基於超高頻rfid的無線傳輸裝置製造方法

2023-05-06 11:18:11

基於超高頻rfid的無線傳輸裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種滿足國軍標協議要求的基於超高頻RFID的無線傳輸裝置。本發明的無線傳輸裝置包括一個900MHz主控裝置和多個900MHz採集終端裝置；所述900MHz主控裝置包括第一接口單元、900MHz讀寫器模塊單元、第一控制器單元和第一天線單元；所述900MHz採集終端單元包括第二接口單元、900MHz標籤模擬器模塊單元、第二控制器單元和第二天線單元。本發明的有益效果是：滿足國軍標協議要求，保證數據的安全性和最優的傳輸速率，實現本發明的無線傳輸裝置與PC或者其他設備之間的無線通信功能。
【專利說明】基於超高頻RFID的無線傳輸裝置

【技術領域】
[0001]本發明屬於電子通信【技術領域】，尤其涉及一種滿足國軍標協議要求的基於超高頻RFID的無線傳輸裝置。

【背景技術】
[0002]無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領域中，發展最快、應用最廣的就是無線通信技術。無線通信主要包括微波通信和衛星通信。微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。隨著社會的不斷發展和進步，通信技術的應用以及成為人們生活、工作和學習的重要部分，無線通信以其成本低、擴展性好、使用方便等優點已深入到人們生活和工作的各個方面，包括日常使用的手機、無線電話等，其中3G、WLAN、UWB、藍牙、寬帶衛星系統、數位電視都是21世紀最熱門的無線通信技術的應用。射頻識別(Rad1 Frequency IDentificat1n, RFID)是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。無線電的信號是通過調成無線電頻率的電磁場，把數據從附著在物品上的標籤上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標籤在識別時從識別器發出的電磁場中就可以得到能量，並不需要電池；也有標籤本身擁有電源，並可以主動發出無線電波(調成無線電頻率的電磁場)。標籤包含了電子存儲的信息，數米之內都可以識別。與條形碼不同的是，射頻標籤不需要處在識別器視線之內，也可以嵌入被追蹤物體之內。從概念上來講，RFID類似於條碼掃描，對於條碼技術而言，它是將已編碼的條形碼附著於目標物並使用專用的掃描讀寫器利用光信號將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著於目標物的RFID標籤，利用頻率信號將信息由RFID標籤傳送至RFID讀寫器。射頻識別系統最重要的優點是非接觸識別，它能穿透雪、霧、冰、塗料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環境閱讀標籤，並且閱讀速度極快，大多數情況下不到100毫秒。有源式射頻識別系統的速寫能力也是重要的優點。可用於流程跟蹤和維修跟蹤等交互式業務。RFID是一項易於操控，簡單實用且特別適合用於自動化控制的靈活性應用技術。射頻識別系統主要有以下幾個方面系統優勢:讀取方便快捷；識別速度快；數據容量大；使用壽命長，應用範圍廣；標籤數據可動態更改；更好的安全性。空中接口通信協議規範讀寫器與電子標籤之間信息交互，目的是為不同廠家生產設備之間的互聯互通性。ISO/IEC制定五種頻段的空中接口協議，這種思想充分體現標準統一的相對性，一個標準是對相當廣泛的應用系統的共同需求，但不是所有應用系統的需求，一組標準可以滿足更大範圍的應用需求。IS0/IEC 18000-6信息技術一基於單品管理的射頻識別一適用於超高頻段860?960MHz，規定讀寫器與標籤之間的物理接口、協議和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三種無源標籤的接口協議，通信距離最遠可以達到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，並於2006年7月獲得批准，它在識別速度、讀寫速度、數據容量、防碰撞、信息安全、頻段適應能力、抗幹擾等方面有較大提高。2006年遞交V4.0草案，它針對帶輔助電源和傳感器電子標籤的特點進行擴展，包括標籤數據存儲方式和交互命令。帶電池的主動式標籤可以提供較大範圍的讀取能力和更強的通信可靠性。針對國軍標(GJB)協議7377.2-2011應用的廣泛性和獨特性，要求應用7377.2-2011協議的設備適用軍方的通信標準，但是現有技術中沒有通用的能夠用於國軍標協議的通信設備。現有的通信設備主要是由主控設備和採集終端組成，由於實際操作中主控設備沉重不易移動，又配置多個採集終端，並且主控設備和採集終端採用有線連接的方式，此種連接方式帶來的缺點是既繁重又不利於管理，因此採用無線連接方式將是未來無線通信設備的更好選擇。又因在國軍標協議的應用系統中，無線傳輸網絡不能為W1-F1、藍牙等非軍方適用的通訊網絡，所以到目前還沒有一套完整的能夠用於國軍標協議的無線通信設備。


【發明內容】

[0003]為了解決上述問題，本發明提出了一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置。
[0004]本發明的技術方案是:一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:包括一個900MHz主控裝置和多個900MHz採集終端裝置；所述900MHz主控裝置包括第一接口單元、900MHz讀寫器模塊單元、第一控制器單元和第一天線單元；所述900MHz採集終端單元包括第二接口單元、900MHz標籤模擬器模塊單元、第二控制器單元和第二天線單元；所述900MHz主控裝置中的第一控制器單元與其他所有單元連接，用於控制數據信息的傳輸及對數據信息的數據加密和數據存儲處理，所述900MHz讀寫器模塊單元用於無線數據信息收發，實現與900MHz採集終端裝置的無線通信和第二控制器單元的數據交互，所述第一接口單元用於將數據傳輸給PC機或顯示終端，所述第一天線單元採用900MHz陶瓷天線，用於實現與900MHz採集終端裝置中的第二天線單元相互通信；所述900MHz採集終端裝置中的第二控制器單元與其他所有單元連接，用於控制數據信息採集和傳輸，所述900MHz標籤模擬器模塊單元用於無線數據信息收發，實現與900MHz主控裝置的900MHz讀寫器模塊單元信息識別，所述第二接口單元用於採集設備中的數據信息，所述第二天線單元採用900MHz陶瓷天線，用於實現與900MHz主控裝置的第一天線單元相互通信。
[0005]進一步地，上述900MHz主控裝置中的第一接口單元和900MHz採集終端裝置中的第二接口單元都包括USB接口和串口。
[0006]進一步地，上述900MHz主控裝置中的第一控制器單元和900MHz採集終端裝置中的第二控制器單元都採用嵌入式ARM處理器實現。
[0007]進一步地，上述900MHz主控裝置中的900MHz讀寫器單元包括900MHz控制晶片和射頻前端晶片。
[0008]進一步地，上述USB接口可以採用自定義的HID_USB接口 MiniPCI或PC1-E。
[0009]進一步地，上述900MHz讀寫器模塊單元⑷採用SPI接口與ARM嵌入式處理器的主SPI接口進行通信。
[0010]進一步地，上述裝置與PC機或其他設備之間的無線通信採用DDS-BT防碰撞算法。
[0011]本發明的有益效果是:本發明採用超高頻RFID技術，實現遵循國軍標協議7377.1-2011的無線通信。採用ARM處理器控制信號的傳輸，實現適用軍方國軍標協議7377.1-2011的通用無線傳輸平臺，避免依賴Wi_F1、藍牙等非軍方適用的通訊網絡。在軍方保密應用環境能夠方便使用無線通信，同時保證數據的安全性，以最優的傳輸速率，採用防碰撞算法DDS-BT來實現基於國軍標7377.1-2011的無線近距離的有效傳輸，完成PC與設備或者其他設備之間的無線通信，實現數據的採集等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明實施例的無線通信裝置的結構框圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明的實施例作進一步說明。
[0014]如圖1所示，為本發明的一種滿足國軍標協議要求的基於超高頻RFID的無線傳輸裝置。其包括一個900MHz主控裝置I和多個900MHz採集終端裝置2 ;所述900MHz主控裝置I包括第一接口單元3、900MHz讀寫器模塊單元4、第一控制器單元5和第一天線單元6 ；所述900MHz採集終端單元2包括第二接口單元7、900MHz標籤模擬器模塊單元8、第二控制器單元9和第二天線單元10。
[0015]所述900MHz主控裝置I中的第一控制器單元5與其他所有單元連接，用於控制數據信息的傳輸及對數據信息的數據加密和數據存儲處理，所述900MHz讀寫器模塊單元4用於無線數據信息收發，實現與900MHz採集終端裝置2的無線通信和第二控制器單元9的數據交互，所述第一接口單元3用於將數據傳輸給PC機或顯示終端，所述第一天線單元6採用900MHz陶瓷天線，用於實現與900MHz採集終端裝置中的第二天線單元10相互通信。所述第一接口單元3包括USB接口和串口。所述第一控制器單元5採用嵌入式ARM處理器實現。所述900MHz讀寫器單元4包括900MHz控制晶片和射頻前端晶片。
[0016]所述900MHz採集終端裝置2中的第二控制器單元9與其他所有單元連接，用於控制數據信息採集和傳輸，所述900MHz標籤模擬器模塊單元8用於無線數據信息收發，實現與900MHz主控裝置I的900MHz讀寫器模塊單元4信息識別，所述第二接口單元7用於採集設備中的數據信息，所述第二天線單元10採用900MHz陶瓷天線，用於實現與900MHz主控裝置的第一天線單元6相互通信。所述第二接口單元7包括USB接口和串口。所述第二控制器單元9採用嵌入式ARM處理器實現。所述USB接口可以採用自定義的HID_USB接口MiniPCI或PC1-E。所述900MHz讀寫器模塊單元(4)採用SPI接口與ARM嵌入式處理器的主SPI接口進行通信。所述裝置與PC機或其他設備之間的無線通信採用DDS-BT防碰撞算法。
[0017]下面我們結合具體實施例對本發明的工作原理進行說明。
[0018]在900MHz主控裝置I和900MHz採集終端裝置2使用前，900MHz主控裝置I需要確認當前區域的900MHz採集終端裝置2。這裡900MHz主控裝置I和900MHz採集終端裝置2之間採用廣播幀或者點對點幀的通信方式，針對不同的通信模式選用不同的數據幀方式。900MHz主控裝置I採用掃描的方式發出廣播，當兩個或者多個900MHz採集終端裝置2同時向同一個900MHz主控裝置I發送信息時，900MHz主控裝置I將無法識別出任何一個900MHz採集終端裝置2的信息。當這種碰撞情況發生時，將導致900MHz主控裝置I無法正確的識別900MHz採集終端裝置2。這裡本發明的900MHz主控裝置I和900MHz採集終端裝置2採用國軍標7377.1-2011協議規定的DDS-BT算法來防碰撞。為保證數據的安全，本發明的900MHz主控裝置I和900MHz採集終端裝置2採用訪問密碼的方式進行加密，密碼正確後才進行後續的通信，在無障礙的環境中有效距離可以達到10m，實現遵循國軍標協議7377.1-2011的無線傳輸設備的功能。
[0019]在900MHz主控裝置I識別出900MHz採集終端裝置2後，900MHz採集終端裝置2中的第二控制器單元9控制第二接口單元7中的USB接口或者串口採集設備中的數據信息，再根據用戶需要對選定的採集終端對應的設備進行控制或者數據採集。在數據信息採集完成後，第二控制器單元9控制900MHz標籤模擬器模塊單元8通過第二天線單元10將數據信息定向發送給900MHz主控裝置I中的第一天線單元6。這裡的第二天線單元10採用900MHz陶瓷天線，第二控制器單元9採用嵌入式ARM處理器晶片。900MHz採集終端裝置2根據900MHz主控裝置I發送的對國軍標協議規定的命令進行處理，外部設備通過USB接口或者串口與之連接，並採用採用USB直流供電。
[0020]900MHz主控裝置I通過第一天線單元6接收到數據信息後，通過第一控制單元5控制900MHz讀寫器模塊單元4接收數據信息，並對數據信息進行數據加密和數據存儲處理。這裡的900MHz讀寫器模塊單元4包括900MHz控制晶片和射頻前端晶片，它用於無線傳輸中數據信息的收發，實現與900MHz採集終端裝置2的無線通信、與第一控制單元5的數據交互。這裡的第一天線單元6採用900MHz陶瓷天線，第一控制器單元5採用嵌入式ARM處理器晶片。在數據處理完成後，第一控制單元5控制第一接口單元3通過USB接口或串口將數據信息傳送給PC機或者顯示終端。外部設備通過USB接口或者串口與900MHz主控裝置I連接，並採用USB直流供電。
[0021]同理，也可以由900MHz主控裝置I向900MHz採集終端裝置2發送命令，進行無線傳輸，從而實現遵循國軍標協議7377.1-2011的RFID無線通信。
[0022]本領域的普通技術人員將會意識到，這裡所述的實施例是為了幫助讀者理解本發明的原理，應被理解為本發明的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本發明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發明實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:包括一個900MHz主控裝置(I)和多個900MHz採集終端裝置(2);所述900MHz主控裝置(I)包括第一接口單元(3)、900MHz讀寫器模塊單元(4)、第一控制器單元(5)和第一天線單元￠);所述900MHz採集終端單元(2)包括第二接口單元(7)、900MHz標籤模擬器模塊單元(8)、第二控制器單元(9)和第二天線單元(10);所述900MHz主控裝置(I)中的第一控制器單元(5)與其他所有單元連接，用於控制數據信息的傳輸及對數據信息的數據加密和數據存儲處理，所述900MHz讀寫器模塊單元(4)用於無線數據信息收發，實現與900MHz採集終端裝置(2)的無線通信和第二控制器單元(9)的數據交互，所述第一接口單元(3)用於將數據傳輸給PC機或顯示終端，所述第一天線單元(6)採用900MHz陶瓷天線，用於實現與900MHz採集終端裝置中的第二天線單元(10)相互通信；所述900MHz採集終端裝置(2)中的第二控制器單元(9)與其他所有單元連接，用於控制數據信息採集和傳輸，所述900MHz標籤模擬器模塊單元(8)用於無線數據信息收發，實現與900MHz主控裝置⑴的900MHz讀寫器模塊單元(4)信息識別，所述第二接口單元(7)用於採集設備中的數據信息，所述第二天線單元(10)採用900MHz陶瓷天線，用於實現與900MHz主控裝置的第一天線單元(6)相互通信。
2.如權利要求1所述的一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:所述900MHz主控裝置⑴中的第一接口單元(3)和900MHz採集終端裝置⑵中的第二接口單元(7)都包括USB接口和串口。
3.如權利要求1所述的一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:所述900MHz主控裝置⑴中的第一控制器單元(5)和900MHz採集終端裝置⑵中的第二控制器單元(9)都採用嵌入式ARM處理器實現。
4.如權利要求1所述的一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:所述900MHz主控裝置(I)中的900MHz讀寫器單元(4)包括900MHz控制晶片和射頻前端晶片。
5.如權利要求2所述的一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:所述USB接口可以採用自定義的HID_USB接口 MiniPCI或PC1-E。
6.如權利要求1所述的一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:所述900MHz讀寫器模塊單元(4)採用SPI接口與ARM嵌入式處理器的主SPI接口進行通信。
7.如權利要求1所述的一種基於超高頻RFID的無線傳輸裝置，其特徵在於:所述裝置與PC機或其他設備之間的無線通信採用DDS-BT防碰撞算法。
【文檔編號】H04B1/40GK104184489SQ201410384407
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】時曼娜, 鄭萬軍, 高凱, 楚川川, 賀文娟 申請人:成都九洲電子信息系統股份有限公司