一種基于有源rfid的失聯(lián)報(bào)警裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于有源RFID的失聯(lián)報(bào)警裝置。該方案由主機(jī)和子機(jī)兩部分構(gòu)成。其中,主機(jī)為閱讀器,由低功耗微控制器單元、無線射頻收發(fā)單元、輕觸按鍵、鋰電池管理電路組成。子機(jī)為有源RFID卡,由低功耗微控制器單元、無線射頻收發(fā)單元、高分貝報(bào)警單元和鋰電池管理電路構(gòu)成。本實(shí)用新型的主機(jī)和子機(jī)可分置于不同位置,主機(jī)通過無線射頻收發(fā)單元讀取子機(jī)的射頻ID號(hào)(RFID)來確定其是否失聯(lián)。一旦無法讀取或讀取超時(shí),則認(rèn)為主機(jī)、子機(jī)失聯(lián),并由子機(jī)啟動(dòng)報(bào)警。該方案采用有源RFID技術(shù),集成度高,具有作用距離遠(yuǎn)、ID號(hào)可定制、功耗低和性能穩(wěn)定等特點(diǎn),方便使用。
【專利說明】—種基于有源RFID的失聯(lián)報(bào)警裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低功耗無線射頻識(shí)別技術(shù),具體涉及一種基于有源RFID的失聯(lián)報(bào)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在生活中,人們帶孩子出門或攜帶貴重物品時(shí),最不希望走失或丟失事件的發(fā)生。無線失聯(lián)報(bào)警裝置可以幫助人們有效地避免孩子走失或物品丟失。此外,在短距離無線組網(wǎng)中,也需要確定無線節(jié)點(diǎn)之間的連通性,這時(shí),無線失聯(lián)報(bào)警裝置是一個(gè)有力的測試工具。常見的無線失聯(lián)報(bào)警裝置一般由閱讀器和無源卡構(gòu)成,盡管無源卡不需要額外供電,但作用距離很短(一般小于lm),極易造成誤報(bào)警;而且,在確定失聯(lián)的情況下,由于無源卡本身無法報(bào)警,因此在某些環(huán)境中(如噪音較大)將無法確定失聯(lián)一方的具體方位,從而導(dǎo)致失聯(lián)報(bào)警裝置失去實(shí)用價(jià)值。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種基于有源RFID的失聯(lián)報(bào)警裝置,既保證正常使用距離內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警,又具有較高的靈敏度,同時(shí)降低系統(tǒng)功耗,減輕使用者的充電負(fù)擔(dān)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:
[0005]本實(shí)用新型包含主機(jī)和子機(jī)兩部分,其中主機(jī)為閱讀器,子機(jī)為有源RFID(Rad1Frequency Identify)卡。所述主機(jī),即閱讀器包括低功耗微控制器單元、鋰電池管理電路、無線射頻收發(fā)單元、輕觸按鍵與指示單元。所述子機(jī),即有源RFID卡包括低功耗微控制器單元、無線射頻收發(fā)單元、高分貝報(bào)警單元、鋰電池管理電路。所述主機(jī)和子機(jī)分別通過無線射頻收發(fā)單元定時(shí)進(jìn)行信息交互;所述無線射頻收發(fā)單元采用2.4GHz載頻通信。
[0006]通過這種方式,可以將子機(jī),即有源RFID卡置于測試對(duì)象中或掛在孩子身上,通過主機(jī),即閱讀器讀取子機(jī)的RFID卡號(hào),若讀取成功,則表示子機(jī)沒有失聯(lián);若讀取子機(jī)的RFID卡號(hào)不成功,則再連續(xù)讀取兩次,在仍然不能成功讀取的情況下,則表示子機(jī)失聯(lián),此時(shí),子機(jī)啟動(dòng)高分貝報(bào)警單元進(jìn)行聲響報(bào)警。所述高分貝報(bào)警單元為壓電陶瓷蜂鳴器。由于子機(jī)為有源RFID卡,其卡號(hào)可進(jìn)行編程設(shè)置,具有唯一性,能有效地避免因卡號(hào)相近或相同而導(dǎo)致的錯(cuò)誤;此外,有源RFID卡與閱讀器之間的作用范圍較大,而且作用范圍可調(diào),能有效地消除無源卡作用距離近而導(dǎo)致的誤報(bào)警。
[0007]所述低功耗微控制器單元為STC15W200S系列單片機(jī),它僅有16個(gè)管腳,待機(jī)功耗低至微瓦,保證了鋰電池較長的續(xù)航能力,有效減輕使用者的充電負(fù)擔(dān)。
[0008]所述高分貝報(bào)警單元為壓電陶瓷蜂鳴器。這種蜂鳴器的聲響分貝值更高,且置于子機(jī),不僅可以提醒失聯(lián)狀態(tài),還有助于確定失聯(lián)子機(jī)的位置。
[0009]所述有源RFID卡,其卡號(hào)可定制、修改,保證了 RFID卡的唯一性。針對(duì)一個(gè)閱讀器,可以設(shè)置多個(gè)有源RFID卡,這樣既保證了安全性,又保證了方便性。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是,提高了集成度,降低了誤報(bào)警概率,提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]附圖1是本實(shí)用新型的主機(jī)功能結(jié)構(gòu)框圖;
[0012]附圖2是本實(shí)用新型的子機(jī)功能結(jié)構(gòu)框圖;
[0013]附圖3是本實(shí)用新型的子機(jī)電路原理圖;
【具體實(shí)施方式】
[0014]對(duì)照附圖1,本實(shí)用新型的主機(jī),即閱讀器,由低功耗微控制器單元、鋰電池管理電路、無線射頻收發(fā)單元、輕觸按鍵與指示單元構(gòu)成。鋰電池管理電路、無線射頻收發(fā)單元以及輕觸按鍵與指示單元分別通過特定的接口與低功耗微控制器單元連接。輕觸按鍵與指示單元包含兩個(gè)輕觸按鍵和兩個(gè)LED指示燈,兩個(gè)輕觸按鍵分別為設(shè)置鍵和確認(rèn)鍵,LED指示燈用于指示電池狀態(tài)、失聯(lián)閃爍報(bào)警。鋰電池管理電路一方面在于將鋰電池的電壓穩(wěn)定到3.3V,以便給低功耗微控制器單元供電;另一方面提供mini USB接口以方便使用者充電。無線射頻收發(fā)單元采用2.4GHz載頻通信,負(fù)責(zé)與子機(jī)進(jìn)行信息交互以確定是否失聯(lián),無線射頻收發(fā)單元與低功耗微控制器單元通過SPI接口和GP10接口連接。低功耗微控制器單元是核心部件,為兼顧低功耗特性和處理能力的需求,我們選用STC15W200S系列單片機(jī),它僅有16個(gè)引腳,其中14個(gè)為10接口,且內(nèi)部集成了可讀寫的FLASH存儲(chǔ)器,待機(jī)功耗僅為微瓦級(jí)。低功耗微控制器單元的功能分兩部分:一是處理無線射頻收發(fā)單元的數(shù)據(jù),包括接收無線射頻收發(fā)單元的數(shù)據(jù),并向無線射頻收發(fā)單元發(fā)送確認(rèn)或請求信息等;二是跟輕觸按鍵與指示單元進(jìn)行交互,若低功耗微控制器單元未能接收到無線射頻收發(fā)模塊的有效信息,則迅速發(fā)送請求信息,在一定時(shí)間內(nèi)仍不能收到子機(jī)回復(fù)的有效信息,則視為子機(jī)失聯(lián),此時(shí)通過輕觸按鍵與指示單元中LED指示燈進(jìn)行閃爍報(bào)警。另外,低功耗微控制器單元通過掃描輕觸按鍵來確定主機(jī)進(jìn)入休眠/正常工作狀態(tài)。
[0015]對(duì)照附圖2,本實(shí)用新型的子機(jī),即RFID卡,由低功耗微控制器單元、鋰電池管理電路、無線射頻收發(fā)單元、高分貝報(bào)警單元構(gòu)成。所述鋰電池管理電路、無線射頻收發(fā)單元以及高分貝報(bào)警單元分別通過特定的接口與低功耗微控制器單元連接。子機(jī)的具體電路如圖3所示,對(duì)照附圖3,子機(jī)的具體實(shí)施方案如下:U1、U2、J1及關(guān)聯(lián)器件構(gòu)成鋰電池管理電路,其中U1為標(biāo)準(zhǔn)mini USB接口,用于給子機(jī)充電,J1接口用于連接鋰電池,U2是超低壓差穩(wěn)壓芯片,它可以為子機(jī)的其他電路提供穩(wěn)定的3.3V電源,關(guān)聯(lián)器件D1的作用是防止鋰電池逆向放電,電容C1和C2是電源濾波電容。Ql、Q2、Tl、U3及關(guān)聯(lián)器件構(gòu)成高分貝報(bào)警單元,其中Q1和Q2是NPN型驅(qū)動(dòng)三極管,它們與R1、R2共同構(gòu)成報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路,U3是壓電陶瓷蜂鳴器,其蜂鳴音量瞬間可達(dá)70dB以上,T1是蜂鳴驅(qū)動(dòng)線圈,關(guān)聯(lián)器件L1和C3的作用是電源去耦。U4、U6和C4共同構(gòu)成低功耗微控制器單元,其中U6為在線編程接口,C4是電源濾波電容,用于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,U4為低功耗微控制器STC15W200S系列單片機(jī)。子機(jī)通過U5無線射頻收發(fā)模塊向主機(jī)發(fā)送包含唯一 RFID卡號(hào)的數(shù)據(jù)信息,主機(jī)接收后給子機(jī)發(fā)送確認(rèn)信息,U4控制器通過U5接收到確認(rèn)信息后則認(rèn)定未失聯(lián),此時(shí)U4進(jìn)入定時(shí)休眠狀態(tài)3秒鐘,而后U4喚醒,再次通過U5向主機(jī)發(fā)送包含RFID卡號(hào)的數(shù)據(jù)信息,若在隨后時(shí)間內(nèi)U4未能從U5中讀取到主機(jī)發(fā)來的確認(rèn)信息,則U4立即通過U5重復(fù)發(fā)送包含RFID卡號(hào)的數(shù)據(jù)信息,如果在接下來的時(shí)刻仍不能從U5中讀取到主機(jī)的確認(rèn)信息,則子機(jī)認(rèn)定與主機(jī)失聯(lián)。此時(shí),U4通過GP1 口發(fā)出驅(qū)動(dòng)脈沖到R1以驅(qū)動(dòng)高分貝報(bào)警單元,啟動(dòng)蜂鳴報(bào)警。
[0016]對(duì)照附圖3,所述U2為超低壓差穩(wěn)壓芯片HT7133.
[0017]實(shí)際應(yīng)用中,本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式,將低功耗微控制器改變成兼容型號(hào)、超低壓差穩(wěn)壓芯片替換為兼容型號(hào)或?qū)l、Q2驅(qū)動(dòng)三極管更換成PNP型等都是本實(shí)用新型的一種變型,均應(yīng)認(rèn)為屬本使用新型保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于有源RFID的失聯(lián)報(bào)警裝置,包括主機(jī)和子機(jī),其特征在于,所述主機(jī)為閱讀器,由低功耗微控制器單元、無線射頻收發(fā)單元、輕觸按鍵、鋰電池管理電路組成;所述子機(jī)為有源RFID卡,由低功耗微控制器單元、無線射頻收發(fā)單元、高分貝報(bào)警單元、鋰電池管理電路構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于有源RFID的失聯(lián)報(bào)警裝置,所述低功耗微控制器單元是STC15W200S系列單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于有源RFID的失聯(lián)報(bào)警裝置,所述高分貝報(bào)警單元為壓電陶瓷報(bào)警器。
【文檔編號(hào)】G08B21/00GK204143595SQ201420405656
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】宋軍, 王一雄, 簡奇敏 申請人:南京林業(yè)大學(xué)