Rfid讀卡裝置及讀卡方法
【專利摘要】本發明提供一種RFID讀卡裝置及讀卡方法，在射頻讀卡芯片與讀頭之間串入一個或多個RF切換開關，通過控制單元MCU周期性控制至少一個RF切換開關輪詢切換各個讀頭與射頻讀卡芯片的接通和斷開，使射頻讀卡芯片與多個讀頭在一個周期內分別連通，使各個讀頭分時工作，既可避免在控制處理模塊產生碰撞問題，又可保證讀頭的有效功率不被降低，從而獲得更大讀取范圍和更好的讀取效果。本發明結構簡單、成本低廉、性能可靠。
【專利說明】
RF ID讀卡裝置及讀卡方法
技術領域
[0001]本發明屬于射頻識別技術領域，涉及是一種RFID讀卡裝置及讀卡方法。
【背景技術】
[0002]射頻識別(Rad1Frequency Identificat1n,RFID)是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。通常RFID系統由IC卡/電子標簽、讀寫器和中間件三部分構成。讀寫器作為連接后端中間件及應用系統與前端IC卡/電子標簽之間的主要通道，起到了舉足輕重的作用。讀寫器一般又可分為三個模塊:無線模塊、射頻通道模塊、控制處理模塊。其中射頻通道模塊和控制處理模塊直接集成在讀寫器中。部分種類的讀寫器與天線集成，一個讀寫器驅動一個天線。然而，一個天線的覆蓋范圍是有限的，而且在障礙物較多，環境復雜的情況下，其作用距離將進一步縮短，不利于對大量IC卡/電子標簽的快速讀取。因此對于絕大部分高頻及超高頻RFID系統來說，無線模塊一般通過同軸電纜與讀寫器的射頻通道模塊相連。目前常見的讀卡器是一個讀寫器驅動一個天線，要實現多點讀取IC卡/電子標簽信息時需要多個讀寫器和讀頭接入，構造復雜成本高。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種RFID讀卡裝置，通過RF切換開關，巧妙的實現單MCU、單射頻讀卡芯片實現多RFID收發天線，同時多點位讀取，節省了成本。
[0004]本發明提供的RFID讀卡裝置，包括控制單元MCU、射頻讀卡芯片、RF切換開關、多個讀頭;所述控制單元MCU分別與射頻讀卡芯片、RF切換開關連接;所述RF切換開關分別連接各讀頭;所述射頻讀卡芯片與所述RF切換開關連接;所述控制單元MCU通過RF切換開關周期性控制所述射頻讀卡芯片與各讀頭之間的連通與斷開。本發明采用單控制單元MCU、單射頻讀卡芯片實現多讀頭控制，可同時多點位讀取數據，結構簡單、性能可靠、成本低廉，通過分時復用的方式，控制RF切換開關分時切換掃描，既保證用戶的使用體驗，又保證時間片輪詢到該天線時，至少完成一次讀寫，從而獲得更大的讀取范圍和更好的讀取效果。
[0005]優選地，可增設多個RF切換開關，多個讀頭被分成若干組，各組讀頭與RF切換開關對應連接，實現單MCU、單射頻讀卡芯片對多RF切換開關、多讀頭的控制。
[0006]優選地，所述控制單元M⑶與射頻讀卡芯片通過SPI總線連接。
[0007]本發明還包括上位機通訊接口，該上位機通訊接口與所述控制單元MCU連接，用于連接上位機。
[0008]本發明還包括多個讀頭接口，所述讀頭接口與所述RF切換開關連接，所述讀頭與讀頭接口一一對應連接，通過設置讀頭接口便于插接讀頭。
[0009]本發明還提供一種RFID讀卡方法，控制單元MCU周期性輪詢各讀頭:控制單元MCU控制RF切換開關，通過RF切換開關控制各讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過相應讀頭讀取數據并將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則RF切換開關切斷當前讀頭與射頻讀卡芯片的通訊，將下一讀頭與射頻讀卡芯片連通，直至所有讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊，進入下一周期。
[00?0]本發明還提供一種RFID讀卡方法，控制單元MCU周期性輪詢各讀頭:控制單元MCU控制多個RF切換開關，各RF切換開關分別控制讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊;控制單元MCU依次控制各RF切換開關，如果當前RF切換開關控制下的當前數據通道有數據，則通過相應讀頭讀取數據并將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則RF切換開關切斷當前讀頭與射頻讀卡芯片的通訊，將下一讀頭與射頻讀卡芯片連通，直至所有讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊，當所有RF切換開關控制下的讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊后，進入下一周期。
[OO11 ]本發明還提供一種RFID讀卡方法，控制單元MCU周期性輪詢各讀頭:控制單元MCU交替控制各RF切換開關，各RF切換開關分別控制讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊，如果當前RF切換開關控制下的當前數據通道有數據，則通過相應讀頭讀取數據并將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則控制單元M⑶控制下一 RF切換開關，直至控制單元MCU交替控制全部RF切換開關后，控制單元MCU控制最早控制的RF切換開關，依此類推，直至各RF切換開關控制下的讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊后，進入下一周期。
[0012]本發明采用單控制單元MCU、單射頻讀卡芯片實現多讀頭控制，可同時多點位讀取數據，通過分時復用的方式，控制RF切換開關分時切換掃描，既保證用戶的使用體驗，又保證時間片輪詢到該天線時，至少完成一次讀寫，從而獲得更大的讀取范圍和更好的讀取效果O
[0013]優選地，所述控制單元M⑶與射頻讀卡芯片通過SPI總線通訊。
[0014]本發明結構簡單、性能可靠、成本低廉、可以讀取多點位信息的讀寫器設備，通過分時復用的方式，MCU控制RF切換開關分時切換掃描，既保證用戶的使用體驗(分時的掃描速度要足夠快)，又保證時間片輪詢到該天線時，至少完成一次讀寫，從而獲得更大的讀取范圍和更好的讀取效果。本發明通過RF切換開關，巧妙的實現單MCU+單射頻讀卡芯片實現多RFID收發天線，同時多點位讀取，節省了成本，為客戶和公司創造了巨大經濟價值。本發明一個MCU控制多個讀頭，所有數據都到該MCU，解決了現有技術多個MCU數據上傳，匯集的問題。
【附圖說明】
[00?5]圖1為實施例一結構框圖；
[0016]圖2為實施例二結構框圖；
[0017]圖3為輪詢讀取數據流程圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例一
[0019]如圖1、3所示，RFID讀卡裝置包括控制單元MCU、射頻讀卡芯片、RF切換開關、三個讀頭(讀頭一至三)；控制單元MCU分別與射頻讀卡芯片、RF切換開關連接，其中，控制單元MCU與射頻讀卡芯片通過SPI總線連接;RF切換開關分別連接讀頭一、讀頭二、讀頭三;射頻讀卡芯片與RF切換開關連接;控制單元MCU通過RF切換開關周期性控制所述射頻讀卡芯片與各讀頭(讀頭一至三)之間的連通與斷開。RFID讀卡裝置還包括上位機通訊接口(圖中未示出)，該上位機通訊接口與控制單元M⑶連接，用于連接上位機。RFID讀卡裝置還包括三個讀頭接口(圖中未示出)，三個讀頭接口分別與RF切換開關連接，三個讀頭接口與三個讀頭對應連接，即一個讀頭與其中一個讀頭接口連接。
[0020]控制單元M⑶周期性輪詢各讀頭，即在一個周期內:控制單元M⑶控制RF切換開關，通過RF切換開關控制三個讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊，RF切換開關首先控制讀頭一與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過讀頭一獲取射頻卡ID卡號并讀取數據，將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則RF切換開關切斷讀頭一與射頻讀卡芯片的通訊，將讀頭二與射頻讀卡芯片連通，如果此數據通道沒有數據，則RF切換開關切斷讀頭二與射頻讀卡芯片的通訊，將讀頭三與射頻讀卡芯片連通，如果此時數據通道沒有數據，則進入下一周期，即RF切換開關控制讀頭一與射頻讀卡芯片通訊。
[0021]實施例二
[0022]如圖2、3所示，RFID讀卡裝置包括控制單元MCU、射頻讀卡芯片、RF切換開關一、RF切換開關二、六個讀頭(讀頭一至六)；控制單元MCU分別與射頻讀卡芯片、RF切換開關一、RF切換開關二連接，其中，控制單元MCU與射頻讀卡芯片通過SPI總線連接;RF切換開關一分別連接讀頭一、讀頭二、讀頭三，RF切換開關二分別連接讀頭四、讀頭五、讀頭六;射頻讀卡芯片與RF切換開關一、RF切換開關二連接;控制單元M⑶通過RF切換開關一、RF切換開關二周期性控制所述射頻讀卡芯片與各讀頭(讀頭一至六)之間的連通與斷開。RFID讀卡裝置還包括上位機通訊接口(圖中未示出)，該上位機通訊接口與控制單元MCU連接，用于連接上位機。RFID讀卡裝置還包括六個讀頭接口(圖中未示出)，其中三個讀頭接口與RF切換開關一連接，該三個讀頭接口與讀頭一、二、三對應連接，即一個讀頭與其中一個讀頭接口連接;另三個讀頭接口與RF切換開關二連接，該三個讀頭接口與讀頭四、五、六對應連接，即一個讀頭與其中一個讀頭接口連接。
[0023]控制單元MCU周期性輪詢各讀頭，即在一個周期內:控制單元MCU控制RF切換開關一、二，通過RF切換開關一、二控制六個讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊。控制單元M⑶首先控制RF切換開關一，RF切換開關一首先控制讀頭一與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過讀頭一獲取射頻卡ID卡號并讀取數據，將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則RF切換開關切斷讀頭一與射頻讀卡芯片的通訊，將讀頭二與射頻讀卡芯片連通，如果此數據通道沒有數據，則RF切換開關切斷讀頭二與射頻讀卡芯片的通訊，將讀頭三與射頻讀卡芯片連通，如果此時數據通道沒有數據，則控制單元控制RF切換開關二，RF切換開關二首先控制讀頭四與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過讀頭四獲取射頻卡ID卡號并讀取數據，將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則RF切換開關切斷讀頭四與射頻讀卡芯片的通訊，將讀頭五與射頻讀卡芯片連通，如果此數據通道沒有數據，則RF切換開關切斷讀頭五與射頻讀卡芯片的通訊，將讀頭六與射頻讀卡芯片連通，如果此時數據通道沒有數據，則進入下一周期，即控制單元MCU控制RF切換開關一，由RF切換開關一控制讀頭一與射頻讀卡芯片通訊。
[0024]對于多RF切換開關的情況，還有一個讀卡方法，控制單元MCU周期性輪詢各讀頭，即在一個周期內:控制單元MCU控制RF切換開關一、二，通過RF切換開關一、二控制六個讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊。控制單元MCU首先控制RF切換開關一，RF切換開關一首先控制讀頭一與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過讀頭一獲取射頻卡ID卡號并讀取數據，將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則控制單元MCU轉為控制RF切換開關二，RF切換開關二首先控制讀頭四與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過讀頭四獲取射頻卡ID卡號并讀取數據，將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則控制單元MCU轉為控制RF切換開關一，RF切換開關一控制讀頭二與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過讀頭二獲取射頻卡ID卡號并讀取數據，將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則控制單元MCU轉為控制RF切換開關二，RF切換開關二控制讀頭五與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過讀頭五獲取射頻卡ID卡號并讀取數據，將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則控制單元MCU轉為控制RF切換開關一。依此類推，直至RF切換開關一、RF切換開關二控制下的全部讀頭都與射頻讀卡芯片完成一次通訊，然后進入下一周期，控制單元MCU控制RF切換開關一。
【主權項】
1.一種RFID讀卡裝置，其特征在于:包括控制單元MCU、射頻讀卡芯片、RF切換開關、多個讀頭;所述控制單元MCU分別與射頻讀卡芯片、RF切換開關連接;所述RF切換開關分別連接各讀頭;所述射頻讀卡芯片與所述RF切換開關連接;所述控制單元MCU通過RF切換開關周期性控制所述射頻讀卡芯片與各讀頭之間的連通與斷開。2.如權利要求1所述的RFID讀卡裝置，其特征在于:所述RF切換開關有若干個，多個讀頭被分成若干組，各組讀頭與RF切換開關對應連接。3.如權利要求1或2所述的RFID讀卡裝置，其特征在于:所述控制單元MCU與射頻讀卡芯片通過SPI總線連接。4.如權利要求1或2所述的RFID讀卡裝置，其特征在于:還包括上位機通訊接口，該上位機通訊接口與所述控制單元MCU連接，用于連接上位機。5.如權利要求1或2所述的RFID讀卡裝置，其特征在于:還包括多個讀頭接口，所述讀頭接口與所述RF切換開關連接，所述讀頭與讀頭接口 一一對應連接。6.一種RFID讀卡方法，其特征在于，控制單元MCU周期性輪詢各讀頭:控制單元MCU控制RF切換開關，通過RF切換開關控制各讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊，如果當前數據通道有數據，則通過相應讀頭讀取數據并將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則RF切換開關切斷當前讀頭與射頻讀卡芯片的通訊，將下一讀頭與射頻讀卡芯片連通，直至所有讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊，進入下一周期。7.一種RFID讀卡方法，其特征在于，控制單元MCU周期性輪詢各讀頭:控制單元M⑶依次控制各RF切換開關，各RF切換開關分別控制讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊，如果當前RF切換開關控制下的當前數據通道有數據，則通過相應讀頭讀取數據并將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則RF切換開關切斷當前讀頭與射頻讀卡芯片的通訊，將下一讀頭與射頻讀卡芯片連通，直至所有讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊后，控制單元MCU控制下一RF切換開關，當所有RF切換開關控制下的讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊后，進入下一周期。8.一種RFID讀卡方法，其特征在于，控制單元MCU周期性輪詢各讀頭:控制單元M⑶交替控制各RF切換開關，各RF切換開關分別控制讀頭依次與射頻讀卡芯片通訊，如果當前RF切換開關控制下的當前數據通道有數據，則通過相應讀頭讀取數據并將數據傳送射頻讀卡芯片，由射頻讀卡芯片輸送給控制單元MCU，如果當前數據通道沒有數據或者數據讀取完畢，則控制單元mj控制下一 RF切換開關，直至控制單元mj交替控制全部RF切換開關后，控制單元MCU控制最早控制的RF切換開關，依此類推，直至各RF切換開關控制下的讀頭都與射頻讀卡芯片完成通訊后，進入下一周期。9.如權利要求6、7或8所述的RFID讀卡方法，其特征在于:所述控制單元MCU與射頻讀卡芯片通過SPI總線通訊。
【文檔編號】G06K7/00GK105868661SQ201610186813
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】白坤, 於恩銘
【申請人】南京欣威視通信息科技股份有限公司