一種遠距離高頻讀寫器的製造方法
2023-10-28 12:57:27 3
一種遠距離高頻讀寫器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種遠距離高頻讀寫器，包括：電池組，輸入電感器和第一功率開關，輸出電容器，第二功率開關，穩壓電路，分壓電路，輸出第一頻率信號、第二頻率信號和第三頻率信號，輸入電壓採樣電路，電壓比較器，第一邏輯開關，第二邏輯開關，第三邏輯開關，第四邏輯開關，頻率比較器，鋸齒波產生器，控制及驅動電路，產生兩路互補的開關驅動信號，以控制第一功率開關和第二功率開關的通斷。本實用新型的遠距離高頻讀寫器在存放時處於待機狀態，耗電量低；移動時，處於正常工作狀態，並在電池組電量不足時對射頻發生電路的供電功率進行補償，保證射頻發生電路的正常工作；短接電池組中電量耗盡或損壞的電池，延長了電池組的使用時間。
【專利說明】一種遠距離高頻讀寫器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子【技術領域】，特別涉及一種高頻讀寫器。
【背景技術】
[0002]傳統的倉儲、配載管理採用手工方式，記錄方式繁瑣、效率低下、容易出錯而且成本相對較高；目前大多數倉儲管理雖然採用計算機管理系統，但還是先記錄、再錄入計算機，人為因素大，準確率不高，容易出現偽造數據，人力資源浪費，管理維護成本高的問題。
[0003]高頻讀寫器是一種非接觸式的自動識別技術，將高頻讀寫器貼在每個貨物的包裝、託盤或者貨架上，在標籤中寫入貨物的具體資料、貨架位置、庫位等信息，它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據，識別工作無須人工幹預。
[0004]遠距離高頻讀寫器在工作時，由於電池要一直給射頻發生電路提供電能，以使接收器接收到遠距離高頻讀寫器的射頻信號，因此電池的耗電量很大。如何提高遠距離高頻讀寫器的供電效率、延長工作時間，是目前亟待解決的問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型提出一種遠距離高頻讀寫器，解決了現有技術中遠距離高頻讀寫器耗電量大的問題。
[0006]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0007]一種遠距離高頻讀寫器，包括:電池組，提供電能；
[0008]所述電池組包括η個串聯連接的電池，其中η為自然數；與相應電池並聯連接的η個短接開關；以及，與相應電池並聯耦接的η個短接控制電路，其中所述每個短接控制電路接收相應電池兩端電壓，並根據相應電池兩端電壓提供控制信號，用以將相應短接開關導通或斷開；所述短接控制電路包括:比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路，具有正端和負端，其正端耦接至比較器的同相輸入端；其中所述電池和短接開關並聯耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負端之間，所述短接開關包括耦接至所述比較器輸出端的控制端；
[0009]串聯連接的輸入電感器和第一功率開關，耦接在所述電池組的輸入埠和參考地之間；
[0010]輸出電容器，耦接在輸出埠和參考地之間，所述輸出埠連接到射頻發生電路；
[0011]第二功率開關，耦接在第一功率開關和輸入電感器的公共點和輸出埠之間；
[0012]穩壓電路，耦接在所述電池組的輸入埠和參考地之間，輸出穩定的基準電壓；
[0013]分壓電路，連接到所述穩壓電路的輸出端，將所述基準電壓進行分壓，輸出第一頻
率信號、第二頻率信號和第三頻率信號，電壓值依次為:第一頻率信號〈第二頻率信號〈第二頻率號；
[0014]輸入電壓採樣電路，採樣所述電池組輸入埠的電壓，輸出電池組採樣電壓；[0015]電壓比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端子，其反相輸入端接收門限電壓，其同相輸入端耦接至所述電池組採樣電壓，其輸出端子產生電壓比較信號；
[0016]第一邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一頻率信號，其控制端子耦接至電壓比較器的輸出端子接收電壓比較信號；
[0017]第二邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第二頻率信號，其控制端子耦接至電壓比較器的輸出端子接收電壓比較信號，其中所述第一邏輯開關的第二端子和第二邏輯開關的第二端子耦接在一起；
[0018]第三邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第三頻率信號，其控制端子耦接至振動傳感器接收振動感應信號；
[0019]第四邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一邏輯開關的第二端子和第二邏輯開關的第二端子，其第二端子耦接第三邏輯開關的第二端子，其控制端子耦接至振動傳感器接收振動感應信號；
[0020]頻率比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端子，其反相輸入端耦接至第三邏輯開關的第二端子和第四邏輯開關的第二端子接收頻率參考信號，其輸出端子提供時鐘信號;
[0021]鋸齒波產生器，耦接至頻率比較器的輸出端子接收時鐘信號，並基於時鐘信號提供鋸齒波信號至頻率比較器的同相輸入端；
[0022]控制及驅動電路，耦接至頻率比較器的輸出端子接收時鐘信號，並基於時鐘信號，產生兩路互補的開關驅動信號，以控制第一功率開關和第二功率開關的通斷。
[0023]可選地，所述第一邏輯開關為低電平導通；所述第二邏輯開關為高電平導通；所述第三邏輯開關為低電平導通；所述第四邏輯開關為高電平導通。
[0024]可選地，輸入電壓採樣電路包括串聯耦接在輸出埠和參考地之間的第一電阻和第二電阻，其中電池組採樣電壓在第一電阻和第二電阻的串聯耦接節點處產生。
[0025]可選地，所述鋸齒波產生器包括:
[0026]充電電流源、充電電容器和復位開關，三者並聯耦接在頻率比較器的同相輸入端和參考地之間,其中
[0027]所述復位開關進一步包括控制端子，所述控制端子耦接至頻率比較器的輸出端子接收時鐘信號。
[0028]本實用新型的有益效果是:
[0029](I)高頻讀寫器在存放時處於待機狀態，耗電量低；
[0030](2)移動時，處於正常工作狀態，並在電池組電量不足時對射頻發生電路的供電功率進行補償，保證射頻發生電路的正常工作；
[0031](3)短接電池組中電量耗盡或損壞的電池，延長了電池組的使用時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。[0033]圖1為本實用新型一種遠距離高頻讀寫器的電路控制框圖；
[0034]圖2為本實用新型遠距離高頻讀寫器的電池組的電路控制框圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0036]現有的高頻讀寫器工作狀態電池要一直給射頻發生電路提供電能，以使接收器接收到電子開關的射頻信號，因此電池的耗電量很大。
[0037]如圖1所示，本實用新型提供了一種高頻讀寫器，包括:電池組117，為整體系統提供電能；輸入埠 101，接收電池組101的輸入電壓；輸出埠 102，為射頻發生電路116提供供電電壓；串聯連接的輸入電感器103和第一功率開關104，串聯耦接在輸入埠 101和參考地之間；輸出電容器106，耦接在輸出埠 102和參考地之間，所述輸出埠 102連接到射頻發生電路116 ;第二功率開關105，耦接在第一功率開關104和輸入電感器103的公共電和輸出埠 102之間；穩壓電路118，耦接在所述電池組117的輸入埠和參考地之間，輸出穩定的基準電壓；分壓電路119，連接到所述穩壓電路118的輸出端，將所述基準電壓進行分壓，輸出第一頻率信號Vf1、第二頻率信號Vf2和第三頻率信號Vf3，電壓值依次為:第一頻率信號Vf I〈第二頻率信號Vf2〈第三頻率信號Vf3 ;輸入電壓採樣電路120，採樣所述電池組117輸入埠的電壓,輸出電池組米樣電壓Vfb ；電壓比較器108,具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端子，其反相輸入端接收門限電壓Vth，其同相輸入端耦接至輸入電壓採樣電路120接收電池組採樣電壓Vfb，其輸出端子產生電壓比較信號；第一邏輯開關109-1，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一頻率信號VH，其控制端子耦接至電壓比較器108的輸出端子接收電壓比較信號；第二邏輯開關109-2具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第二頻率信號Vf2，其控制端子耦接至電壓比較器108的輸出端子接收電壓比較信號；其中所述第一邏輯開關109-1的第二端子和第二邏輯開關109-2的第二端子耦接在一起；第三邏輯開關109-3具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第三頻率信號Vf3，其控制端子耦接至振動傳感器121接收振動感應信號，振動感應器121檢測貨物的包裝、託盤或者貨架的振動狀態，當檢測到貨物振動時，輸出脈衝信號；第四邏輯開關109-4具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一邏輯開關109-1的第二端子和第二邏輯開關109-2的第二端子，其第二端子耦接第三邏輯開關109-3的第二端子，其控制端子耦接至振動傳感器121接收振動感應信號；頻率比較器110，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端子，其反相輸入端耦接至第三邏輯開關109-3的第二端子和第四邏輯開關109-4的第二端子接收頻率參考信號Vfr，其輸出端子提供時鐘信號CLK ;鋸齒波產生器111，耦接至頻率比較器110的輸出端子接收時鐘信號CLK，並基於時鐘信號CLK提供鋸齒波信號Vsw至頻率比較器110的同相輸入端；控制及驅動電路112，耦接至頻率比較器110的輸出端子接收時鐘信號CLK，並基於時鐘信號CLK，產生兩路互補的開關驅動信號，以控制第一功率開關104和第二功率開關105的通斷。
[0038]優選地，所述第一邏輯開關109-1為低電平導通，第二邏輯開關109-2為高電平導通，所述第三邏輯開關為低電平導通，所述第四邏輯開關為高電平導通。
[0039]也就是說，當貨物正常存放時，振動感應器121沒有檢測到貨物的振動狀態，輸出低電平，第三邏輯開關109-3導通，第四邏輯開關109-4關斷，頻率參考信號Vfr為第三頻率信號Vf3，頻率參考信號Vfr越大，頻率比較器110輸出的時鐘信號CLK的高電平信號的寬度越小，控制及驅動電路112輸出到第一功率開關104的開關驅動信號的脈衝寬度的佔空比越小，輸出到射頻發生電路116的供電功率也越小，第三頻率信號Vf3的電壓值最大，射頻發生電路116處於待機狀態，發射的射頻信號很小。
[0040]當貨物被叉車移動時，振動感應器121檢測到貨物的振動狀態，輸出高電平，第三邏輯開關109-3關斷，第四邏輯開關109-4開通，此時射頻發生電路116處於工作狀態。當電池組117的電量充足時，電池組採樣電壓Vfb大於門限電壓Vth時，第一邏輯開關109-1被斷開、第二邏輯開關109-2被導通，頻率參考信號Vfr為第二頻率信號Vf2，射頻發生電路116處於正常工作狀態；當電池組117的電量不足時，採樣電壓Vfb小於門限電壓Vth時，第一邏輯開關109-1被導通、第二邏輯開關109-2被斷開，頻率參考信號Vfr為第一頻率信號Vfl，第一頻率信號Vfl的電壓值最小，頻率比較器110輸出的時鐘信號CLK的高電平信號的寬度最大，控制及驅動電路112輸出到第一功率開關104的開關驅動信號的脈衝寬度的佔空比最大，因此輸出到射頻發生電路116的供電功率得到補償，射頻發生電路116維持在正常工作狀態。
[0041]優選地，所述鋸齒波產生器111包括:充電電流源11、充電電容器12和復位開關13，三者並聯耦接在頻率比較器110的同相輸入端和參考地之間，其中所述復位開關13進一步包括控制端子，所述控制端子耦接至頻率比較器110的輸出端子接收時鐘信號CLK。當時鐘信號CLK為低電平時，復位開關13被斷開，則充電電流源11給充電電容器12充電，充電電容器12兩端的電壓線性增大，當其增大至頻率比較器110反相輸入端的頻率參考信號Vfr的電壓值時，頻 率比較器110輸出的時鐘信號CLK變為高電平。相應地，復位開關13被閉合。於是充電電容器12被拉至地，其兩端的電壓被迅速復位為零，即頻率比較器110同相輸入端的電壓被復位為零。隨後，時鐘信號CLK變為低電平，復位開關13被斷開，充電電流源11重新開始給充電電容器12充電，直至充電電容器12兩端電壓再次達到頻率比較器110反相輸入端的頻率參考信號Vfr的電壓值而觸發時鐘信號CLK變為高電平。鋸齒波產生器111和頻率比較器110如前所述周而復始地工作，從而產生周期性變化的鋸齒波信號Vsw和時鐘信號CLK。
[0042]優選地，輸入電壓採樣電路120包括串聯耦接在輸出埠和參考地之間的第一電阻和第二電阻，其中電池組採樣電壓Vfb在第一電阻和第二電阻的串聯耦接節點處產生。
[0043]電池組一般包括多節串聯連接的電池，但當電池組中的某一節或者某幾節電池電源耗盡或者損壞時，該電池的電阻將變得很大。如果繼續與其他正常電池串聯連接給系統供電，該電池將消耗大量能量，從而降低了效率，縮短了電池組的使用時間。
[0044]如圖2所示，電池組117包括η個串聯連接的電池(211、221、……、2nl)，其中η為自然數；與相應電池並聯連接的η個短接開關(212、222、……、2η2);以及與相應電池並聯耦接的η個短接控制電路(213、223、……、2η3)，所述每個短接控制電路接收相應電池兩端電壓，並根據相應電池兩端電壓提供控制信號，用以將相應短接開關導通或斷開，從而在相應電池兩端電壓很低時將該電池短接。圖2中的短接控制電路(213、223、……、2η3)結構相同，短接控制電路213包括:比較器2101，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路2102，具有正端和負端，其正端耦接至比較器2101的同相輸入端；其中電池211和短接開關212並聯耦接在比較器2101的同相輸入端和偏置電路102的負端之間，所述短接開關212包括耦接至所述比較器2101輸出端的控制端。在所述電池組電壓短接控制電路213運行時，比較器2101比較其電池211兩端電壓與偏置電路2102提供的電壓。當電池211的電源耗盡或損壞，使得其兩端電壓低於偏置電路2102提供的電壓水平時，比較器2101將短接開關212導通，以電池211，從而最小化該電池通路的電阻。
[0045]本實用新型的高頻讀寫器在貨物存放時處於待機狀態，耗電量低；貨物移動時，處於正常工作狀態，並在電池組電量不足時對射頻發生電路的供電功率進行補償，保證射頻發生電路的正常工作；而且，短接電池組中電量耗盡或損壞的電池，延長了電池組的使用時間。
[0046]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種遠距離高頻讀寫器，其特徵在於，包括:電池組，提供電能； 所述電池組包括η個串聯連接的電池，其中η為自然數；與相應電池並聯連接的η個短接開關；以及，與相應電池並聯耦接的η個短接控制電路，其中所述每個短接控制電路接收相應電池兩端電壓，並根據相應電池兩端電壓提供控制信號，用以將相應短接開關導通或斷開；所述短接控制電路包括:比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端；偏置電路，具有正端和負端，其正端耦接至比較器的同相輸入端；其中所述電池和短接開關並聯耦接在比較器的同相輸入端和偏置電路的負端之間，所述短接開關包括耦接至所述比較器輸出端的控制端； 串聯連接的輸入電感器和第一功率開關，耦接在所述電池組的輸入埠和參考地之間； 輸出電容器，耦接在輸出埠和參考地之間，所述輸出埠連接到射頻發生電路； 第二功率開關，耦接在第一功率開關和輸入電感器的公共點和輸出埠之間； 穩壓電路，耦接在所述電池組的輸入埠和參考地之間，輸出穩定的基準電壓； 分壓電路，連接到所述穩 壓電路的輸出端，將所述基準電壓進行分壓，輸出第一頻率信號、第二頻率信號和第三頻率信號，電壓值依次為:第一頻率信號〈第二頻率信號〈第三頻率信號； 輸入電壓米樣電路，米樣所述電池組輸入埠的電壓，輸出電池組米樣電壓； 電壓比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端子，其反相輸入端接收門限電壓，其同相輸入端耦接至所述電池組採樣電壓，其輸出端子產生電壓比較信號； 第一邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一頻率信號，其控制端子耦接至電壓比較器的輸出端子接收電壓比較信號； 第二邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第二頻率信號，其控制端子耦接至電壓比較器的輸出端子接收電壓比較信號，其中所述第一邏輯開關的第二端子和第二邏輯開關的第二端子耦接在一起； 第三邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第三頻率信號，其控制端子耦接至振動傳感器接收振動感應信號； 第四邏輯開關，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一邏輯開關的第二端子和第二邏輯開關的第二端子，其第二端子耦接第三邏輯開關的第二端子，其控制端子耦接至振動傳感器接收振動感應信號； 頻率比較器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端子，其反相輸入端耦接至第三邏輯開關的第二端子和第四邏輯開關的第二端子接收頻率參考信號，其輸出端子提供時鐘信號; 鋸齒波產生器，耦接至頻率比較器的輸出端子接收時鐘信號，並基於時鐘信號提供鋸齒波信號至頻率比較器的同相輸入端； 控制及驅動電路，耦接至頻率比較器的輸出端子接收時鐘信號，並基於時鐘信號，產生兩路互補的開關驅動信號，以控制第一功率開關和第二功率開關的通斷。
2.如權利要求1所述的遠距離高頻讀寫器，其特徵在於， 所述第一邏輯開關為低電平導通； 所述第二邏輯開關為高電平導通；所述第三邏輯開關為低電平導通； 所述第四邏輯開關為高電平導通。
3.如權利要求1所述的遠距離高頻讀寫器，其特徵在於，輸入電壓採樣電路包括串聯耦接在輸出埠和參考地之間的第一電阻和第二電阻，其中電池組採樣電壓在第一電阻和第二電阻的串聯耦接節點處產生。
4.如權利要求1所述的遠距離高頻讀寫器，其特徵在於，所述鋸齒波產生器包括: 充電電流源、充電電容器和復位開關，三者並聯耦接在頻率比較器的同相輸入端和參考地之間，其中 所述復位開關進一步包括控制端子，所述控制端子耦接至頻率比較器的輸出端子接收時鐘信 號。
【文檔編號】G06K17/00GK203799398SQ201420152826
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】汪振, 徐小正, 張勇, 張衛剛 申請人:青島寶井鋼材加工配送有限公司