發送 器腳、主USB腳、從USB腳、安全數字輸入/輸出接口和輸入/輸出腳，其分別連接主板的相 應接口。[0011 ] 本實用新型的主板上的USART-3腳連接USART HUB電路，USART HUB電路分三路； USART3-1 腳、USART3-2 腳、USART3-3 腳；所述主 USB 腳連接 USB HUB 電路，USB HUB 電路分 四路主USB-I腳、主USB-2腳、主USB-3腳、主USB-4腳；I/O腳分別經光電隔離電路接輸 入信號腳，經繼電器隔離電路接輸出信號腳。本實用新型的主板上的Ethernet腳接接口板的以太網接口，USART-1接RS-232 接口 -1，USART-2 接 RFID 讀寫模塊，USART3-1 接 RS-232 接 口 -2，USART3-2 接 GPS 模塊， USART3-3接GPRS模塊，主USB-I接RFID讀寫模塊，主USB-2腳接WIFI模塊，主USB-3腳接 藍牙模塊，輸入信號腳接接口板的輸入信號腳，輸出信號腳接接口板的輸出信號腳，從USB 腳接接口板的從USB腳，SDIO腳接存儲模塊。本實用新型的主板采用XCRF-860-BACK型主板，RFID讀寫模塊采用XCRF-860-RD 型模塊，核心處理模塊采用XC2900-C0RE型模塊，存儲模塊采用XCRF-860-SAVE型模塊，電 源模塊采用XCRF-860-P0WER型模塊。本實用新型與現有技術相比，采用在讀寫器內設置主板、核心處理模塊、通信模塊 和存儲模塊，使得RFID讀寫器能夠直接運行客戶自主開發的業務軟件或第三方應用程序， 用戶無須增加電腦就可以運行根據自己的作業流程而開發的業務軟件或第三方應用程序， 降低了硬件成本，提高了采用RFID設備的作業系統的整體效率和穩定性。
圖1是本實用新型的電路框圖。圖2是本實用新型核心處理模塊與主板的連接電路圖。圖3是本實用新型主板的內部信號連接關系電路圖。圖4是本實用新型主板與接口板的連接電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1所示，本實用新型的固定式無線射頻讀寫器，機殼內設有主板，所述固定式 無線射頻讀寫器所有的功能模塊和接口板均在物理上與主板連接，其作用類似于電腦的主 板。主板分別連接RFID讀寫模塊、核心處理模塊、通信模塊、存儲模塊和電源模塊。所述通信模塊由無線通信模塊和有線通信模塊組成，無線通信模塊為WIFI模塊、 GPS模塊、GPRS模塊和藍牙模塊，機殼上設有4個SMA型天線接口 WIFI天線接口、GPS天 線接口、GPRS天線接口和藍牙天線接口，WIFI天線接口連接WIFI模塊，GPS天線接口連接 GPS模塊，GPRS天線接口連接GPRS模塊，藍牙天線接口連接藍牙模塊，所述各SMA型天線 接口用于連接各無線通信模塊所配備的棒狀天線。有線通信模塊由在機殼上引出的I/O接 口、以太網接口、RS-232串口、主USB接口和從USB接口組成，所述I/O接口、以太網接口、 RS-232串口、主USB接口和從USB接口經接口板連接主板。機殼上引出4個TNC型射頻天線接口 天線接口 1-4，與RFID讀寫模塊連接，天線 接口 1-4接RFID天線，用于讀、寫符合IS018000-6B或IS018000-6C協議的電子標簽。在機殼上還引出有連接電源模塊的AC電源插座SS-7B。存儲模塊采用大容量的存儲卡。[0025]如圖2所示，所述核心處理模塊在物理上與主板連接，起電腦中央處理器的作用。 設有一個CPU，CPU分別連接有晶振、兩個閃存器FLASH芯片、兩個同步動態隨機存儲器 SDRAM芯片、一個電源管理電路、一個看門狗電路、一個實時時鐘電路。CPU的輸出腳為以 太網絡Ethernet腳、3組通用同步/異步串行接收/發送器USART腳、主USB腳、從USB腳、 安全數字輸入/輸出接口 SDIO和輸入/輸出I/O腳，分別連接主板的相應接口。如圖3所示，所述主板上的USART-3腳連接USART HUB電路，USARTHUB電路分三 路；USART3-1 腳、USART3-2 腳、USART3-3 腳，用一個 USARTHUB 電路將 USART-3 擴展為 3 組 USART信號。所述主USB腳連接USB HUB電路，USB HUB電路分四路主USB-I腳、主USB-2 腳、主USB-3腳、主USB-4腳，用一個USB HUB電路用于將主USB信號擴展為四組主USB信 號。I/O腳分別經光電隔離電路接輸入信號腳，經繼電器隔離電路接輸出信號腳，用于隔離 外部信號對讀寫器內部電路的干擾和影響。如圖4所示，主板上的Ethernet腳接接口板的以太網接口，USART-1接RS-232 接口 -1，USART-2 接 RFID 讀寫模塊，USART3-1 接 RS-232 接 口 -2，USART3-2 接 GPS 模塊， USART3-3接GPRS模塊，主USB-I接RFID讀寫模塊，主USB-2腳接WIFI模塊，主USB-3腳接 藍牙模塊，輸入信號腳接接口板的輸入信號腳，輸出信號腳接接口板的輸出信號腳，從USB 腳接接口板的從USB腳，SDIO腳接大容量存儲卡。所述固定式無線射頻讀寫器內置TOB服務器功能，WEB服務器提供一個基于網 頁界面的讀寫器參數配置平臺，用于設置并保存讀寫模塊參數，用于設置并保存無線通信 模塊Wi-Fi、GPRS、Bluetooth, GPS的參數，用于設置并保存有線網絡接口參數，用于設置 并保存FTP遠程升級服務器參數，用于設置并保存內置實時時鐘，用于設置并保存電子標 簽數據庫的大小；所述的WEB服務器內嵌基于網頁界面的讀寫器操作平臺，用于對符合 IS018000-6C或IS018000-6B協議電子標簽進行讀標簽操作、寫標簽操作、標簽加密操作、 標簽銷毀操作、標簽過濾操作。主板上的Ethernet信號、USART-I信號、USART-3-1信號、主USB-4信號、輸入信 號、輸出信號、從USB信號分別引到接口板上相應的物理連接器上，作為讀寫器對外通信接 口使用。主板上的USART-2信號和主USB-I信號鏈接到RFID讀寫模塊上，用于核心處理模 塊與RFID讀寫模塊通信。主板上的USART-3-2信號和GPS模塊連接，用于核心處理模塊與 GPS模塊通信。主板上USART-3-3信號和GPRS模塊連接，用于核心處理模塊與GPRS模塊通 信。主板上的主USB-2信號與Wi-Fi模塊連接，用于核心處理模塊與Wi-Fi模塊通信。主板 上的主USB-3信號與Bluetooth模塊連接，用于核心處理模塊與Bluetooth模塊通信。主 板上的SDIO接口和大容量存儲卡連接，用于讀寫大容量存儲卡內的數據。作為最佳實施例，主板采用深圳市遠望谷信息技術股份有限公司的 XCRF-860-BACK型主板，RFID讀寫模塊采用深圳市遠望谷信息技術股份有限公司 的XCRF-860-RD型模塊，核心處理模塊采用深圳市遠望谷信息技術股份有限公司的 XC2900-C0RE型模塊，大容量的存儲卡采用采用深圳市遠望谷信息技術股份有限公 司的XCRF-860-SAVE型模塊，電源模塊采用深圳市遠望谷信息技術股份有限公司的 XCRF-860-P0WER 型模塊。本實用新型的大容量存儲卡內嵌網絡TOB服務器，基于網頁界面的讀寫器操作平 臺，用于對符合IS018000-6C協議的電子標簽進行讀標簽操作、寫標簽操作、標簽加密操作、標簽銷毀操作、標簽過濾操作。本實用新型的RFID讀寫模塊包括用于控制射頻電路的基帶電路，用于完成射頻 型號的產生、調制和解調的射頻電路。本實用新型的I/O接口包括彡+3. 3V數字信號輸入口線、彡+3. 3V數字信號輸出 口線、地線、+5V電源線，用于擴展和控制外圍設備，指示燈為無線通信模塊狀態指示燈和擴 展指示燈，用于指示無線通信模塊的工作狀態和其他新增的指示狀態。本實用新型的固定式無線射頻讀寫器，用戶可以根據自己的需要定制開發專用的 業務軟件或第三方應用程序，并將這些程序安裝在存儲模塊供核心處理模塊調用，無需再 配一臺電腦來控制無線射頻讀寫器，對閱讀器的所有操作均由業務軟件完成。該實用新型 還提供無線通信功能，用戶可以在不具備有線方式部署讀寫器的環境中，選用無線方式將 讀寫器快速接入互聯網，藍牙通信功能可以很好地取代現有的串口有線通信功能，Wi-Fi無 線通信功能可以很好的取代現有的有線網絡通信功能，GPRS通信功能可以允許讀寫器在有 手機信號的野外進行部署，GPS功能可以讓物流跟蹤從倉庫擴展到物流途中。本實用新型的核心處理模塊在物理上與主板連接，其功能類似于電腦的CPU，RFID 讀寫模塊的數據均需要經過主板送到核心處理模塊進行處理后，再通過主板送往接口板以 有線方式與外部設備進行數據交互，或通過主板送往無線通信模塊以無線通信方式與外部 設備進行數據交互；同樣的，外部設備以有線或無線方式發往讀寫器的數據均需通過處理 模塊進行處理后，再發往RFID讀寫模塊。核心處理模塊主要負責統籌協調各模塊協同工 作，并根據用戶在參數配置平臺中的設置對簽數據進行加密、過濾、存儲等處理。如果RFID 讀寫器內部安裝并運行了用戶業務軟件，則核心處理模塊會按照業務流程自動根據用戶業 務軟件的指令進行相應的操作。本實用新型的RFID讀寫模塊在物理上與主板連接，其功能主要是根據處理模塊 發送過來的指令對符合IS018000-6C或IS018000-6B協議電子標簽進行讀寫操作，并將操 作結果按原路徑返回給核心處理模塊。核心處理模塊發給RFID讀寫模塊的指令可以來自 內部的用戶業務軟件、外部的通過有線通信接口輸入的控制指令或無線通信接口輸入的控 制指令。同樣的，核心處理模塊將RFID讀寫模塊返回的數據經過主板，通過接口板的有線 接口或無線通信模塊傳送到指令的發出者。該RFID讀寫模塊在機殼上引出4個TNC型射 頻天線接口。本實用新型的電源模塊在物理上與主板連接，主要實現將外部輸入的交流電源 90V 260V轉為+5V直流電源，給讀寫器內部各硬件模塊或電路供電；在機殼上引出的接 口為一個AC電源插座。本實用新型的接口板在物理上與主板連接，主要是實現對外提供多種有線接口。本實用新型的大容量存儲卡在物理上安裝于主板專用卡槽內，其功能類似于電腦 硬盤，主要用于存儲讀寫器自帶的WEB服務器程序、用戶業務軟件、第三方應用程序及標簽 數據庫，這里需要特別說明的是電子標簽數據庫主要用于存儲讀寫器讀到的電子標簽信 息，在讀寫器對外的有線和無線通信均中斷的情況下，電子標簽數據庫存儲的功能可以確 保標簽數據不會丟失，待通信恢復后，讀寫器會自動將緩存的標簽數據通過網絡傳送到指 定的接收端，另外，也可以通過插入加密U盤到讀寫器上，讀寫器會自動將標簽數據庫數據 下載到U盤上。[0040]本實用新型的WiFi模塊在物理上與主板連接，主要是提供一種無線網絡接入功 能，Wi-Fi模塊支持無線網絡協議IEEE802. llb/g/n。該W本實用新型的GPS模塊在物理上與主板連接，主要在物流應用時，提供一個定位 跟蹤的功能。將物品的跟蹤管理擴大到物流運輸過程，而不僅僅限于商場、倉庫或碼頭等固 定的作業場所。本實用新型的GPRS模塊在物理上與主板連接，主要在野外或其他無法通過有線 方式部署RFID設備的場合，如果有GSM網絡信號，則可以考慮使用GPRS功能通過GSM網以 間接方式接入互聯網。用戶子可以在GPRS服務端發送相應的控制指令，達到控制讀寫器工 作的目的。本實用新型的Bluetooth模塊在物理上與主板連接，主要提供一種近距離，一般 小于10米的無線通信功能，允許外部控制設備(如便攜式手持機、手機等)通過自帶的 Bluetooth模塊與讀寫器Bluetooth模塊建立連接，并通過藍牙功能控制讀寫器進行工作。
權利要求1.一種固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述固定式無線射頻讀寫器設有主板， 主板分別連接RFID讀寫模塊、核心處理模塊、通信模塊、存儲模塊和電源模塊；所述RFID讀 寫模塊經天線接口連接天線。
2.根據權利要求1所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述通信模塊由無線 通信模塊和有線通信模塊組成。
3.根據權利要求2所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述無線模塊是WIFI 模塊、GPS模塊、GPRS模塊和藍牙模塊，所述WIFI模塊、GPS模塊、GPRS模塊和藍牙模塊分 別經WIFI天線接口、GPS天線接口、GPRS天線接口和藍牙天線接口連接各天線。
4.根據權利要求3所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述有線通信模塊是 I/O接口、以太網接口、RS-232串口、主USB接口和從USB接口，所述I/O接口、以太網接口、 RS-232串口、主USB接口和從USB接口經接口板接主板。
5.根據權利要求4所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述RFID讀寫模塊連 接4個天線接口。
6.根據權利要求5所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述核心處理模塊設 有CPU，CPU分別連接有晶振、兩個閃存器(FLASH)芯片、兩個同步動態隨機存儲器(SDRAM) 芯片、一個電源管理電路、一個看門狗電路、一個實時時鐘電路。
7.根據權利要求6所述的的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述CPU的輸出腳 為以太網絡(Ethernet)腳、3組通用同步/異步串行接收/發送器(USART)腳、主USB腳、 從USB腳、安全數字輸入/輸出接口(SDIO)和輸入/輸出(I/O)腳，其分別連接主板的相 應接口。
8.根據權利要求7所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述主板上的USART-3 腳連接 USART HUB 電路，USART HUB 電路分三路；USART3-1 腳、USART3-2 腳、USART3-3 腳； 所述主USB腳連接USB HUB電路，USBHUB電路分四路主USB-1腳、主USB-2腳、主USB-3 腳、主USB-4腳；I/O腳分別經光電隔離電路接輸入信號腳，經繼電器隔離電路接輸出信號 腳。
9.根據權利要求8所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述主板上的 Ethernet腳接接口板的以太網接口，USART-1接RS-232接口 -1，USART-2接RFID讀寫模 塊，USART3-1 接 RS-232 接 口 -2，USART3-2 接 GPS 模塊，USART3-3 接 GPRS 模塊，主 USB-1 接RFID讀寫模塊，主USB-2腳接WIFI模塊，主USB-3腳接藍牙模塊，輸入信號腳接接口板 的輸入信號腳，輸出信號腳接接口板的輸出信號腳，從USB腳接接口板的從USB腳，SDIO腳 接存儲模塊。
10.根據權利要求9所述的固定式無線射頻讀寫器，其特征在于所述主板采用 XCRF-860-BACK型主板，RFID讀寫模塊采用XCRF-860-RD型模塊，核心處理模塊采用 XC2900-C0RE型模塊，存儲模塊采用XCRF-860-SAVE型模塊，電源模塊采用XCRF-860-P0WER 型模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種固定式無線射頻讀寫器，要解決的技術問題是提高采用RFID設備的作業系統的整體效率和穩定性。本實用新型的固定式無線射頻讀寫器設有主板，主板分別連接RFID讀寫模塊、核心處理模塊、通信模塊、存儲模塊和電源模塊；所述RFID讀寫模塊經天線接口連接天線。本實用新型與現有技術相比，采用在讀寫器內設置主板、核心處理模塊、通信模塊和存儲模塊，使得RFID讀寫器能夠直接運行客戶自主開發的業務軟件或第三方應用程序，用戶無須增加電腦就可以運行根據自己的作業流程而開發的業務軟件或第三方應用程序，降低了硬件成本，提高了采用RFID設備的作業系統的整體效率和穩定性。
文檔編號G06K17/00GK201780593SQ201020246538
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月1日 優先權日2010年7月1日
發明者鄭盛志, 魏謝木 申請人:深圳市遠望谷信息技術股份有限公司