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1、(10)申请公布号 CN 103839092 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103839092 A (21)申请号 201410080443.6 (22)申请日 2014.03.06 G06K 17/00(2006.01) (71)申请人 太仓欧卡网络服务有限公司 地址 215400 江苏省苏州市太仓市经济开发 区北京西路 6 号东楼 500 室 (72)发明人 徐剑峰 (74)专利代理机构 北京连和连知识产权代理有 限公司 11278 代理人 王淑丽 (54) 发明名称 一种超高频 RFID 读写器 (57) 摘要 本发明公开了一种超高频 RFID 读写器， 包 括 ：。
2、 射频模块， 用于接收信号和发送信号， 并具有 功率可调节性 ； 超声波传感器， 用于探测所述射 频模块与超高频 RFID 标签物体之间的距离 ； 存储 单元， 用于存储所述超声波传感器所探测到的射 频模块与超高频 RFID 标签物体之间的距离 ； 处 理器， 用于控制所述存储单元存储探测到的所述 距离， 以及控制所述射频模块调节射频功率 ； 所 述处理器分别与所述存储单元和所述射频模块连 接 ； 电源模块， 用于给超声波传感器和处理器供 电 ； 射频模块电源， 用于给射频模块供电。本发明 的超高频 RFID 读写器能够动态调节射频功率放 大器的放射功率， 不仅能够优化系统的功率， 合理 地节。
3、约电能， 还能够减少相邻读写器之间发生干 扰的概率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103839092 A CN 103839092 A 1/1 页 2 1. 一种超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 包括 ： 射频模块， 用于接收信号和发送信号， 并具有功率可调节性 ； 超声波传感器， 用于探测所述射频模块与超高频 RFID 标签物体之间的距离 ； 存储单元， 用于存储所述超声波传感器所探测到的射频模块与超高频 RFID 。
4、标签物体 之间的距离 ； 处理器， 用于控制所述存储单元存储探测到的所述距离， 以及控制所述射频模块调节 射频功率 ； 所述处理器分别与所述存储单元和所述射频模块连接 ； 电源模块， 用于给超声波传感器和处理器供电 ； 射频模块电源， 用于给射频模块供电。 2. 根据权利要求 1 所述的超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 所述射频模块包括射频芯 片和功率放大器。 3. 根据权利要求 2 所述的超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 所述射频芯片为 AS3991。 4. 根据权利要求 1 所述的超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 所述超声波传感器探测的 距离至少为 20 米， 探测。
5、精度为厘米级别。 5. 根据权利要求 1 所述的超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 所述处理器为 S3C2416 处 理器。 6. 根据权利要求 1 所述的超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 所述存储单元包括 RAM 和 Flash， 用于供所述 S3C2416 处理器的正常使用。 7. 根据权利要求 1 所述的超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 所述电源模块采用 Boost 升压电路组合 LDO 稳压电路进行供电。 8. 根据权利要求 1 所述的超高频 RFID 读写器， 其特征在于， 所述处理器与外部设备连 接。 9.根据权利要求8所述的超高频RFID读写器， 其特征在于。
6、， 所述外部设备包括SD卡接 口和 UART。 权 利 要 求 书 CN 103839092 A 2 1/3 页 3 一种超高频 RFID 读写器 技术领域 0001 本发明涉及无线射频识别 (Radio Frequency Identification， RFID) 技术领域， 具体涉及一种超高频 RFID 读写器。 背景技术 0002 无线射频识别 (Radio Frequency Identification， RFID) 是一种自动识别和获 取数据的技术， 通过射频方式进行非接触双向数据通信达到对目标加以识别的目的。与传 统的识别方式相比， RFID 技术不需要直接接触、 光学可视、 。
7、或是人工干预就可以完成信息的 输入和处理。并且该技术操作便捷， 目前已被广泛应用于物流、 生产、 运输、 交通、 医疗、 跟 踪、 防伪、 资产与设备管理等需要对数据进行收集处理的应用领域。现有的超高频 RFID 读 写器， 基本采用的都是高功耗的模式， 这种模式不仅对 RFID 通讯环境产生干扰， 而且耗费 电力资源， 特别是便携式的读写器， 续航能力非常差。例如公开号为 CN101320419A， 申请号 为 200810302348.0 的专利公开了 “超高频 RFID 标签读写器” ， 其给出了制造超高频 RFID 标 签读写器的技术 ； 公开号为 CN102622571A， 申请号为。
8、 201210042758.2 的专利公开了 “一种 改进的超高频RFID阅读器” ， 其采用了改进的防冲突技术， 但是并未考虑阅读器的低功耗问 题 ； 公开号为 CN102446282A， 申请号为 201110358053.7 的专利公开了 “超高频 RFID 读写器 芯片” ， 其通过对超高频 RFID 芯片的改进来达到低功耗的目的， 但是改进超高频 RFID 芯片 来降低低功耗毕竟是有限的， 受到芯片制造技术的制约， 而且市面上使用的超高频 RFID 芯 片种类繁多， 超高频 RFID 芯片无法做到统一化， 因此， 目前的技术已经不能满足现代社会 对种类繁多的超高频 RFID 读写器低。
9、功耗的需要。 0003 此外， 在传统的超高频RFID系统中， 通常采用定值功率对超高频RFID标签进行读 写， 为了能够提高对 RFID 标签的读写准确率， 往往读写器的发射功率远大于读取标签所需 的功率， 这种方式不仅导致了电能的浪费， 还可能增加相邻读写器之间发生干扰的概率。 发明内容 0004 针对现有技术的不足， 本发明的目的是提供一种使用超声波技术的低功耗的超高 频 RFID 读写器。 0005 为了实现上述目的， 本发明采用以下技术方案 ： 0006 一种超高频 RFID 读写器， 包括 ： 0007 射频模块， 用于接收信号和发送信号， 并具有功率可调节性 ； 0008 超声波。
10、传感器， 用于探测所述射频模块与超高频 RFID 标签物体之间的距离 ； 0009 存储单元， 用于存储所述超声波传感器所探测到的射频模块与超高频 RFID 标签 物体之间的距离 ； 0010 处理器， 用于控制所述存储单元存储探测到的所述距离， 以及控制所述射频模块 调节射频功率 ； 所述处理器分别与所述存储单元和所述射频模块连接 ； 0011 电源模块， 用于给超声波传感器和处理器供电 ； 说 明 书 CN 103839092 A 3 2/3 页 4 0012 射频模块电源， 用于给射频模块供电。 0013 进一步地， 所述射频模块包括射频芯片和功率放大器。 0014 进一步地， 所述射频。
11、芯片为 AS3991。 0015 进一步地， 所述超声波传感器探测的距离至少为 20 米， 探测精度为厘米级别。 0016 进一步地， 所述处理器为 S3C2416 处理器。 0017 进一步地， 所述存储单元包括 RAM 和 Flash， 用于供所述 S3C2416 处理器的正常使 用。 0018 进一步地， 所述电源模块采用 Boost 升压电路组合 LDO 稳压电路进行供电。 0019 进一步地， 所述处理器与外部设备连接。 0020 进一步地， 所述外部设备包括 SD 卡接口和 UART。 0021 本发明的超高频RFID读写器通过使用超声波传感器探测带有超高频RFID标签物 体与读写。
12、器的天线之间的距离， 并根据所探测到的距离值， 动态调节射频功率放大器的放 射功率， 这样不仅能够优化系统的功率， 合理地节约电能， 还能够减少相邻读写器之间发生 干扰的概率。 附图说明 0022 图 1 是本发明的超高频 RFID 读写器的原理图。 具体实施方式 0023 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 下面结合实施例及附图， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明， 并不 用于限定本发明。 0024 如图 1 所示， 本发明的超高频 RFID 读写器包括 ： 射频模块， 其是具有功率可调节 性的超高频射频模块， 用于接收信号和。
13、发送信号， 该射频模块包括射频芯片和功率放大器， 优选采用奥地利微系统公司的 AS3991 作为射频芯片， AS3991 是为超高频 RFID 设计的专用 芯片， 集成了发送电路， 接收电路， 协议转换单元。其不仅支持 IS018000-6C 协议， 还兼容 18000-6A/B 协议。该射频芯片具有并行接口和串行接口两种通信接口， 用于与微控制器进 行通信。功率放大器能够自由地调节射频的功率。 0025 超声波传感器， 用于探测射频模块与超高频 RFID 标签物体之间的距离， 该超声波 传感器探测的距离至少为 20 米， 探测精度为厘米级别。首先需要给一个 10us 左右的高电 平触发信号。。
14、超声波传感器在接收到该触发信号后将产生八个连续的频率为 40KHz 的脉冲 信号， 并等待该高频脉冲信号的返回， 在接收到超高频 RFID 标签物体的反射信号后， 超声 波传 感器将会输出一段高电平给核心 S3C2416 处理器， 从而完成距离的测量工作， 根据探 测的距离值， 动态调节射频功率放大器的放射功率， 从而达到优化系统功率的目的。 0026 存储单元， 用于存储超声波传感器所探测到的射频模块与超高频 RFID 标签物体 之间的距离， 该存储单元包括 RAM 和 Flash， 能够供 S3C2416 处理器的正常使用。 0027 处理器， 用于控制存储单元存储超声波传感器所探测到的射。
15、频模块与超高频 RFID 标签物体之间的距离， 以及控制射频模块调节射频功率 ； 处理器分别与存储单元和射频模 块连接。于本实施例中， 该处理器为 S3C2416 处理器， S3C2416 是低功耗、 高性能、 低成本 说 明 书 CN 103839092 A 4 3/3 页 5 的 SAMSUNGARM9(ARM926EJ) 处理器， 最具性价比优势的芯片， 是 S3C2440 最完美的替代者。 UT-S3C2416 开发板是一款以 S3C2416 处理器为核心的高性价比开发板。 0028 电源模块， 用于给超声波传感器和处理器供电， 该电源模块采用 Boost 升压电路 组合高性能 LDO。
16、 稳压电路进行供电。根据超声波模块电源性能要求较低的特点， 直接采用 Boost 升压电路供电。同时， 为方便各模块的电源智能管理， 在其不需要使用时系统采取停 止供电等措施， 对射频功率放大器及超声波传感器电路进行了独立的电源管理设计。在系 统启用时， 处理器进入休眠状态， 该状态下对 CPU 进行供电并在适当时刻开启超声波传感 器电源。 当检测到物体通过时， 开启射频模块电源， 该部分包括基带芯片与功率放大器两部 分。若检测结束， 则关闭射频模块电源， 系统重新进入休眠状态。该电源模块具有低功耗的 智能电源管理模块， 具有合适的电压转换电路和合适的电源管理机制， 这样的设计降低了 系统总体。
17、的功率消耗。 0029 本发明的处理器还与外部设备连接， 外部设备包括 SD 卡接口和 UART。SD 卡接口 电路方便系统在移植 BOOTLOADER 和 Linux 内核时使用 ； UART 电路完成了 PC 机和本系统的 通信， 在调试 BOOTLOADER 和 Linux 内核过程中都有着重要的作用。 0030 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范 围。 说 明 书 CN 103839092 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103839092 A 6 。