专利名称：手持式rfid读写器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种射频识别设备，特别是一种电子标签读写器。
背景技术：
近年来，射频识别RFID标签在物流行业和资产管理应用的越来越广泛，集成 到RFID读写器上的功能越来越多，同时对RFID读写器的数据处理能力提出了高 要求，要求能够做到实时数据存储和无线数据传输交互。现有技术的RFID手持 机是利用一个不带RFID标签信息读取功能的个人数字助理PDA和一个RFID标 签信息读写器，通过一个特制的塑料外壳组装在一起，构成一个RFID手持机。 这样架构的RFID手持机在保密性、功能拓展性、环境适应能力以及使用寿命方 面都不能满足RFID行业应用的要求。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种手持式RFID读写器，要解决的技术问题是提高 手持RFID读写器的保密性、功能拓展性、环境适应能力以及移动性。
本实用新型采用以下技术方案 一种手持式RFID读写器，所述手持式RFID读 写器包括中央处理器，中央处理器分别与存储器、条码扫描电路模块、RFID读 写模块、电源电路模块、液晶背光驱动电路、显示屏、触摸屏控制器、键盘和 USB传输接收器连接。
本实用新型的中央处理器分别与蓝牙通讯模块、GPRS通讯模块、串口复用 模块、多媒体卡MMC和安全数码卡SD、立体声编解码器连接。 本实用新型的中央处理器采用PXA270处理器。本实用新型的存储器是64M闪存器和128M同步动态随机存取存储器。 本实用新型的条码扫描模块采用SE4400模块。 本实用新型的RFID读写模块采用XC2800标签读写模块。 本实用新型的电源电路模块包括充电电路单元和负载电源控制单元，充电电 路单元采用BQ2057，负载电源控制单元采用Si6475。
本实用新型的蓝牙模块为BC4模块，所述GPRS模块采用MC55模块。 本实用新型的串口复用模块采用XC2C32A。
本实用新型的显示屏采用彩色3.5吋的彩色液晶屏，触摸屏控制器采用 UCB1400，键盘为7X8矩阵，共53个按键。
本实用新型与现有技术相比，采用中央处理器分别与存储器、条码扫描电路 模块、RFID读写模块、电源电路模块、液晶背光驱动电路、显示屏、触摸屏控 制器、键盘和USB传输接收器连接的结构，增强了便携式RFID读写器的保密性、 功能拓展性、环境适应能力，功能强大，集个人数字助理PDA和RFID标签信息 读写器为一体，延长设备的实用寿命，使用方便，结构紧凑。
图l是本实用新型的电路框图。
图2是本实用新型实施例的电源电路模块图。
图3是本实用新型实施例的LCD显示驱动和接口电路图。
图4是本实用新型实施例的主从USB接口电路图。
图5是本实用新型实施例的音频解码编码电路和条码、蓝牙模块接口电路图。
图6是本实用新型实施例的GPRS模块电路和键盘背光灯电路图。
图7是本实用新型实施例的CPLD逻辑控制扩展电路和SD卡接口电路图。图8是本实用新型实施例的RFID读写电路的电源电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图l所示，本实 用新型的手持式RFID读写器，中央处理器作为主处理器，采用PXA270处理器， PXA270处理器和64M闪存器Flash和128M同步动态随机存取存储器SDRAM构 成最小系统，作为PDA部分的核心模块电路，PDA部分还包括与中央处理器连 接的蓝牙通讯模块、GPRS通讯模块、串口复用模块、多媒体卡MMC和安全数 码卡SD、条码扫描电路模块、电源电路模块、立体声编解码器、USB传输接收 器、液晶背光驱动电路、彩色显示屏、触摸屏控制器和键盘。中央处理器与RFID 读写模块连接。PDA的核心模块电路通过WindowsCE5.0操作平台运行程序，控 制GPRS通讯模块、蓝牙模块和条码识别模块、RFID读写模块。
蓝牙模块实现蓝牙连接和短距离数据传输功能，蓝牙模块为CSR公司的BC4 解决方案模块。GPRS模块实现GPRS实时的语音通讯和实时数据传输功能， GPRS模块为西门子MC55模块。串口复用模块采用PXA270的串口，分别分配给 蓝牙模块和条码识别模块进行时分复用，串口复用模块采用CPLD，型号是 XC2C32A。 SD实现采集数据实时存储。条码扫描电路模块，实现一维和二维的 条码识别功能，条码扫描模块是Symbol公司的SE4400方案模块。电源电路模块 的充电电路单元给锂电池充电，负载电源控制单元，负载控制各个模块和电路 的电源通断，电源电路模块的充电电路单元采用BQ2057，负载电源控制单元采 用Si6475。主USB和从USB端口，通过主USB端口可以和U盘设备进行数据交换， 通过从USB端口可以同个人电脑进行数据同步，与PC机、外部USB设备进行数 据交互。彩色显示屏采用3.5吋的TFT彩色液晶屏，触摸屏控制器采用集成四线 电阻触摸屏薄膜网络，触摸屏控制器采用UCB1400，键盘为7X8矩阵，设计了53个按键，实现了PC全功能键盘。RFID读写模块采用深圳市远望谷信息技术股份 有限公司的XC2800标签读写模块，实现RFID标签信息读写操作功能，RFID读 写模块和中央处理器通讯采用串口通讯方式。本实用新型运行Windows CE 5.0 操作系统，安装.net框架，可以运行.net语言，0++语言开发的1^10读写控制软 件，运行中英文手写输入法，通过触摸屏上点阵识别中文和英文的字符输入。
如图2所示，5V直流电源插入第二接口 J2，经过第六稳压二极管D6送入 到锂电池充电管理芯片U12BQ2057的第1脚，启动锂电池充电过程；U12通过 第8脚检测锂电池Battery的电压的状态，通过U12的第5脚拉低P沟道的 MOSFET管U10的栅极G电压，使U10导通，5V直流电源对锂电池进行充电； U12不断的通过第8脚检测锂电池电压的情况，控制U10的导通程度，从而控 制充电电流的大小；当锂电池充电到了门限电压4，2V以后，U12将第5脚输出 高电平到P沟道的MOSFET管U10的栅极G电压，使U10截止，结束充电过 程。5V直流电源插入以后，将P沟道的MOSFET管U10的栅极G拉高为高 电平，使P沟道的MOSFET管U11截止，切断锂电池和后级负载的联系，同时 外部5V直流电源通过第四稳压二极管D4为后级负载供电。低压差稳压器U6 TPS79633将BAT—VCC转换成为稳定的3.3V电源VDD，供给整个的数字电路； P沟道的MOSFET管U5在第一三极管Ql的控制下实现导通和截止，为GPRS 电路提供工作电源GPRS—VCC; P沟道的MOSFET管U4在第二三极管Q2的 控制下实现导通和截止，为蓝牙电路提供工作电源VCC—EXT;升压器U8是一 个输出电压可调的升压器TPS61032，将BAT—VCC电源提升到稳定的5V输出， 给外部的USB接口供电；P沟道的MOSFET管U9在第三三极管Q3的控制下 实现导通和截止，为RFID读写器电路提供工作电源RW一VCC;中央处理器电 源通过R16给中央处理器供电。如图3所示，中央处理器PXA270将行扫描信号和场扫描信号、红基色信 号、绿基色信号、蓝基色信号整形放大送往与彩色显示屏连接的第八接口 J8相 对应的节点，其中LCD—nRESET节点信号是LCD的复位信号，LCD_HSYNC 节点信号是LCD的行扫描信号同步信号，LCD一VSYNC节点信号是LCD的场 扫描同步信号，LCDJ^LK节点信号是LCD数据传输的时钟信号，LCD一SCL和 LCD_SI是LCD初始化的I2C数据总线，LCD一CS节点信号是LCD的片选信 号。LCD背光驱动电路U28采用MP1521, 其BL—PWR—EN节点是背光控制 使能信号，BL—PWR一EN信号高电平有效，LCD一BL一CTRL信号是背光亮度调 节信号。LCD显示屏的电源供电芯片U25采用SE5509,将锂电池电压转换成为 稳定的3.3V提供给彩色显示屏。LCD显示屏的电源受LCD—VDD_EN节点的控 制；TSXP禾PTSXM、 TSYP和TSYM是四线电阻式触摸屏的四个接线，TSXP 和TSXM是X轴上的连线，TSYP和TSYM是Y轴上的连线。
如图4所示，第十接口 J10是主USB接口 ，第^^一接口 Jl 1是从USB接口 。 Jll连接的USBC_N节点和USBC—P节点是USB中的数据传输差分线，连接到 中央处理器。当外部PC机的USB端口连接到Jll， L—DD17被拉为高电平， 产生USB设备插入中断，完成USB设备枚举通讯过程。J10连接的USBH一N 节点和USBH_P节点是主USB中的数据传输差分线，链接到中央处理器 PXA270，在平时状态，USBH一PEN被置为高电平，电源分配开关U29将USB一5V 变为稳定的5V从第7脚输出到J10的第一脚，当外部USB设备通过USB连接 线连接到J10，从J10的1脚得到5V电源工作，通过USBH一N和USBH—P及中 央处理器完成USB设备枚举通讯过程，建立USB连接。当JIO端口相连的USB 设备工作电流超过500mA时候，U29的USBH—PWR节点产生高电平，通知中 央处理器将USBH—PEN置为低电平，关闭外部设备的工作电源。U29采用TPS2042AD。
如图5所示，立体声编解码器的音频编解码功能的实现和触摸屏触点的识 另!J，通过触摸屏控制器U20UCB1400实现的。UCB1400和中央处理器的通讯连 接采用I2S接口 ， AC97—nARST、 AC97—ASYNC、 AC97—ASDIN、 AC97—ASDOUT、 AC97—ABITCLK是I2S总线的相关节点。UCB1400的10脚是帧数据同步信号， 8脚是UCB1400接收数据的输入引脚，5脚是UCB1400数据的输出引脚，6脚 是数据传输的时钟信号。UCB1400向中央处理器主动传输数据时候，通过 UCB1400的29脚输出高电平向中央处理器发出中断请求。UCB1400分离出左 右声道的数字音频流送到UCB1400内部的DA转换电路，将左右声道的数字音 频流转换成为模拟电平信号、放大之后从UCB1400的第35、 36引脚输出驱动 立体声耳机，同时将右声道的声音送入音频功率放大器U21 TPA2005，将声音 进一步放大以此驱动外接的扬声器。UCB1400的23脚和24脚是麦克风的输入 端口。 UCB1400中的触摸屏控制器通过TSXM、 TSYM、 TSYP、 TSXP四个节 点与液晶显示屏上的触摸屏相连，触摸屏控制器将X轴上的节点TSXM、 TSXP 置为高电平，Y轴上的节点TSYM、 TSYP置为低电平，当触摸屏上有触点动作 时候，X轴上节点电压被拉为低电平；根据模数转换器的不同结果识别出触摸 点的物理坐标。中央处理器将UCB1400的IO9设置为输出引脚，控制图6中的 GPRS模块上的音频功率放大器U19 TPA2005的使能引脚第1脚，108设置为输 入，检测GPRS电路的工作状态，107设置为输出，控制图6中GPRS电路模块 内部电源的开关，106设置为输出，控制GPRS电路模块内部射频电路的开关。 105设置为输入，检测Sim卡是否插入；104设置为输出，控制与UCB1400相 连的音频功率放大器的开关；UCB1400内部的AD转换器ADO连接到图2中的 ADO节点，用于检测是否有外部火牛(电源变压器)插入，有外部火牛插入的时候，ADO节点电平等于5V，无外部火牛插入的时候，ADO节点等于0V。 UCB1400内部的AD转换器AD1连接到图2中的AD1节点，AD2连接到图2 中的AD2节点，AD1和AD2用于检测锂电池充电过程中的电流大小。UCB1400 内部的AD转换器AD3用于检测锂电池的电压值，当CIF—LV为髙电平的时候， 第二三极管Q2导通，场效应管U4导通，电压VDD输入到VCC一EXT节点。 CTS和RTS连接在一起，蓝牙模块的串口发送请求则立即满足。BT—RESET为 蓝牙模块的复位信号；BT—RXD和BT—TXD节点与中央处理器PXA270相连。 BT—MODE—CTRL 、 EXT—BT—LINK 、 BT—SLEEP—CTRL 、 EXT_BAR—TXD 、 EXT—BAR—RXD 、 BAR—WAKE 、 BAR—TRIG节点连接至(J CPLD上； EXT_BAR—TXD是条码模块向外送出的条码数据线，此数据通过CPLD分配到 FF—RXD线上；EXT—BAR—RXD是条码模块接收外部命令数据的数据线，此数 据通过CPLD分配到FF一TXD线上；条码模块的电源的通断，中央处理器通过 CIF—CLK来控制。
如图6所示，GPI0115为低电平的时候，发光二极管LED1亮，为蓝牙模 块工作状态提供信号指示灯；GPI033为低电平的时候，发光二极管LED4亮， 为无线保真Wi-Fi模块工作状态提供信号指示灯；GPI021为低电平的时候，发 光二极管LED7亮，为GPRS模块工作状态提供信号指示灯；GPIO20为低电平 的时候，发光二极管LED10亮，为的工作状态提供信号指示灯；GPI026为高 电平时候，NPN三极管Q4导通，键盘的背光LED2、 5、 8、 11灯亮，为键盘提 供照明指示灯；GPIOl为本实用新型开关机按键检测按键，中央处理器检测到 GPIOl被按下时候，可以在工作状态和休眠状态之间进行切换。GPRS模块采用 了西门子MC55 GSM网络模块。GPRS模块集成了 GPRS的基带处理器和GPRS 射频电路，对外的通讯端口采用串口； GPRS模块的通讯端口为15、 17脚，15脚接入到图7中的EXT—GPRS_TXD节点，17脚接入到图7中的 EXT—GPRS—RXD节点。GPRS模块的和中央处理器的通讯是通过图7中的可编 程逻辑器件CPLD的协调来完成的。GPRS模块通过串口接收到中央处理器工作 命令，完成GSM网络连接，Sim卡检测注册和GSM网络信号强度检测之后， 将相关状态信息通过串口反馈给中央处理器。GPRS模块连接上GSM网络和 其他通讯设备进行语音通讯的时候，麦克风Mic将人声转换成为模拟语音信号 输入到GPRS模块的45、 46脚，通过射频发射电路送入GSM网络；同时GPRS 模块内部的射频接收电路将GSM网络中的射频信号解调，基带将语音信号解压 縮运算还原出数字语音信号之后，将数字语音信号转换成为模拟语音信号，通 过GPRS模块的49脚和50脚输出送入到GPRS模块语音功率放大器U19 TPA2005放大，推动外部扬声器发声。
如图7所示，数字集成电路Ul通过CIF一FV、FF一DSR、FF一DTR、BB_OBCLK、 nCS2、 nCSl和中央处理器PXA270相连。Ul通过程序编程可以实现CIF一FV、 FF—DSR、 FF—DTR、 BB—OBCLK、 nCS2、 nCSl节点信号的逻辑组合、输入输 出方向控制；EXT_GPRS_TXD、 EXT_GPRS_RXD节点和图6中相对应节点相 连；EXT—BAR—TXD、 EXT—BAR—RXD和图5中条码模块通讯接口相对应的节 点相连。条码模块和GPRS模块通过Ul复用中央处理器PXA270的一个串口 ， Ul中的FF—RXD、和FF一TXD节点是和中央处理器PXA270的串口收发节点相 连。MMC—CMD、 MMCJXK、 MMC—DO，MMC—D1，MMC—D2，MMC—D3连接到 中央处理器PXA270。中央处理器和SD卡内部的微处理器通过MMC—CMD节 点交互控制命令和反馈命令;控制命令和数据传输的同步是通过CLK进行同步； Window CE操作系统内部已经包含了 SDIO接口驱动和FAT16文件系统的驱 动，所以能够直接对SD卡进行读写操作；当外部Micro SD卡出入SD卡插槽以后，GPI045节点变为低电平，引发中央处理器PXA270的一个中断；GPI045 变为高电平的时候，表示Micro SD卡已经被拔出。
如图8所示，RW—VCC通过低压差线性稳压器U32形成稳定的3.3V电压 RF一VCC供给RPID的射频功放电路；RW—VCC通过低压差线性稳压器U33形 成稳定的3.3V电压3.3V一LOW和RF—供给RFID的射频调制解调电路； RF3.3V—LOW通过电感滤波以后，送入负压形成芯片U34，形成一个3.3V的负 压RF—-3.3V—REC，作为射频差分放大器的负极性电源；RW一VCC通过含有两 路低压差线性稳压处理电路的芯片U31，一组输出稳定的3.3V电压3.3V—MCU, 供给基带处理器和FPGA逻辑门阵列的GPIO接口电源， 一组输出稳定的2.5V 电压2.5V，供给FPGA逻辑门阵列的内核。
本实用新型提供了可视的、友好的信息交互界面，提供了多种无线数据通 讯方式和有线通讯方式，读取到的标签信息可以通过蓝牙或GPRS数据传输模 块传输出去，也可以通过SD卡进行实时存储。
权利要求1.一种手持式RFID读写器，其特征在于所述手持式RFID读写器包括中央处理器，中央处理器分别与存储器、条码扫描电路模块、RFID读写模块、电源电路模块、液晶背光驱动电路、显示屏、触摸屏控制器、键盘和USB传输接收器连接。
2. 根据权利要求1所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述中央处理器分 别与蓝牙通讯模块、GPRS通讯模块、串口复用模块、多媒体卡MMC和安全 数码卡SD、立体声编解码器连接。
3. 根据权利要求2所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述中央处理器采 用PXA270处理器。
4. 根据权利要求3所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述存储器是64M 闪存器和128M同步动态随机存取存储器。
5. 根据权利要求4所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述条码扫描模块 采用SE4400模块。
6. 根据权利要求5所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述RFID读写模 块采用XC2800标签读写模块。
7. 根据权利要求6所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述电源电路模块 包括充电电路单元和负载电源控制单元，充电电路单元釆用BQ2057，负载电 源控制单元采用Si6475。
8. 根据权利要求7所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述蓝牙模块为 BC4模块，所述GPRS模块采用MC55模块。
9. 根据权利要求8所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述串口复用模块采用XC2C32A。
10.根据权利要求9所述的手持式RFID读写器，其特征在于所述显示屏采用彩 色3.5吋的彩色液晶屏，触摸屏控制器采用UCB1400，键盘为7X8矩阵，共 53个按键。
专利摘要本实用新型公开了一种手持式RFID读写器，要解决的技术问题是提高手持RFID读写器的保密性、功能拓展性、环境适应能力以及移动性。本实用新型的手持式RFID读写器包括中央处理器，中央处理器分别与存储器、条码扫描电路模块、RFID读写模块、电源电路模块、液晶背光驱动电路、显示屏、触摸屏控制器、键盘和USB传输接收器连接。本实用新型与现有技术相比，采用中央处理器分别与存储器、条码扫描电路模块、RFID读写模块、电源电路模块、液晶背光驱动电路、显示屏、触摸屏控制器、键盘和USB传输接收器连接的结构，增强了便携式RFID读写器的保密性，使用方便，结构紧凑。
文档编号G06K7/00GK201319189SQ200820235178
公开日2009年9月30日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者林丕成, 罗雄剑, 黄志宏 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司