一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机制造技术

本发明专利技术公开了一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，超高频RFID一体机内部集成微带天线，电路分为主控部分、射频部分；主控部分包括：微处理器、通信隔离模块、24VDC隔离电源、Flash存储芯片，射频部分包括：数字基带、收发机调制解调芯片、PA放大、射频前端、功率检测，射频输出功率软件可调。主控部分、射频部分二者采用信号隔离及物理隔离方式设计，分上下两层，顶层为射频部分，接内置天线；底层部分为主控部分，用于供电及通信。一体机可根据环境变化自动调节射频输出功率，实现可靠读取RFID标签。

An industrial ultra high frequency RFID reader and writer with self regulating RF power

The invention discloses a self regulating RF Power Industrial UHF RFID reader machine, UHF RFID machine integrated microstrip antenna circuit, main control part, RF part; the main control part comprises a microprocessor, communication isolation module, 24VDC isolated power supply, Flash memory chip, RF part includes: digital baseband transceiver, modulation and demodulation chip, PA amplifier, RF front-end, power detection, RF power output software adjustable. The two parts of the main control part and the radio frequency part are designed by means of signal isolation and physical isolation. They are divided into two layers. The top part is radio frequency part, and then the built-in antenna. The bottom part is the main control part, which is used for power supply and communication. One machine can automatically adjust the power of radio frequency output according to the change of the environment, and realize the reliable reading of the RFID label.

【技术实现步骤摘要】
一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机
本专利技术涉及RFID领域，特别适合于工业等复杂现场射频功率自调节的超高频RFID读写器一体机应用领域。
技术介绍
随着物联网的发展，RFID(RadioFrequencyIdentification，无线射频识别)技术在智能生产线、智慧物流、智能仓储等智能制造领域得到了广泛的应用。在智能仓储、智慧物流、智能工厂生产线上，使用超高频RFID技术可实现对零部件及产品的远距离识别、有效追踪、定位、控制，实现生产线的透明化和可视化管理。加强了生产线物料配送的及时性和准确性，降低装配及分拣的差错率，加强了生产过程物品的质量监控和跟踪，提高了产品质量和生产线整体生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，一体机通过对射频功率的自调节，实现了对环境的自适应，保证了RFID读写器一体机能可靠的读取RFID标签，此过程无需人工干预射频功率调节。本专利技术提出的一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，包括：金属壳体、主控部分电路板、射频部分电路板、M12五针航空插座；其特征在于：主控部分电路板包括：微处理器、通信隔离模块、24VDC隔离电源、Flash存储芯片；射频部分电路板包括：数字基带、收发机调制解调芯片、PA放大、射频前端、功率检测，射频部分输出功率软件可调；主控部分电路板与射频部分电路板在一体机内部采用物理隔离，分上下两层，顶层为射频部分电路板，接内置天线；底层部分为主控部分电路板，用于供电及通信；主控部分电路板与射频部分电路板紧贴一体机金属壳体，主控部分电路板与射频部分电路板通信采用双排针连接；接口采用M12五针航空插座，用于电源24VDC供电与信号传输。本专利技术提出一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，工业超高频RFID读写器一体机通过屏蔽线缆与RFID网关连接，用于给一体机供电及通信，RFID网关与超高频RFID读写器一体机通信采用自定义协议。其特征是，读取RFID标签的过程是：超高频RFID读写器一体机与RFID网关接通上电后，进入自检模式，自检结束后给RFID网关发送自检结束命令；RFID网关接收到超高频RFID读写器一体机自检结束命令后，给RFID读写器一体机发送自调节命令；超高频RFID读写器一体机收到自调节命令后进入自调节模式，采用默认低功率参数读取标签数据，若读取标签失败，则快速进行功率调节，当读取标签稳定后，将调节参数写入Flash存储器中，实现掉电保持，并给RFID网关发送自调节结束命令；若功率参数调至最大后，仍读取标签失败，则给网关发送读取标签失败命令；超高频RFID读写器一体机默认地址为0，可通过RFID网关进行写地址，地址编号为0-255；超高频RFID读写器一体机可实时接收RFID网关的读卡命令，将读到的RFID标签信息进行解析处理，并将解析后的RFID标签EPC及TID码以自定义协议方式上传给RFID网关；超高频RFID读写器一体机给RFID网关发送返回命令；超高频RFID读写器一体机环境发生变化时，当接收到RFID网关的读卡命令或接收到RFID网关发送的自调节命令后，若读取标签失败，一体机自动调节射频输出功率大小，功率调节参数按照从低功率参数逐渐递增模式调节，直到一体机可靠读取标签信息，并将调节后的参数写入Flash存储芯片中；若功率参数调至最大后，仍读取标签失败，则给网关发送读取标签失败命令；将读到的RFID标签信息进行解析处理，并将解析后的RFID标签EPC及TID码以自定义协议方式上传给RFID网关。本专利技术提出一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，超高频RFID读写器一体机接收RFID网关的读卡命令后，将读到的RFID标签信息进行解析处理，并将解析后的RFID标签EPC及TID码以自定义协议方式上传给RFID网关。与现有技术相比，本专利技术的优点主要体现在：超高频RFID读写器一体机通过对射频功率的自调节，实现了对环境的快速自适应，保证了RFID读写器一体机能可靠的读取标签，无需人工干预射频功率调节，提高了生产效率，降低了人工成本。附图说明图1是本专利技术实物剖面图。图2是本专利技术硬件架构图。图3是本专利技术嵌入式软件架构图。图4是本专利技术上电射频功率自调节流程。图5是本专利技术读卡、写卡操作流程。图6是本专利技术读卡、写卡失败功率自调节流程。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实例进行详细阐述，已使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。参阅图1所示，本专利技术提出一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，实物剖面图如图1所示，包括：主控部分电路板2、射频部分电路板3、M12五针航空插座4、金属壳体1。一体机采用信号隔离及物理隔离方式设计。其中，信号隔离功能是将一体机分为主控部分和射频部分；物理隔离是将主控部分与射频部分进行隔离设计，分上下两层，顶层为射频部分，接内置天线；底层部分为主控部分，用于供电及通信。一体机顶层壳体采用硬质塑料、底层壳体采用铸铝，底部采用灌胶设计用于底层板子的固定及密封，防护等级可达IP67，接口采用M12五脚航插，用于电源24VDC供电与信号传输。主控部分与射频部分电路板紧贴一体机壳体，既实现了隔离又进行散热，主控部分电路板2与射频部分电路板3通信采用双排针连接。参阅图2所示，本专利技术提出一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机硬件架构图，内部集成微带天线；主控部分电路板2包括：微处理器、通信隔离模块、24VDC隔离电源、Flash存储芯片；射频部分电路板2包括：数字基带、收发机调制解调芯片、PA放大、射频前端、功率检测。参阅图3所示，本专利技术提出一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机软件架构图，软件主要包括TTL串口部分、串口通信部分、独立看门狗部分、定时器部分及应用程序等部分。具体实施步骤为：第1步：一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机上的M12五脚航空插座通过屏蔽线缆与RFID网关对应通道相连，实现供电及通信线路连接。第2步：RFID网关上电。RFID网关上电后，一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机自动上电，并进入自检模式，自检结束后通过屏蔽线缆给RFID网关发送自检结束命令，命令格式如表1所示；表1本专利技术与RFID网关通信命令的信息报文格式。A88A：帧头；0008：帧长，帧长为全部控制命令字长度；00：命令类型，00表示一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机发送自检结束命令；08：校验码，每帧数据除去帧头、帧尾及校验码所有字节异或和；0E0B：帧尾。第3步：RFID网关接收到一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机自检结束命令后，给一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机发送自调节命令，命令格式与表1类似；第4步：超高频RFID读写器一体机收到自调节命令后进入自调节模式，采用默认低功率参数读取标签数据，若读取标签失败，则进行快速进行功率调节；当读取标签稳定后，将调节参数写入Flash存储器中，实现掉电保持，并给RFID网关发送自调节结束命令。若功率参数调至最大后，仍读取标签失败本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，包括：金属壳体(1)、主控部分电路板(2)、射频部分电路板(3)、M12五针航空插座(4)；其特征在于：主控部分电路板(2)包括：微处理器、通信隔离模块、24VDC隔离电源、Flash存储芯片；射频部分电路板(3)包括：数字基带、收发机调制解调芯片、PA放大、射频前端、功率检测，射频部分输出功率软件可调；主控部分电路板(2)与射频部分电路板(3)在一体机内部采用物理隔离，分上下两层，顶层为射频部分电路板(3)，接内置天线；底层部分为主控部分电路板(2)，用于供电及通信；主控部分电路板(2)与射频部分电路板(3)紧贴一体机金属壳体(1)，主控部分电路板(2)与射频部分电路板(3)通信采用双排针连接；接口采用M12五针航空插座(4)，用于电源24VDC供电与信号传输；工业超高频RFID读写器一体机通过屏蔽线缆与RFID网关连接，用于给一体机供电及通信，RFID网关与超高频RFID读写器一体机通信采用自定义协议。

【技术特征摘要】
1.一种射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，包括：金属壳体(1)、主控部分电路板(2)、射频部分电路板(3)、M12五针航空插座(4)；其特征在于：主控部分电路板(2)包括：微处理器、通信隔离模块、24VDC隔离电源、Flash存储芯片；射频部分电路板(3)包括：数字基带、收发机调制解调芯片、PA放大、射频前端、功率检测，射频部分输出功率软件可调；主控部分电路板(2)与射频部分电路板(3)在一体机内部采用物理隔离，分上下两层，顶层为射频部分电路板(3)，接内置天线；底层部分为主控部分电路板(2)，用于供电及通信；主控部分电路板(2)与射频部分电路板(3)紧贴一体机金属壳体(1)，主控部分电路板(2)与射频部分电路板(3)通信采用双排针连接；接口采用M12五针航空插座(4)，用于电源24VDC供电与信号传输；工业超高频RFID读写器一体机通过屏蔽线缆与RFID网关连接，用于给一体机供电及通信，RFID网关与超高频RFID读写器一体机通信采用自定义协议。2.如权利要求1所述的射频功率自调节的工业超高频RFID读写器一体机，其特征在于：一体机自动调节射频输出功率，读取RFID标签的过程是：超高频RFID读写器一体机与RFID网关接通上电后，进入自检模式，自检结束后给RFID网关发送自检结束命令；RFID网关接收到超高频R...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚军，成斐鸣，张建奇，杨海科，刘志刚，周珺成，陶怡，
申请(专利权)人：西安航天自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61