一種射頻讀卡器電路的製作方法

2023-05-31 21:28:21 2

本實用新型涉及茶葉生產管理以及射頻信息應用領域，尤其涉及一種射頻讀卡器電路。

背景技術：

近年來，由於茶葉質量安全危機頻繁發生，引起了消費者的廣泛關注，如何對茶葉質量安全進行有效跟蹤與監測，建立茶葉生產溯源系統，已成為一個亟待解決的課題。

茶葉產品從生產到最後消費環節的整個過程中，需要經過種植、採摘、加工、倉儲、銷售等多個階段，在這些環節都涉及到影響茶葉質量安全的隱患，因此，對各個環節中的關鍵信息進行提取、存儲以及後續的讀取對於茶葉生產環節的追蹤都是至關重要的。

現有技術中缺乏對茶葉從生產到消費環節的信息記錄，因此，一旦出現茶葉質量問題，就難以對出現問題的環節進行定位和追蹤。

技術實現要素：

實用新型目的：為了解決現有技術的不足，本實用新型提供了一種射頻讀卡器電路，對茶葉從生產到消費環節的信息進行提取和存儲，利用射頻信息實現對茶葉的生產質量管理。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型在對茶葉信息進行提取時，提供一種射頻讀卡器電路，包括：控制模塊、射頻模塊和天線模塊，所述射頻模塊通過驅動電路將信號發送至天線模塊，通過匹配電路接入天線模塊接收的信號。

其中，所述控制模塊採用AT89S52單片機，所述射頻模塊採用MF RC522射頻晶片。

具體地，所述驅動電路包括電感L1、電感L2、電容C1和電容C2；電感L1的第一端連接TX1引腳，電感L1的第二端連接電容C1的第一端，電容C1的第二端一方面連接電容C2的第二端和天線模塊，另一方面接地；電感L2的第一端連接TX2引腳，第二端連接電容C2的第一端，電容C2的第二端一方面連接電容C1的第二端和天線模塊，另一方面接地；所述匹配電路包括電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8；電容C3的第一端連接電感L1的第二端，電容C3的第二端連接電容C5的第一端和電容C7的第一端；電容C5的第二端一方面連接電容C6的第二端和天線模塊，另一方面接地；電容C7的第二端一方面連接電容C8的第二端和天線模塊，另一方面接地；電容C4的第一端連接電感L2的第二端，第二端連接電容C6的第一端和電容C8的第一端；電容C6的第二端一方面連接電容C5的第二端和天線模塊，另一方面接地；電容C8的第二端一方面連接電容C7的第二端和天線模塊，另一方面接地。

進一步，MF RC522射頻晶片的RX引腳還連接電阻R2的第一端，電阻R2的第二端連接電容C9的第一端，電容C9的第二端連接電容C7的第一端；VMID引腳一方面通過電容C10接地，另一方面連接電阻R1的第一端，電阻R1的第二端連接電阻R2的第一端。

有益效果：本實用新型提出了一種射頻讀卡器電路，應用在茶葉種植階段、採摘階段、加工階段的信息獲取，對茶葉產品相關信息進行正確識別、如實記錄與有效傳遞，建立茶葉質量跟蹤與追溯體系，為茶農、消費者和社會提供了益處，對穩定茶葉銷售市場，保證和穩定茶葉質量都具有重要意義。

附圖說明

圖1是本實用新型基於射頻信息的茶葉溯源方法的流程圖；

圖2是本實用新型基於射頻信息的茶葉溯源方法中所獲取的信息示意圖；

圖3是本實用新型中射頻讀卡器的電路圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

如圖1和2所示，在茶葉產品從生產到最後的消費環節整個過程中，需要經過種植、採摘、加工、倉儲、銷售等多個階段。本實用新型在每個階段都設置相應的標籤進行標識，標識種植階段的生產信息、採摘階段的採摘信息、加工階段的加工信息、倉儲階段的倉儲信息和銷售階段的物流信息，以採摘階段為根節點，加工階段作為其子節點，倉儲階段以加工階段為父節點，依次類推，新環節做上一環節的子節點，形成茶葉的溯源樹，通過對各階段標籤的編解碼，從上遊至下遊的茶葉產品跟蹤就可以表示為對整個溯源樹的遍歷，而從下遊至上遊的茶葉產品追溯可以表示為從該產品信息所在子節點到根節點的路徑，這樣，一旦茶葉出現質量問題，便可以對問題環節進行定位。

具體地，本實用新型中基於射頻信息的茶葉溯源方法，包括以下步驟：

(1)在生產階段，設置在茶園的本地客戶端獲取茶園基本信息和生產信息並發送給伺服器端，伺服器端根據茶園基本信息創建生產信息表，並存儲生產信息。

生產信息包括茶農信息和勞作信息，每位茶園工人都有一張唯一標識自己身份的射頻卡，每次去茶園工作時，射頻讀卡器讀取茶園工人的身份信息即茶農信息，並傳送給本地客戶端，便於身份驗證；勞作信息即在生產階段對茶葉的生產管理，例如：對茶葉噴灑的農藥種類以及時間，對茶葉施肥的時間及廢料種類。

茶園基本信息即茶園位置的標誌，例如：第*號茶園的第*塊地，伺服器端在收到本地客戶端發送的茶園基本信息後，先判斷生產信息表中是否已經存在該地塊序號，若存在，則在相應位置存儲生產信息，若不存在，則在生產信息表中創建該地塊，然後在相應位置存儲生產信息。

(2)在採摘階段，設置在茶園的本地客戶端獲取茶園基本信息和採摘信息並發送給伺服器端，伺服器端根據茶園基本信息調取相應的生產信息，並根據採摘信息為茶葉分配採摘條形碼進行標識。

採摘信息包括茶葉的採摘批次、採摘時間和採摘的茶農信息，伺服器端收到本地客戶端發送的茶園基本信息後，調取生產信息表中該茶園對應的生產信息，然後將生產信息和採摘信息進行合併存儲，並生成條形碼發送給本地客戶端，本地客戶端對條形碼進行列印，並貼到採摘袋上。

(3)在加工階段，設置在該階段的本地客戶端首先讀取採摘袋上的條形碼，並將條形碼編號和加工信息發送給伺服器端，伺服器端根據條形碼編號找到對應的生產信息和採摘信息，並將生產信息、採摘信息和加工信息再次生成加工條形碼，發送給加工階段的本地客戶端進行列印粘貼。

加工信息包括加工者信息、加工材料以及加工流程等內容，每位茶園工人都有一張唯一標識自己身份的射頻卡，可以通過射頻讀卡器進行獲取，加工材料和加工流程可以在本地客戶端通過輸入的方式獲取。當茶葉進入加工包裝環節時，設置在加工階段的本地客戶端掃描採摘袋上的採摘條形碼並發送給伺服器端，伺服器端接收到條碼信息後，調取相應的生產信息和採摘信息；設置在加工階段的本地客戶端獲取加工信息發送給伺服器端，伺服器端對信息進行合併生成新的條形碼反饋給本地客戶端。

(4)在倉儲階段，設置在該階段的本地客戶端讀取包裝帶上的條形碼以及倉儲信息並發送給伺服器端，伺服器端根據加工條形碼獲取到相應的生產信息、採摘信息和加工信息，將這些信息與倉儲信息進行再次合併生成倉庫條形碼，待產品出庫時，發送給本地客戶端進行列印粘貼。

倉儲信息包括了倉庫信息、倉庫的溫度和溼度以及出入庫時間，這些信息都可以通過在本地客戶端輸入進行獲取。

(5)在銷售階段，設置在該階段的本地客戶端掃描茶葉的倉庫條形碼，並將物流信息發送給伺服器端，伺服器端根據倉庫條形碼找到對應的生產信息、採摘信息、加工信息和倉儲信息，然後合併物流信息生成茶葉的溯源信息二維碼完成對茶葉的信息記載，伺服器端存儲該溯源信息二維碼並發送給本地客戶端。

本實用新型中通過射頻讀卡器來讀取人員的信息，例如種植階段和採摘階段的茶農信息，以及加工階段的加工者信息等，如圖3所示，該射頻讀卡器包括控制模塊、射頻模塊和天線模塊，其中控制模塊採用微處理器AT89S52單片機，射頻模塊採用射頻晶片MF RC522。讀卡器主要功能是與射頻卡進行通信，讀取射頻卡中的身份信息，對茶葉採摘相關溯源信息的採集。

AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，AD[7…0]是8位雙向地址和數據總線，IRQ是中斷請求輸出中斷事件請求信號，RESET是復位重啟。AT89S52單片機控制MF RC522驅動天線對射頻卡進行讀寫操作，然後與相應階段的本地客戶端通信，把數據傳給本地客戶端。

MF RC522為是NXP公司的一款低電壓、低成本、體積小的非接觸式讀寫卡晶片，其VMID引腳連接模擬電源供電，TX1引腳和TX2引腳連接天線驅動電路，提供13.56MHz的能量載波，RX引腳連接天線輸入信號，MF RC522的非接觸式天線接口使用這4個引腳，MF RC522對驅動部分使用單獨電源供電。

在信號發送部分，為了驅動天線，MF RC522通過TXl接口和TX2接口提供13.56MHz的能量載波，根據寄存器的設定對發送數據進行調製來得到要發送的信號。

讀卡器射頻模塊將13.56MHz載波能量信號通過連接在TX1和TX2引腳的驅動電路發送至天線模塊E1，通過連接在RX引腳的匹配電路從天線模塊E1接收無線信號；驅動電路包括電感L1、電感L2、電容C1和電容C2，匹配電路包括電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8，電感L1的第一端連接TX1引腳，第二端連接電容C1的第一端，電容C1的第二端一方面連接電容C2的第二端和天線模塊E1，另一方面接地；電感L2的第一端連接TX2引腳，第二端連接電容C2的第一端，電容C2的第二端一方面連接電容C1的第二端和天線模塊E1，另一方面接地；電容C3的第一端連接電感L1的第二端，電容C3的第二端連接電容C5的第一端和電容C7的第一端；電容C5的第二端一方面連接電容C6的第二端和天線模塊E1，另一方面接地；電容C7的第二端一方面連接電容C8的第二端和天線模塊E1，另一方面接地；電容C4的第一端連接電感L2的第二端，第二端連接電容C6的第一端和電容C8的第一端；電容C6的第二端一方面連接電容C5的第二端和天線模塊E1，另一方面接地；電容C8的第二端一方面連接電容C7的第二端和天線模塊E1，另一方面接地。

在信號的接收部分，RX引腳的直流輸入電壓由電容C10和電阻R1來穩定在VMID，其交流輸入電壓可通過電阻R2和電容C9來調整，電容C10的第一端連接VMID引腳，電容C10的第二端接地；電阻R1的第一端連接VMID引腳，電阻R1的第二端連接電阻R2的第一端；電阻R2的第一端還連接RX引腳，電阻R2的第二端連接電容C9的第一端，電容C9的第二端連接電容C7的第一端。

射頻卡採用RF場的負載調製進行響應，天線拾取的信號經過天線的匹配電路送到RX引腳，MF RC522的內部接收器對信號進行檢測和解調並根據寄存器的設定進行處理，然後數據發送到並行接口，由AT89S52進行讀取。

以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出以上實施列對本實用新型不構成限定，相關工作人員在不偏離本實用新型技術思想的範圍內，所進行的多樣變化和修改，均落在本實用新型的保護範圍內。