CN204229433U - 一种多通道rfid读写器及rfid识别系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多通道RFID读写器及RFID识别系统，多通道RFID读写器包括单片机；RFID射频模块，RFID射频模块与单片机连接；第一多路信号切换芯片，第一多路信号切换芯片的射频信号端与RFID射频模块的射频信号端连接，第一多路信号切换芯片的第一控制输入端与RFID射频模块的第一控制输出端连接；第二多路信号切换芯片，第二多路信号切换芯片的射频信号端与第一多路信号切换芯片的射频信号分支端连接，第二多路信号切换芯片的第二控制输入端与单片机的第二控制输出端连接；天线，天线与第二多路信号切换芯片的射频信号分支端连接。通过上述方式，本实用新型能够实现了一台多通道RFID读写器对多个天线进行控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频处理技术领域，特别是涉及一种多通道RFID读写器及RFID识别系统。
背景技术
射频识别(RFID)是一种通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触的无线通信技术。其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别.
RFID识别系统通常包括集成有天线的RFID读写器和电子标签。RFID读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。RFID读写器包含有RFID射频模块(发送器和接收器)、控制单元以及天线。电子标签与RFID阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现的传递、数据的交换。
射频识别技术已经广泛应用到不同行业之中，例如：将电子标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度；电子标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的识别。
本实用新型的发明人在长期研究中发现：现有的技术中一台读写器设备只能连接1个天线，即便是分体式的RFID读写器，也只能最多连接4个外接天线，从而当需要更多的天线去进行对电子标签读取的时候，就必须多增加几台RFID读写器，从而增加了用户的开发成本，并 增加了开发的难度。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种多通道RFID读写器及RFID识别系统，实现了一台多通道RFID读写器对多个天线进行控制，减少了项目应用的成本，并降低了系统的开发难度。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种多通道RFID读写器，包括单片机,所述单片机包含控制输出端；RFID射频模块，所述RFID射频模块与所述单片机连接；第一多路信号切换芯片，所述第一多路信号切换芯片的射频信号端与所述RFID射频模块的射频信号端连接，所述第一多路信号切换芯片的控制输入端与所述RFID射频模块的控制输出端连接；第二多路信号切换芯片，所述第二多路信号切换芯片的射频信号端与所述第一多路信号切换芯片的射频信号分支端连接，所述第二多路信号切换芯片的控制输入端与所述单片机的控制输出端连接；天线，所述天线与所述第二多路信号切换芯片的射频信号分支端连接。
其中，所述第一多路信号切换芯片为四路信号切换芯片，所述RFID射频模块的控制输出端和第一多路信号切换芯片的控制输入端均为两个I/O端；所述第二多路信号切换芯片为八路信号切换芯片，所述单片机的控制输出端和第二多路信号切换芯片的控制输入端均为三个I/O端。
其中，所述八路信号切换芯片的数量为四个，所述四路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一个八路信号切换芯片的射频信号端；所述天线的数量为三十二根，所述八路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一根天线。
其中，所述多通道RFID读写器还包括串口线；所述串口线分别连接RFID射频模块的串口和单片机的串口。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种RFID识别系统，包括处理器、多通道RFID读写器和电子标签；所述多通道RFID读写器包括：所述单片机包含控制输出端；RFID射频模块，所述RFID射频模块与所述单片机连接；第一多路信号切换芯片，所述第一多路信号切换芯片的射频信号端与所述RFID射频模块的射频信号端连接，所述第一多路信号切换芯片的控制输入端与所述RFID射频模块的控制输出端连接；第二多路信号切换芯片，所述第二多路信号切换芯片的射频信号端与所述第一多路信号切换芯片的射频信号分支端连接，所述第二多路信号切换芯片的控制输入端与所述单片机的控制输出端连接；天线，所述天线与所述第二多路信号切换芯片的射频信号分支端连接；所述处理器与所述单片机连接，所述电子标签设置于被检测物上。
其中，所述第一多路信号切换芯片为四路信号切换芯片，所述RFID射频模块的控制输出端和第一多路信号切换芯片的控制输入端均为两个I/O端；所述第二多路信号切换芯片为八路信号切换芯片，所述单片机的控制输出端和第二多路信号切换芯片的控制输入端均为三个I/O端。
其中，所述八路信号切换芯片的数量为四个，所述四路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一个八路信号切换芯片的射频信号端；所述天线的数量为三十二根，所述八路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一根天线。
其中，所述多通道RFID读写器还包括串口线；所述串口线分别连接RFID射频模块的串口和单片机的串口。
其中，所述RFID识别系统包括显示器；所述显示器与所述处理器连接。
其中，所述单片机的串口端与所述处理器的串口端连接。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型通过在RFID射频模块串接第一多路信号切换芯片，在第一多路信号切换芯片上串接第二多路信号切换芯片，大大扩展射频信号接口，从而使得RFID射频模块可以挂载更多天线，扩展多通道RFID读写器中天线的数量，实现了一台多通道RFID读写器对多个天线进行控制，无需在需要控制多个天线配置多台RFID读写器，减少了项目应用的成本，并降低了系统的开发难度。
附图说明
图1是本实用新型多通道RFID读写器实施方式的示意图；
图2是本实用新型多通道RFID读写器实施方式中第一多路信号切换芯片与RFID射频模块分离的示意图；
图3是本实用新型多通道RFID读写器实施方式中第一多路信号切换芯片与RFID射频模块结合在一起的示意图；
图4是本实用新型RFID识别系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本 实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。
请参阅图1和图2，多通道RFID读写器20包括单片机21、RFID射频模块22、第一多路信号切换芯片23、第二多路信号切换芯片24和天线25。RFID射频模块22用于发射和接收射频信号，多路信号切换芯片是一种具有多路通道的芯片，可以选择其中任意一路进行通信的芯片，简单而言，多路信号切换芯片相当一个单刀多掷开关。
单片机21包含控制输出端211。单片机21与RFID射频模块22连接，单片机21用于控制RFID射频模块22。第一多路信号切换芯片23的射频信号端与RFID射频模块22的射频信号端连接，第一多路信号切换芯片22的控制输入端221与RFID射频模块23的控制输出端231连接，第一多路信号切换芯片22的控制输入端221向RFID射频模块23的控制输出端231输出控制信号，以使第一多路信号切换芯片22切换到对应的通道上。第二多路信号切换芯片24的射频信号端与第一多路信号切换芯片23的射频信号分支端连接。第二多路信号切换芯片24的控制输入端241与单片机的控制输出端211连接，单片机的控制输出端211向第二多路信号切换芯片24的控制输入端241输出控制信号，以使第二多路信号切换芯片24切换到对应的通道上。天线25与第二多路信号切换芯片24的射频信号分支端连接。多通道RFID读写器通过在RFID射频模块22挂接第一多路信号切换芯片23，在第一多路信号切换芯片23挂接第二多路信号切换芯片24，大大扩展天线25的射频信号接口，进而挂载更多天线25。
第一多路信号切换芯片22为四路信号切换芯片，四路信号切换芯片具有一个射频信号端和四个射频信号分支端，其中，一个射频信号端可 与四个射频信号分支端中任意一个连通，形成通道。第二多路信号切换芯片25为八路信号切换芯片，八路信号切换芯片具有一个射频信号端和八个射频信号分支端，其中，一个射频信号端可与八个射频信号分支端中任意一个连通，形成通道。值得说明的是：多路信号切换芯同时只可以使用一路通道，避免了出现因多个天线同时发送信号时，造成的信号干扰，而对通道的使用可以采用轮询方式询问控制。在本实用新型实施方式中，八路信号切换芯片的数量为四个，第一多路信号切换芯片23的一个射频信号分支端连接一个八路信号切换芯片的射频信号端，天线25的数量为三十二根，第二多路信号切换芯片25的一个射频信号分支端连接一根天线25，不同天线25应用到不同项目中，拓展了更多的不同项目对天线数量不同的适用性。
第一多路信号切换芯片的控制输入端是两个I/O端，RFID射频模块的控制输出端为两个I/O端，RFID射频模块的两个I/O端与第一多路信号切换芯片23的两个I/O端并行连接，I/O端输出高电平和低电平，两个I/O端可出输送四组高电平和低电平组合，通过一组高低电平两个值的组合，即可确定第一多路信号切换芯片23的射频信号端与四个射频信号分支端中哪一个连通。同样的，单机片的控制输出端和第二多路信号切换芯片的控制输入端241均为三个I/O端，单片机的三个I/O端与第二多路信号切换芯片24平行连接，通过一组高低电平三个值的组合，即可确定第二多路信号切换芯片24的射频信号端与四个射频信号分支端中哪一个连通。值得注意的是：所有第二多路信号切换芯片24的三个I/O端均与单片机21的三个I/O端平行连接。
进一步的，多通道RFID读写器20还包括串口线26。串口线26分别连接RFID射频模块22的串口和单片机21的串口。
需要说明的是：第一多路信号切换芯片23可以与RFID射频模块22分离设置，也可以将第一多路信号切换芯片23直接集成在RFID射频 模块22中，如图3所示。
在本实用新型实施方式中，通过在RFID射频模块串接第一多路信号切换芯片，在第一多路信号切换芯片上串接第二多路信号切换芯片，大大扩展射频信号接口，从而使得RFID射频模块可以挂载更多天线，扩展多通道RFID读写器中天线的数量，实现了一台多通道RFID读写器对多个天线进行控制，无需在需要控制多个天线配置多台RFID读写器，减少了项目应用的成本，并降低了系统的开发难度。
本实用新型还提供RFID识别系统实施方式。请参阅图4，RFID识别系统30包括处理器301、多通道RFID读写器302和电子标签303。
多通道RFID读写器302的具体结构可参阅上述多通道RFID读写器实施方式，此处不再一一赘述。
处理器301与多通道RFID读写器302中的单片机连接，具体的，处理器301与单片机可以是串接连接，则处理器301的串口与单片机的串口连接，处理器301与单片机可以是网络连接，则处理器301的网络接口与单片机的网络接口连接。
电子标签303设置被检测物上，多通道RFID读写器302通过自身的天线将信号扩大并对外发出，当搜寻到电子标签303时，激活电子标签，电子标签被激活后，电子标签内的数据通过天线回传多通道RFID读写器302，而多通道RFID读写器302再将数据回传到处理器301，由处理器301进行处理。
进一步的，RFID识别系统30还包括显示器304，显示器304与处理器301连接。。值得说明的是：通常显示器304和处理器301组装在一起，通叫上位机。
在本实用新型实施方式中，通过在RFID射频模块串接第一多路信号切换芯片，在第一多路信号切换芯片上串接第二多路信号切换芯片，大大扩展射频信号接口，从而使得RFID射频模块可以挂载更多天线， 扩展多通道RFID读写器中天线的数量，实现一台多通道RFID读写器对多个天线进行控制，无需在控制多个天线配置多台RFID读写器，减少了项目应用的成本，并降低了系统的开发难度。
需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种多通道RFID读写器，其特征在于，包括：
单片机,所述单片机包含控制输出端；
RFID射频模块，所述RFID射频模块与所述单片机连接；
第一多路信号切换芯片，所述第一多路信号切换芯片的射频信号端与所述RFID射频模块的射频信号端连接，所述第一多路信号切换芯片的控制输入端与所述RFID射频模块的控制输出端连接；
第二多路信号切换芯片，所述第二多路信号切换芯片的射频信号端与所述第一多路信号切换芯片的射频信号分支端连接，所述第二多路信号切换芯片的控制输入端与所述单片机的控制输出端连接；
天线，所述天线与所述第二多路信号切换芯片的射频信号分支端连接。
2.根据权利要求1所述的多通道RFID读写器，其特征在于，
所述第一多路信号切换芯片为四路信号切换芯片，所述RFID射频模块的控制输出端和第一多路信号切换芯片的控制输入端均为两个I/O端；
所述第二多路信号切换芯片为八路信号切换芯片，所述单片机的控制输出端和第二多路信号切换芯片的控制输入端均为三个I/O端。
3.根据权利要求2所述的多通道RFID读写器，其特征在于，
所述八路信号切换芯片的数量为四个，所述四路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一个八路信号切换芯片的射频信号端；
所述天线的数量为三十二根，所述八路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一根天线。
4.根据权利要求1所述的多通道RFID读写器，其特征在于，所述多通道RFID读写器还包括串口线；
所述串口线分别连接RFID射频模块的串口和单片机的串口。
5.一种RFID识别系统，其特征在于，所述RFID识别系统包括处理器、多通道RFID读写器和电子标签；
所述多通道RFID读写器包括：
单片机，所述单片机包括控制输出端；
RFID射频模块，所述RFID射频模块与所述单片机连接；
第一多路信号切换芯片，所述第一多路信号切换芯片的射频信号端与所述RFID射频模块的射频信号端连接，所述第一多路信号切换芯片的控制输入端与所述RFID射频模块的控制输出端连接；
第二多路信号切换芯片，所述第二多路信号切换芯片的射频信号端与所述第一多路信号切换芯片的射频信号分支端连接，所述第二多路信号切换芯片的控制输入端与所述单片机的控制输出端连接；
天线，所述天线与所述第二多路信号切换芯片的射频信号分支端连接；
所述处理器与所述单片机连接，所述电子标签设置于被检测物上。
6.根据权利要求5所述的RFID识别系统，其特征在于，
所述第一多路信号切换芯片为四路信号切换芯片，所述RFID射频模块的控制输出端和第一多路信号切换芯片的控制输入端均为两个I/O端；
所述第二多路信号切换芯片为八路信号切换芯片，所述单片机的控制输出端和第二多路信号切换芯片的控制输入端均为三个I/O端。
7.根据权利要求6所述的RFID识别系统，其特征在于，
所述八路信号切换芯片的数量为四个，所述四路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一个八路信号切换芯片的射频信号端；
所述天线的数量为三十二根，所述八路信号切换芯片的一个射频信号分支端连接一根天线。
8.根据权利要求5所述的RFID识别系统，其特征在于，
所述多通道RFID读写器还包括串口线；
所述串口线分别连接RFID射频模块的串口和单片机的串口。
9.根据权利要求5所述的RFID识别系统，其特征在于，所述RFID识别系统包括显示器；
所述显示器与所述处理器连接。
10.根据权利要求5所述的RFID识别系统，其特征在于，所述单片机的串口端与所述处理器的串口端连接。
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