基于RFID的高校实验室管理系统技术方案

本申请涉及基于RFID的高校实验室管理系统，包括启动信号电路、电子标签读取电路、稳压电路。启动电路使得在无源RFID标签进入场区后，启动信号的时刻与电源电压相关；电子标签由耦合元件及芯片组成，电子标签通过电磁波与读写器通信将人员信息和资产信息写入电子标签，通过标签读取电路读取相应的信息；稳压电路保证输出的直流电源电压不超过芯片所能承受的最高电压，同时，稳压电路在小信号时要保证较小的输出功率，以减小芯片的总功耗。以减小芯片的总功耗。以减小芯片的总功耗。

【技术实现步骤摘要】
基于RFID的高校实验室管理系统


[0001]本申请涉及无线识别与信号检测领域，具体涉及一种基于RFID的高校实验室管理系统。

技术介绍

[0002]实验设备需要管理，实验课需要安排，如何管理这么一个新型的高校实验室成为亟待解决的问题。射频识别技术作为物联网中最常用到的通信技术，是目前发展前景很乐观的一项应用技术。该技术以其自身的优势渗透到人们生活的方方面面，以及工业、农业等诸多领域，给人们的生活带来了便利。基于RFID技术的高校实验室管理系统的设计与实现，有效地提高了实验室的管理效率，降低了实验人员的劳动强度，优化了师生的实验教学环节，加强了实验过程中的实时监控，进一步实现实验室管理上的信息化、智能化、自动化。RFID技术应用模型设计方案的提出，使得高校实验室向智能化管理又迈进一步，也为高校开展智能校园的研究提供一定的参考。因此设计了基于RFID 的高校实验室管理系统，规范了实验室的日常管理，减少了许多繁琐重复的劳动，减轻了实验室管理相关人员的工作强度，大大提高了工作效率，提高了学生的实验动手能力，促进了辅导老师及时了解学生的实验进程情况。
[0003]如图1所示，为现有技术的RFID信号采集系统，涉及多层次的逻辑电路，分析能力强大，检测穿透力较弱，但信号识别能力弱。
[0004]如图2所示，为现有技术的RFID识别系统负载电路，利用MOSFET为驱动和输出元件核心，功耗较低，但其信号开放性较窄。

技术实现思路

[0005](一)技术问题
[0006]1.现有技术的RFID信号采集系统，识别性差，穿透性弱。
[0007]2.现有技术的RFID识别系统，开放性较弱，信息可靠性较差。
[0008](二)技术方案
[0009]针对上述技术问题，本申请提出基于RFID的高校实验室管理系统，包括依次连接的启动信号电路、电子标签读取电路、稳压电路。
[0010]启动信号电路：启动信号产生电路对电源的波动比较敏感，有可能因此产生误动作，因此启动信号的时刻与电源电压相关，并且其静态功耗低，稳定性高，保证信息的安全可靠，通过MOS管Q1和电阻R4组成的支路产生一个相对固定的电压，当电源电压超过MOS管Q1的阈值电压后，固定电压基本保持不变。随着电压的升高，MOS管Q2导通而使得Q1截止，经过U1A之后使得启动信号始终保持在稳定值，并且能够降低静态功耗，保证了设备较强的环境适应性。
[0011]电子标签读取电路：电子标签的读取能够实现非接触式数据采集，并且同时识别多个事物，对实验室的人员和设备进行记录和管理，可反复读写。通过前级电感L1、电感L2
和电容C1、电容C2、电容C3、电容C11、电容C10、电容 C14组成包络检波部分，通过电容C4、电容C5、电容C12、电容C13和二极管 D3组成泄电流源，由于输入射频信号的能量变化范围较大，泄流源的电流大小必须能够动态的进行调整，以适应近场、远场不同场强的变化。保证数据非接触采集的可靠性和不同距离下的有效性，当输入载波受调制后，芯片输入能量减小，通过电容C8、电容C9和电阻R1、电阻R5的作用，使得信号电位仍然保持在原有电平上并且在在载波恢复后，也使得包络输出可以迅速回复到原有高电平保证了标签读取的快速可靠。
[0012]稳压电路：使得设备的应用具有良好的开放性，保证信息读取和存储的稳定性，保证信息存储的安全可靠，在RFID标签芯片中，需要有一个较大电容值的储能电容存储足够的电荷以供标签在接收调制信号时，仍可在输入能量较小的时刻维持芯片的电源电压。如果输入能量过高，电源电压升高到一定程度，稳压电路中电压感应器将控制泄流源将储能电容上的多余电荷释放掉，以此达到稳压的目的，三个串联的二极管D4、D7、D8与电阻R10组成电压感应器，控制泄流管Q5的栅极电压。当电源电压超过三个二极管开启电压之和后，泄流管Q5栅极电压升高，泄流管Q5导通，开始对储能电容C1放电，将参考电压输入至放大器 U2，输出信号通过泄流管Q3使得在负载电流较大时，泄流管Q3能够减少功耗损失，通过电容C5和二极管D5、二极管D6后通过MOS管Q4驱动输出，电阻R7 和电容C17阻容配合稳定MOS管Q4栅极电压，使得最终通过MOS管Q4输出的信号稳定平滑，让该系统能够在不同环境下都实现稳定可靠的管理。
[0013]基于RFID技术的高校实验室管理系统基于射频识别技术，通过启动信号电路、电子标签读取电路、稳压电路使得信息处理更加安全、快捷、准确。因此，基于RFID技术的高校实验室管理系统的提出，减轻了管理者的工作强度，简化了管理流程，本系统地实现，保证高校实验室管理自动化运行要求，适应了现代化高校的发展要求。
[0014](三)有益效果
[0015]本申请提出的基于RFID的高校实验室管理系统，首先，数据采集无需接触方式，能够同时识别多个事物，穿透性强，存储容量大，信息量全，具有超强的环境适应性，可反复读写。其次，在提高了开放性后，还可以保证信息的安全可靠，有很好的交互性。
附图说明
[0016]图1为现有技术的RFID信号采集系统。
[0017]图2为现有技术的RFID识别系统负载电路。
[0018]图3为本申请的启动信号电路原理图。
[0019]图4为本申请的电子标签读取电路原理图。
[0020]图5为本申请的稳压电路原理图。
[0021]具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。
[0023]如图3、4、5所示，为本申请提出的基于RFID的高校实验室管理系统，包括依次连接的启动信号电路、电子标签读取电路、稳压电路。
[0024]启动信号电路：启动信号产生电路对电源的波动比较敏感，有可能因此产生误动作，因此启动信号的时刻与电源电压相关，并且其静态功耗低，稳定性高，保证信息的安全可靠，通过MOS管Q1和电阻R4组成的支路产生一个相对固定的电压，当电源电压超过MOS管Q1的阈值电压后，固定电压基本保持不变。随着电压的升高，MOS管Q2导通而使得Q1截止，经过U1A之后使得启动信号始终保持在稳定值，并且能够降低静态功耗，保证了设备较强的环境适应性。
[0025]具体而言，所述启动信号电路包括输入端口V1，电阻R4，MOS管Q1，电容C7，放大器U1A，所述启动信号电路中输入端口分别与MOS管Q1的漏端、电阻 R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，MOS管Q1的源端与高电平VCC连接，MOS 管Q1的栅极分别与电容C7的一端、放大器U1A的3号接口连接，电容C7的另一端接地。所述启动信号电路包括输出端口V2，二极管D2，放大器U1A电阻R2， MOS管Q2，所述启动信号电路中电阻R2的一端与高电平VCC连接，另一端分别与MOS管Q2的漏端、放大器U1A的2号接口连接，放大器U1A的2号接口与MOS 管Q2的栅极连接，MOS管Q2的源端接地，放大器U1A的8号接口与高电平VCC 连接，放大器U1A的4号接口接地，放大器U1A的1号接口与二极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于RFID的高校实验室管理系统，包括依次连接的启动信号电路、电子标签读取电路、稳压电路，所述启动信号电路包括输入端口V1，电阻R4，MOS管Q1，电容C7，放大器U1A，所述启动信号电路中输入端口分别与MOS管Q1的漏端、电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，MOS管Q1的源端与高电平VCC连接，MOS管Q1的栅极分别与电容C7的一端、放大器U1A的3号接口连接，电容C7的另一端接地。2.根据权利要求1所述的基于RFID的高校实验室管理系统，所述启动信号电路包括输出端口V2，二极管D2，电阻R2，MOS管Q2，所述启动信号电路中电阻R2的一端与高电平VCC连接，另一端分别与MOS管Q2的漏端、放大器U1A的2号接口连接，放大器U1A的2号接口与MOS管Q2的栅极连接，MOS管Q2的源端接地，放大器U1A的8号接口与高电平VCC连接，放大器U1A的4号接口接地，放大器U1A的1号接口与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与输出端口V2连接。3.根据权利要求1所述的基于RFID的高校实验室管理系统，所述电子标签读取电路包括输入端口V3、V4，二极管D3，电感L1、L2，电容C1、C2、C3、C6、C4、C5、C10、C11、C14、C12、C13，所述电子标签读取电路中输入端口V3与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与高电平VCC连接，输入端口V4与电感L2的一端连接，电感L2的另一端接地，电容C6的一端与高电平VC连接，另一端分别与电容C3的一端、电容C11的一端连接，电容C3的另一端与高电平VCC连接，电容C11的另一端接地，电容C1的一端与高电平VCC连接，另一端分别与电容C2的一端、电容C4的一端、电容C5的一端连接，电容C2的另一端与高电平VCC连接，电容C4的另一端与电容C12的一端连接，电容C5的另一端与电容C13的一端连接，电容C12的另一端分别与电容C13的另一端、二极管D3的正极、电容C14的一端、电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地，电容C14的另一端接地。4.根据权利要求1所述的基于RFID的高校实验室管理系统，所述电子标签读取电路包括输出端口V5、V6，二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄志刚，路素青，刘成波，王昂，赵鹏涛，赵东旸，焦燕灵，张涵，
申请(专利权)人：黄河科技学院，
类型：发明
国别省市：