不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置的製作方法

2023-04-25 12:17:36

專利名稱：不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於信息監測領域，具體地說，涉及一種不開車蓋射頻識別讀 取燃氣車氣瓶信息裝置。
背景技術：
目前，質檢局在對CNG、 LPG燃氣車氣瓶進行年檢後，通常是在燃氣車加氣 時檢查氣瓶信息，由檢測人員打開燃氣車後蓋，查看氣瓶上的銘牌，核對該氣 瓶的年檢合格證。該檢測只能在燃氣車停車打開後蓋後進行，不僅效率不高， 而且容易出錯，因此，有些也利用射頻識別來讀取氣瓶信息。
射頻識別(Radio Frequency Idenfication，簡稱RFID)是利用無線電技 術在閱讀器和電子標籤之間建立通信，達到信息查詢目的的一種技術。所述電 子標籤由ID晶片和處理器集合而成，在該處理器上安裝有天線。RFID電子標籤 可以分為兩類無源RFID電子標籤和有源RFID電子標籤。無源RFID電子標籤 上不帶電池，其工作所需要的全部電源都依靠轉換接收到的閱讀器發送的電磁 波獲得，因而其閱讀器的發射功率較大；有源RFID電子標籤自身具備電池，可 提供全部器件工作的電源，因而其閱讀器的發射功率要求不高，而且有效閱讀 距離也較前者有所增加。當前，在利用射頻識別讀取氣瓶信息時，採用的是無 源RFID方式。閱讀器安裝在各檢測點，如各加氣站的入口處等，電子標籤貼在 氣瓶的瓶身上，在該電子標籤的ID晶片內存儲有該氣瓶的信息，該信息與氣瓶 一一對應，無重複信息。 一旦該電子標籤卸下，該ID晶片即損壞。當燃氣車進 入閱讀器工作區域時，閱讀器發出射頻信號，激勵電子標籤，電子標籤將ID芯 片存儲的氣瓶信息通過射頻信號傳送給閱讀器。由於燃氣車後蓋由金屬製成，無源RFID信號將會被屏蔽，電子標籤既不能 接收閱讀器發出的激勵信號，也不能將氣瓶信息發送給閱讀器，只有將後蓋打 開，才能完成氣瓶信息的讀取，操作比較麻煩。而且採用無源RFID方式，每個 氣瓶上貼一個電子標籤，由於卸下電子標籤會導致其中的ID晶片損壞，因此每 個電子標籤不能重複使用，在更換氣瓶時，需要貼上新的電子標籤，特別是對 於需要安裝多個氣瓶的燃氣車，需要較高的成本。
現有技術的缺陷在於利用無源RFID讀取氣瓶信息時，需要打開燃氣車後 蓋才能進行，而且電子標籤與氣瓶一一對應，電子標籤不能重複使用，導致在 更換氣瓶時，浪費較大，需要的成本也較高。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝 置，能在不用開燃氣車後蓋的情況下，通過射頻技術讀取氣瓶信息，而且在更 換氣瓶時，只需要更換廉價的ID晶片，不用更換處理器，能最大程度的減小浪 費，降低成本。
為達到上述目的，本實用新型表述一種不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶 信息裝置，包括閱讀器和電子標籤，其中電子標籤由ID晶片和處理器組成，在 該處理器和閱讀器上都安裝有天線，所述電子標籤與閱讀器通過射頻技術進行 數據傳輸，其關鍵在於所述ID晶片貼在燃氣車氣瓶瓶身上，所述處理器固定 在燃氣車後蓋上，該處理器與所述ID晶片通過導線連接。
所述天線決定所述閱讀器工作區域範圍。所述ID晶片內存儲有對應氣瓶的 信息，該氣瓶信息由氣瓶編號和加密號兩部分組成，氣瓶編號與氣瓶一一對應， 每次年檢後，通過所述閱讀器改變其加密號。所述ID晶片與處理器分離放置，兩者用導線連接，在更換氣瓶時，只需更 換廉價的ID晶片，而不需要更換處理器，降低了成本。所述天線負責接收所述 閱讀器發出的激勵信號，同時也將氣瓶信息發送給該閱讀器，即RFID信號，該 天線置於燃氣車後蓋上，不用開該後蓋，就能夠避免RFID信號被屏蔽。所述處理器塑封后，通過吸盤吸附在所述燃氣車後蓋上，該處理器連接的 導線穿過該燃氣車車身縫隙伸入到車內，與所述ID晶片連接。所述車身縫隙指所述燃氣車後蓋與後車窗連接處的縫隙。塑封可以保證該 處理器防水，所述吸盤可以保證該處理器牢固固定在該燃氣車後蓋上。所述電子標籤的供電電路由電池、電感、第一電容、三極體、第一電阻、 第三電阻、穩壓管組成；所述電池的正極輸出正電源，該電池負極接地，所述 電感串接第一電阻後，並聯在所述第一電容的兩端，該第一電容的負極接地， 所述第一電容的正極連接所述三極體的基極，該三極體的集電極連接所述正電 源，所述三極體的發射極串接所述第三電阻後接地，該發射極還連接所述穩壓 器的輸入端V^該穩壓器的輸出端V。uT輸出穩壓電給所述電子標籤，所述穩壓器的地端接地。當燃氣車進入所述閱讀器工作區域時，該閱讀器發出射頻信號，激勵所述 電感，該電感耦合，產生微弱的交流電，並對所述第一電容充電，該第一電容 充電完成後，所述三極體基極處於高電平，該三極體導通，向所述可控矽提供 觸發電壓，該可控矽導通，所述電池連入電路中，所述穩壓器對該電池輸出的 直流電壓穩壓後，輸出穩壓電給所述電子標籤供電。當燃氣車駛出該閱讀器工 作區域時，所述電感停止耦合，所述三極體截至，所述可控矽截至，所述電池 停止工作。因所述電子標籤內部電池能量消耗很少，因而電池可以維持幾年。所述電子標籤的工作電源也可以通過修改燃氣車電路，直接由所述燃氣車 供給。所述電子標籤設置有至少一個ID晶片，各ID晶片之間通過總線連接，所 述各ID晶片的輸出端並接後連接所述處理器。當燃氣車內需要安裝多個氣瓶時， 每個氣瓶上都貼有ID晶片，各ID晶片之間採用總線連接。此時，電子標籤上 一個處理器對應多個ID晶片，可以有效的節約成本。 '所述處理器由第一單片機、第一 RF發射模塊、第一 RF接收模塊組成，所 述第一單片機的輸出端P3. 2輸出數據信息給所述第一 RF發射模塊的輸入端， 該第一RF發射模塊的輸出端連接所述天線，向外發射所述數據信息，所述第一 單片機的輸入端P3. 4接收所述第一 RF接收模塊的輸出端輸出的激勵信號，該 第一RF接收模塊的輸入端連接所述天線，接收所述激勵信號，所述第一單片機 的信號獲取端P0. 1與所述ID晶片連接，讀取所述氣瓶信息。所述第一 RF接收模塊接收所述閱讀器發出的激勵信號，所述處理器讀取ID 晶片存儲的氣瓶信息，並通過所述第一 RF發射模塊將該氣瓶信息發送給所述閱 讀器。所述第一單片機還連接有第一復位電路，所述第一復位電路由第一復位開 關、第二電容、第五電阻、第六電阻組成，所述第二電容的正極接電源，該第 二電容的負極經所述第六電阻接地，所述第一復位開關的一端接電源，另一端 串接所述第五電阻後，與所述第二電容的負極連接，該第二電容的負極與所述 第一單片機的RESET端連接。設置所述第一復位開關是為了防止所述處理器出現死機等情況。 所述閱讀器由第二單片機、第二 RF發射模塊、第二 RF接收模塊和總線芯 片組成，所述第二單片機的輸出端P3. 2輸出激勵信號給所述第二 RF發射模塊 的輸入端，該第二RF發射模塊的輸出端連接所述天線，向外發射該激勵信號， 所述第二單片機的輸入端P3. 4接收所述第二 RF接收模塊的輸出端輸出的數據 信息，該第二RF接收模塊的輸入端連接所述天線，接收所述數據信息，所述第 二單片機的TXD、 RXD端分別連接所述總線晶片的T1-IN、 R1-0UT端，該總線芯 片的R2-IN、 T1-0UT、 R1-IN端與外界連接。所述總線晶片可連接主機等，所述第二 RF發射模塊向進入所述閱讀器工作 區域的電子標籤發送激勵信息，第二 RF接收模塊接收該電子標籤發送的氣瓶信 息，並通過所述總線晶片，將該氣瓶信息傳送給主機。所述第二單片機還連接有第二復位電路，所述第二復位電路由第二復位開 關、第三電容、第八電阻、第九電阻、組成，所述第三電容的正極接電源，該 第三電容的負極經所述第九電阻接地，所述第一復位開關的一端接電源，另一 端串接所述第八電阻後，與所述第三電容的負極連接，該第三電容的負極與所 述第二單片機的RESET端連接。所述第二復位開關可防止該閱讀器出現死機狀態。本實用新型的顯著效果是提供一種不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，能在不用開燃氣車後蓋的情況下，通過射頻技術讀取氣瓶信息，該方案將電子標籤中的處理器與ID晶片分離， 一個處理器可以連接多個ID晶片，在更換氣瓶時，只需要換掉ID晶片即可，能最大程度的減小浪費，降低成本，而且電子標籤電路自帶電源，不需要閱讀器具有很大的發射功率，而且有效閱讀距離也會增加，在閱讀器和處理器上也都設置了復位開關，防止死機等情況的發生。同時，對氣瓶信息採用編號與加密號相結合的方法，能確保數據安全。本實用新型中閱讀器有效識別距離可達10-200m，每秒^^可同時獲取50個以上的氣瓶信息，最高識別速度可達100公裡/小時，而且採用全球開放的ISM頻段，無須申請和付費，成本低廉。

圖l是實施例l的結構示意圖；圖2是實施例1電子標籤與氣瓶連接示意圖；圖3是電子標籤供電電路結構示意圖；圖4是處理器電路結構示意圖；圖5是閱讀器電路結構圖；圖6是實施例2的結構示意圖；圖7是實施例2中電子標籤與氣瓶連接示意圖；圖8是實施例2的ID晶片連接電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。實施例1:如圖l、 2所示 一種不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，包括閱讀器1和電子標籤2，其中電子標籤2由ID晶片3和處理器4組成，在該處理 器4和閱讀器1上都安裝有天線5，所述電子標籤2與閱讀器1通過射頻技術進 行數據傳輸，所述ID晶片3貼在燃氣車氣瓶6瓶身上，所述處理器4固定在燃 氣車車身7上，該處理器4與所述ID晶片3通過導線8連接。所述處理器4塑封后，通過吸盤9吸附在所述燃氣車後蓋7上，該處理器4 連接的導線8穿過該燃氣車車身縫隙伸入到車內，與所述ID晶片3連接。如圖3所示所述電子標籤2的供電電路由電池B、電感L、第一電容Cp、 三極體T、第一電阻R1、第三電阻R3、穩壓管W組成；所述電池B的正極輸出 正電源，該電池B負極接地，所述電感L串接第一電阻R1後，並聯在所述第一 電容Cp的兩端，該第一電容Cp的負極接地，所述第一電容Cp的正極連接所述 三極體T的基極，該三極體T的集電極連接所述正電源，所述三極體T的發射 極串接所述第三電阻R3後接地，該發射極還連接所述穩壓器W的輸入端V^，該 穩壓器W的輸出端V。ur輸出穩壓電給所述電子標籤2，所述穩壓器W的地端接地。如圖4所示所述處理器4由第一單片機U1、第一RF發射模塊RFS、第一 RF接收模塊RFR組成，所述第一單片機Ul的輸出端P3. 2輸出數據信息給所述 第一 RF發射模塊RFS的輸入端，該第一 RF發射模塊RFS的輸出端連接所述天 線5，向外發射所述數據信息，所述第一單片機Ul的輸入端P3. 4接收所述第一 RF接收模塊RFR的輸出端輸出的激勵信號，該第一 RF接收模塊RFR的輸入端連 接所述天線5，接收所述激勵信號，所述第一單片機Ul的信號獲取端P0.1與所 述ID晶片3連接，讀取所述氣瓶6信息。所述第一單片機U1還連接有第一復位電路，所述第一復位電路由第一復位 開關RESET、第二電容C1、第五電阻R5、第六電阻R6組成，所述第二電容Cl 的正極接電源，該第二電容Cl的負極經所述第六電阻R6接地，所述第一復位 開關RESET的一端接電源，另一端串接所述第五電阻R5後，與所述第二電容Cl 的負極連接，該第二電容Cl的負極與所述第一單片機Ul的RESET端連接。如圖5所示所述閱讀器l由第二單片機U1'、第二RF發射模塊RFS'、第 二 RF接收模塊RFR，和總線晶片UZ組成，所述第二單片機Ul ，的輸出端P3. 2 輸出激勵信號給所述第二 RF發射模塊RFS'的輸入端，該第二 RF發射模塊RFS' 的輸出端連接所述天線5,向外發射該激勵信號，所述第二單片機Ul'的輸入 端P3. 4接收所述第二 RF接收模塊RFR'的輸出端輸出的數據信息，該第二 RF 接收模塊RFR'的輸入端連接所述天線5，接收所述數據信息，所述第二單片機 Ul，的TXD、 RXD端分別連接所述總線晶片UZ的T1-IN、 R1-0UT端，該總線芯 片UZ的R2-IN、 T1-0UT、 R1-IN端與外界連接。所述第二單片機ur還連接有第二復位電路，所述第二復位電路由第二復位開關RESET，、第三電容C1，、第八電阻R5，、第九電阻R6，、組成，所述第三電容cr的正極接電源，該第三電容cr的負極經所述第九電阻R6，接地，所述第一復位開關RESET的一端接電源，另一端串接所述第八電阻R5'後，與所述第三電容cr的負極連接，該第三電容cr的負極與所述第二單片機ur的RESET端連接。所述穩壓管W型號為7805，所述第一單片機ui和第二單片機ur選用同一型號晶片89C51,所述總線晶片UZ型號為MAX232，所述ID晶片3的型號為 BS2432。所述閱讀器1安裝在各檢測點，如各加氣站的入口處，所述天線5決 定該閱讀器1的工作區域範圍，該閱讀器1的有效識別距離可達10-200m,最高 識別速度可達100公裡/小時，該射頻信號的頻段範圍選取全球開放的ISM頻段 的高頻部分。所述ID晶片3內存儲對應氣瓶6的信息，該信息由編號和加密號兩部分組 成，所述氣瓶6編號與該氣瓶9一一對應。其工作原理如下當燃氣車進入所述閱讀器1工作區域時，所述閱讀器1 通過所述第二 RF發射模塊RFS'向該燃氣車氣瓶上的電子標籤2發送激勵信號， 所述處理器4上的第一 RF接收模塊RFR接收該激勵信號，所述電子標籤2供電 電路上的電感L受到激勵後耦合，產生微弱的交流電，並對所述第一電容Cp充 電，該第一電容Cp充電完成後，所述三極體T基極處於高電平，該三極體T導 通，向所述可控矽SCR提供觸發電壓，該可控矽SCR導通，所述電池B連入電 路中，所述穩壓器W對該電池B輸出的直流電壓穩壓後，輸出穩壓電給所述電 子標籤2供電。該電子標籤2的處理器4獲取所述ID晶片3的存儲的氣瓶6信 息，並通過所述所述第一 RF發射模塊RFS將該氣瓶6信息發送給所述閱讀器1， 該閱讀器1上的第二 RF接收模塊RFR'接收該信息，並通過所述總線晶片UZ， 將該信息傳送給外界。當燃氣車駛出該閱讀器工作區域時，所述閱讀器1通過所述第二 RF發射模 塊RFS'停止向該燃氣車氣瓶上的電子標籤2發送激勵信號，所述電感L停止耦 合，所述三極體T截至，所述可控矽SCR截至，所述電池B停止供電。設置所述第一復位開關RESET和第二復位開關RESET，是為了防止所述處理 器以及閱讀器出現死機等情況。 實施例2:本實施例與實施例1結構大致相同，其不同之處在於如圖6、 7、 8所示: 所述電子標籤2設置有至少一個ID晶片3，各ID晶片3之間通過總線連接，所 述各ID晶片3的輸出端並接後連接所述處理器4。其工作原理與實施例1工作原理大致相同，其不同之處在於所述處理器 按設定的順序依次獲取所述各個ID晶片3存儲的氣瓶6信息。
權利要求1、一種不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，包括閱讀器(1)和電子標籤(2)，其中電子標籤(2)由ID晶片(3)和處理器(4)組成，在該處理器(4)和閱讀器(1)上都安裝有天線(5)，所述電子標籤(2)與閱讀器(1)通過射頻技術進行數據傳輸，其特徵在於所述ID晶片(3)貼在燃氣車氣瓶(6)瓶身上，所述處理器(4)固定在燃氣車後蓋(7)上，該處理器(4)與所述ID晶片(3)通過導線(8)連接。
2、 根據權利要求l所述不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，其特 徵在於所述處理器(4)塑封后，通過吸盤(9)吸附在所述燃氣車後蓋(7) 上，該處理器(4)連接的導線(8)穿過該燃氣車車身縫隙伸入到車內，與所 述ID晶片(3)連接。
3、 根據權利要求l所述不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，其特 徵在於所述電子標籤(2)的供電電路由電池(B)、電感(L)、第一電容(Cp)、 三極體(T)、第一電阻(Rl)、第三電阻(R3)、穩壓管(W)組成；所述電池(B) 的正極輸出正電源，該電池(B)負極接地，所述電感(L)串接第一電阻(Rl) 後，並聯在所述第一電容(Cp)的兩端，該第一電容(Cp)的負極接地，所述 第一電容(Cp)的正極連接所述三極體(T)的基極，該三極體(T)的集電極 連接所述正電源，所述三極體(T)的發射極串接所述第三電阻(R3)後接地， 該發射極還連接所述穩壓器(W)的輸入端V^，該穩壓器(W)的輸出端V。ux輸出 穩壓電給所述電子標籤(2),所述穩壓器(W)的地端接地。
4、 根據權利要求l所述燃氣車不開車蓋自動讀取氣瓶信息裝置，其特徵在 於所述電子標籤(2)設置有至少一個ID晶片(3)，各ID晶片(3)之間通 過總線連接，所述各ID晶片(3)的輸出端並接後連接所述處理器(4)。
5、 根據權利要求1所述不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，其特 徵在於所述處理器(4)由第一單片機(Ul)、第一RF發射模塊(RFS)、第一 RF接收模塊(RFR)組成，所述第一單片機(Ul)的輸出端P3.2輸出數據信息 給所述第一 RF發射模塊(RFS)的輸入端，該第一 RF發射模塊(RFS)的輸出 端連接所述天線(5),向外發射所述數據信息，所述第一單片機(Ul)的輸入 端P3. 4接收所述第一 RF接收模塊(RFR)的輸出端輸出的激勵信號，該第一 RF 接收模塊(RFR)的輸入端連接所述天線(5)，接收所述激勵信號，所述第一單 片機(Ul)的信號獲取端P0. 1與所述ID晶片(3)連接，讀取所述氣瓶(6) 信息。
6、 根據權利要求5所述不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，其特徵在於所述第一單片機(Ul)還連接有第一復位電路，所述第一復位電路由第一復位開關(RESET)、第二電容(Cl)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)組 成，所述第二電容(Cl)的正極接電源，該第二電容(Cl)的負極經所述第六 電阻(R6)接地，所述第一復位開關(RESET)的一端接電源，另一端串接所述 第五電阻(R5)後，與所述第二電容(Cl)的負極連接，該第二電容(Cl)的 負極與所述第一單片機(Ul)的RESET端連接。
7、 根據權利要求1所述不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，其特 徵在於所述閱讀器(1)由第二單片機(Ur)、第二RF發射模塊(RFS')、第 二 RF接收模塊(RFR')和總線晶片(UZ)組成，所述第二單片機(Ur)的輸 出端P3. 2輸出激勵信號給所述第二 RF發射模塊(RFS')的輸入端，該第二RF 發射模塊(RFS')的輸出端連接所述天線(5)，向外發射該激勵信號，所述第 二單片機(Ur)的輸入端P3. 4接收所述第二 RF接收模塊(RFR')的輸出端輸 出的數據信息，該第二RF接收模塊(RFR，)的輸入端連接所述天線(5)，接收 所述數據信息，所述第二單片機(Ur)的TXD、 RXD端分別連接所述總線晶片(UZ)的T1-IN、 R1-0UT端，該總線晶片(UZ)的R2-IN、 T1-0UT、 Rl-IN端與 外界連接。
8、根據權利要求7所述不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，其特徵在於所述第二單片機(ur)還連接有第二復位電路，所述第二復位電路由第二復位開關(RESET，)、第三電容(Cr)、第八電阻(R5，)、第九電阻(R6，)、組成，所述第三電容(cr)的正極接電源，該第三電容(cr)的負極經所述第九電阻(R6，)接地，所述第一復位開關(RESET)的一端接電源，另一端串接所述第八電阻(R5')後，與所述第三電容(cr)的負極連接，該第三電容 (cr)的負極與所述第二單片機(ur)的RESET端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種不開車蓋射頻識別讀取燃氣車氣瓶信息裝置，包括閱讀器和電子標籤，其中電子標籤由ID晶片和處理器組成，在該處理器和閱讀器上都安裝有天線，所述電子標籤與閱讀器通過射頻技術進行數據傳輸，其特徵在於所述ID晶片貼在燃氣車氣瓶瓶身上，所述處理器固定在燃氣車後蓋上，該處理器與所述ID晶片通過導線連接。本實用新型能夠在不用開燃氣車後蓋的情況下，通過射頻技術讀取氣瓶信息，而且在更換氣瓶時，只需要更換廉價的ID晶片，不用更換處理器，能最大程度的減小浪費，降低成本。
文檔編號B60K15/00GK201159902SQ20082009774
公開日2008年12月3日 申請日期2008年3月4日 優先權日2008年3月4日
發明者寶 曾, 陸國剛, 陸國斌 申請人:重慶銳碼智航科技有限公司