CN109558763A - 基于Indy R2000芯片四通道RFID读卡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，所述装置包括：主控制芯片、Indy R2000模块、通信接口电路模块、网络通信模块、数据存储模块、电源电路模块和天线模块，所述主控制芯片通过串行外设接口和集成电路总线连接通信接口电路模块，所述主控制芯片通过通信接口电路模块连接Indy R2000模块，所述主控制芯片通过串行外设接口连接数据存储模块，所述主控制芯片通过串行外设接口连接网络通信模块，所述主控制芯片与电源电路模块相连，所述Indy R2000模块和所述天线模块相连。本产品采用双CPU设计，实现一款读取距离远、满足多协议和多标签快速识别的适合各种行业使用。
Description
技术领域
本发明涉及读卡装置领域，尤其涉及一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置。
背景技术
RFID(无线射频识别)是近年来迅速发展的一种快速识别技术，通过对被识别物体的无接触识别获取资料信息，与传统条形码技术相比，具有数据容量大、无接触识别、保存时间长、耐污适应恶劣环境等特点，被广泛应用于各种行业。
其中，工作在860～960MHz的超高频RFID系统具有通信距离远、数据存储量大、读写速度快、防冲突能力强、标签成本低廉等一系列独特优点。
IMPINJ公司的Indy R2000芯片，是一款集成度高、功耗低的超高频RFID读写芯片。采用载波消除技术，准确性更好、范围更广；增加了协议的可配置性和高级无线电接入功能；相位噪声更低，更符合全球监管标准；相干的IQ解调提供较低RSSI变化、载波相位以及最佳接收灵敏度；支持多通道天线轮询。
由于Indy R2000芯片的集成度很高，市场上很多基于Indy R2000芯片的RFID读卡装置采用单主控芯片的设计，一个主控芯片既要控制Indy R2000芯片读写RFID标签，又要通过网络接口实现与控制系统的通信。Indy R2000芯片需要通过SSP和控制芯片通信，IndyR2000芯片底层寄存器的数量十分庞大，对于Indy R2000芯片来说，实现一项配置功能例如：开关天线、设置功率等都需要对于几十个寄存器按照规定的时序要求依次读写完成。单主控芯片的方案基本都是单通道的，很难实现多通道天线的快速轮询，标签识别速度有限。
发明内容
本发明提供了一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，本发明充分利用Indy R2000芯片支持多通到天线轮询技术特点，采用双CPU设计，实现一款读取距离远、满足多协议和多标签快速识别的适合各种行业使用的四通道RFID读卡装置，详见下文描述：
一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，所述装置包括：主控制芯片、Indy R2000模块、通信接口电路模块、网络通信模块、数据存储模块、电源电路模块和天线模块，
所述主控制芯片通过串行外设接口和集成电路总线连接通信接口电路模块，所述主控制芯片通过通信接口电路模块连接Indy R2000模块，所述主控制芯片通过串行外设接口连接数据存储模块，所述主控制芯片通过串行外设接口连接网络通信模块，所述主控制芯片与电源电路模块相连，所述Indy R2000模块和所述天线模块相连。
其中，所述网络通信模块为：
有线网络通信模块；或无线wifi网络通信模块；或有线和无线网络控制模块。
进一步地，所述Indy R2000模块包括：接口电路模块、副控制芯片、Indy R2000芯片、天线接口电路模块；
所述副控制芯片通过集成电路总线与Indy R2000芯片连接，所述副控制芯片通过集成电路总线和所述天线接口电路模块连接，所述Indy R2000芯片与所述天线接口电路模块相连。
其中，所述电源电路模块包括：电阻，
所述电阻的一端连接5V电源、电阻的另一端分别与二极管的阴极、第一电容的一端、第二电容的一端以及变压芯片的输入端相连；
变压芯片输出端分别与第三电解电容的正极端、第四电容的一端以及第五电容的一端相连；
二极管的阳极、第一电容的另一端、第二电容的另一端、变压芯片的接地端、第三电解电容的负极端、第四电容另一端以及第五电容另一端均接地；变压芯片输出3.3V电压。
进一步地，所述主控制芯片的型号为AT91SAM7X256。
具体实现时，所述副控制芯片的型号为AT91SAM7S256。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
1、基于Indy R2000芯片，采用双CPU(主控制芯片和副控制芯片)设计实现了一款读卡距离远、识别速度高、功耗低、安装部署方便的四通道RFID读卡装置；
2、该读卡装置的读卡距离达到10米，识别速度是普通单通道读卡器的3～4倍，能够更好地适应各种行业对于大量数据的快速采集识别。
附图说明
图1为一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置的结构示意图；
图2为发射通道的逻辑框图；
该发射通道由Indy R2000芯片、天线接口电路模块组成。
图3为电源电路模块电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，包括：主控制芯片、Indy R2000模块、通信接口电路模块、网络通信模块、数据存储模块、电源电路模块和天线模块。
其中，主控制芯片通过串行外设接口和集成电路总线连接通信接口电路模块，主控制芯片通过通信接口电路模块连接Indy R2000模块，主控制芯片通过串行外设接口连接数据存储模块，主控制芯片通过串行外设接口连接网络通信模块，主控制芯片与电源电路模块相连，Indy R2000模块和天线模块相连。
其中，该主控芯片[1]用于监控系统运行状态、与副控制芯片通信以及数据存储传输功能。
该网络通信模块包括：有线网络通信模块、无线wifi网络通信模块以及有线/无线网络控制模块。
其中，Indy R2000模块包括：接口电路模块、副控制芯片、Indy R2000芯片、天线接口电路模块。
该副控制芯片通过集成电路总线与Indy R2000芯片连接，副控制芯片通过集成电路总线和天线接口电路模块连接，Indy R2000芯片与天线接口电路模块相连。
其中，副控制芯片[2]用于控制Indy R2000芯片对四通道天线的轮询，每通道天线最短轮询时间约25毫秒。
其中，参见图2，天线接口电路模块包括：差分转换器、功率放大器、功率控制器、耦合器、载波消除、功率检测模块，实现发射功率的有效放大。
实施例2
下面结合图1-图3对实施例1中的方案进行进一步地介绍，详见下文描述：
将Indy R2000芯片设计为一个独立的模块，采用AT91SAM7S256副控制器芯片与Indy R2000芯片协同工作，负责RFID通信的参数配置，天线轮询设置，协议组织；主控制芯片的型号为AT91SAM7X256，主控制芯片负责发出读写命令、接收读写结果，并通过网络通信模块给系统平台传输读到的数据。两个CPU通过接口电路模块通信，各负其责。
为了进一步保证基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置的工作效果，提高四通道RFID读卡装置的工作稳定性，本发明还对四通道RFID读卡装置的供电电路进行了改进。如图3所示，该电源电路模块包括：
电阻R4、二极管D1、第一电容C7、第二电容C8、变压芯片U3、第三电容C9(为电解电容)、第四电容C10、第五电容C11。电阻R4的一端连接5V电源、电阻R4的另一端分别与二极管D1的阴极、第一电容C7的一端、第二电容C8的一端以及变压芯片U3的输入端相连；变压芯片U3输出端分别与第三电解电容C9的正极端、第四电容C10的一端以及第五电容C11的一端相连；
二极管D1的阳极、第一电容C7的另一端、第二电容C8的另一端、变压芯片U3的接地端、第三电解电容C9的负极端、第四电容C10另一端以及第五电容C11另一端均接地；变压芯片U3输出3.3V电压。
参考文献
[1]吕少中、赵国志、张丽杰，基于AT91SAM7X256的智能分站控制系统，微计算机信息，2008年第24卷第4-1期，1008-0570(2008)04-1-0091-02
[2]张兴亮，超高频RFID读写器研究与设计，大连海事大学，2009硕士论文，TP391.44
本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，其特征在于，所述装置包括：主控制芯片、Indy R2000模块、通信接口电路模块、网络通信模块、数据存储模块、电源电路模块和天线模块，
所述主控制芯片通过串行外设接口和集成电路总线连接通信接口电路模块，所述主控制芯片通过通信接口电路模块连接Indy R2000模块，所述主控制芯片通过串行外设接口连接数据存储模块，所述主控制芯片通过串行外设接口连接网络通信模块，所述主控制芯片与电源电路模块相连，所述Indy R2000模块和所述天线模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，其特征在于，所述网络通信模块为：
有线网络通信模块；或无线wifi网络通信模块；或有线和无线网络控制模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，其特征在于，所述Indy R2000模块包括：接口电路模块、副控制芯片、Indy R2000芯片、天线接口电路模块；
所述副控制芯片通过集成电路总线与Indy R2000芯片连接，所述副控制芯片通过集成电路总线和所述天线接口电路模块连接，所述Indy R2000芯片与所述天线接口电路模块相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，其特征在于，所述电源电路模块包括：电阻，
所述电阻的一端连接5V电源、电阻的另一端分别与二极管的阴极、第一电容的一端、第二电容的一端以及变压芯片的输入端相连；
变压芯片输出端分别与第三电解电容的正极端、第四电容的一端以及第五电容的一端相连；
二极管的阳极、第一电容的另一端、第二电容的另一端、变压芯片的接地端、第三电解电容的负极端、第四电容另一端以及第五电容另一端均接地；变压芯片输出3.3V电压。
5.根据权利要求1所述的一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，其特征在于，所述主控制芯片的型号为AT91SAM7X256。
6.根据权利要求3所述的一种基于Indy R2000芯片的四通道RFID读卡装置，其特征在于，所述副控制芯片的型号为AT91SAM7S256。
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