Rfid读卡装置及读卡方法
【专利摘要】本发明提供一种RFID读卡装置及读卡方法，在射频读卡芯片与读头之间串入一个或多个RF切换开关，通过控制单元MCU周期性控制至少一个RF切换开关轮询切换各个读头与射频读卡芯片的接通和断开，使射频读卡芯片与多个读头在一个周期内分别连通，使各个读头分时工作，既可避免在控制处理模块产生碰撞问题，又可保证读头的有效功率不被降低，从而获得更大读取范围和更好的读取效果。本发明结构简单、成本低廉、性能可靠。
【专利说明】
RF ID读卡装置及读卡方法
技术领域
[0001]本发明属于射频识别技术领域，涉及是一种RFID读卡装置及读卡方法。
【背景技术】
[0002]射频识别(Rad1Frequency Identificat1n,RFID)是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。通常RFID系统由IC卡/电子标签、读写器和中间件三部分构成。读写器作为连接后端中间件及应用系统与前端IC卡/电子标签之间的主要通道，起到了举足轻重的作用。读写器一般又可分为三个模块:无线模块、射频通道模块、控制处理模块。其中射频通道模块和控制处理模块直接集成在读写器中。部分种类的读写器与天线集成，一个读写器驱动一个天线。然而，一个天线的覆盖范围是有限的，而且在障碍物较多，环境复杂的情况下，其作用距离将进一步缩短，不利于对大量IC卡/电子标签的快速读取。因此对于绝大部分高频及超高频RFID系统来说，无线模块一般通过同轴电缆与读写器的射频通道模块相连。目前常见的读卡器是一个读写器驱动一个天线，要实现多点读取IC卡/电子标签信息时需要多个读写器和读头接入，构造复杂成本高。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种RFID读卡装置，通过RF切换开关，巧妙的实现单MCU、单射频读卡芯片实现多RFID收发天线，同时多点位读取，节省了成本。
[0004]本发明提供的RFID读卡装置，包括控制单元MCU、射频读卡芯片、RF切换开关、多个读头;所述控制单元MCU分别与射频读卡芯片、RF切换开关连接;所述RF切换开关分别连接各读头;所述射频读卡芯片与所述RF切换开关连接;所述控制单元MCU通过RF切换开关周期性控制所述射频读卡芯片与各读头之间的连通与断开。本发明采用单控制单元MCU、单射频读卡芯片实现多读头控制，可同时多点位读取数据，结构简单、性能可靠、成本低廉，通过分时复用的方式，控制RF切换开关分时切换扫描，既保证用户的使用体验，又保证时间片轮询到该天线时，至少完成一次读写，从而获得更大的读取范围和更好的读取效果。
[0005]优选地，可增设多个RF切换开关，多个读头被分成若干组，各组读头与RF切换开关对应连接，实现单MCU、单射频读卡芯片对多RF切换开关、多读头的控制。
[0006]优选地，所述控制单元M⑶与射频读卡芯片通过SPI总线连接。
[0007]本发明还包括上位机通讯接口，该上位机通讯接口与所述控制单元MCU连接，用于连接上位机。
[0008]本发明还包括多个读头接口，所述读头接口与所述RF切换开关连接，所述读头与读头接口一一对应连接，通过设置读头接口便于插接读头。
[0009]本发明还提供一种RFID读卡方法，控制单元MCU周期性轮询各读头:控制单元MCU控制RF切换开关，通过RF切换开关控制各读头依次与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过相应读头读取数据并将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则RF切换开关切断当前读头与射频读卡芯片的通讯，将下一读头与射频读卡芯片连通，直至所有读头都与射频读卡芯片完成通讯，进入下一周期。
[00?0]本发明还提供一种RFID读卡方法，控制单元MCU周期性轮询各读头:控制单元MCU控制多个RF切换开关，各RF切换开关分别控制读头依次与射频读卡芯片通讯;控制单元MCU依次控制各RF切换开关，如果当前RF切换开关控制下的当前数据通道有数据，则通过相应读头读取数据并将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则RF切换开关切断当前读头与射频读卡芯片的通讯，将下一读头与射频读卡芯片连通，直至所有读头都与射频读卡芯片完成通讯，当所有RF切换开关控制下的读头都与射频读卡芯片完成通讯后，进入下一周期。
[OO11 ]本发明还提供一种RFID读卡方法，控制单元MCU周期性轮询各读头:控制单元MCU交替控制各RF切换开关，各RF切换开关分别控制读头依次与射频读卡芯片通讯，如果当前RF切换开关控制下的当前数据通道有数据，则通过相应读头读取数据并将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则控制单元M⑶控制下一 RF切换开关，直至控制单元MCU交替控制全部RF切换开关后，控制单元MCU控制最早控制的RF切换开关，依此类推，直至各RF切换开关控制下的读头都与射频读卡芯片完成通讯后，进入下一周期。
[0012]本发明采用单控制单元MCU、单射频读卡芯片实现多读头控制，可同时多点位读取数据，通过分时复用的方式，控制RF切换开关分时切换扫描，既保证用户的使用体验，又保证时间片轮询到该天线时，至少完成一次读写，从而获得更大的读取范围和更好的读取效果O
[0013]优选地，所述控制单元M⑶与射频读卡芯片通过SPI总线通讯。
[0014]本发明结构简单、性能可靠、成本低廉、可以读取多点位信息的读写器设备，通过分时复用的方式，MCU控制RF切换开关分时切换扫描，既保证用户的使用体验(分时的扫描速度要足够快)，又保证时间片轮询到该天线时，至少完成一次读写，从而获得更大的读取范围和更好的读取效果。本发明通过RF切换开关，巧妙的实现单MCU+单射频读卡芯片实现多RFID收发天线，同时多点位读取，节省了成本，为客户和公司创造了巨大经济价值。本发明一个MCU控制多个读头，所有数据都到该MCU，解决了现有技术多个MCU数据上传，汇集的问题。
【附图说明】
[00?5]图1为实施例一结构框图；
[0016]图2为实施例二结构框图；
[0017]图3为轮询读取数据流程图。
【具体实施方式】
[0018]实施例一
[0019]如图1、3所示，RFID读卡装置包括控制单元MCU、射频读卡芯片、RF切换开关、三个读头(读头一至三)；控制单元MCU分别与射频读卡芯片、RF切换开关连接，其中，控制单元MCU与射频读卡芯片通过SPI总线连接;RF切换开关分别连接读头一、读头二、读头三;射频读卡芯片与RF切换开关连接;控制单元MCU通过RF切换开关周期性控制所述射频读卡芯片与各读头(读头一至三)之间的连通与断开。RFID读卡装置还包括上位机通讯接口(图中未示出)，该上位机通讯接口与控制单元M⑶连接，用于连接上位机。RFID读卡装置还包括三个读头接口(图中未示出)，三个读头接口分别与RF切换开关连接，三个读头接口与三个读头对应连接，即一个读头与其中一个读头接口连接。
[0020]控制单元M⑶周期性轮询各读头，即在一个周期内:控制单元M⑶控制RF切换开关，通过RF切换开关控制三个读头依次与射频读卡芯片通讯，RF切换开关首先控制读头一与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过读头一获取射频卡ID卡号并读取数据，将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则RF切换开关切断读头一与射频读卡芯片的通讯，将读头二与射频读卡芯片连通，如果此数据通道没有数据，则RF切换开关切断读头二与射频读卡芯片的通讯，将读头三与射频读卡芯片连通，如果此时数据通道没有数据，则进入下一周期，即RF切换开关控制读头一与射频读卡芯片通讯。
[0021]实施例二
[0022]如图2、3所示，RFID读卡装置包括控制单元MCU、射频读卡芯片、RF切换开关一、RF切换开关二、六个读头(读头一至六)；控制单元MCU分别与射频读卡芯片、RF切换开关一、RF切换开关二连接，其中，控制单元MCU与射频读卡芯片通过SPI总线连接;RF切换开关一分别连接读头一、读头二、读头三，RF切换开关二分别连接读头四、读头五、读头六;射频读卡芯片与RF切换开关一、RF切换开关二连接;控制单元M⑶通过RF切换开关一、RF切换开关二周期性控制所述射频读卡芯片与各读头(读头一至六)之间的连通与断开。RFID读卡装置还包括上位机通讯接口(图中未示出)，该上位机通讯接口与控制单元MCU连接，用于连接上位机。RFID读卡装置还包括六个读头接口(图中未示出)，其中三个读头接口与RF切换开关一连接，该三个读头接口与读头一、二、三对应连接，即一个读头与其中一个读头接口连接;另三个读头接口与RF切换开关二连接，该三个读头接口与读头四、五、六对应连接，即一个读头与其中一个读头接口连接。
[0023]控制单元MCU周期性轮询各读头，即在一个周期内:控制单元MCU控制RF切换开关一、二，通过RF切换开关一、二控制六个读头依次与射频读卡芯片通讯。控制单元M⑶首先控制RF切换开关一，RF切换开关一首先控制读头一与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过读头一获取射频卡ID卡号并读取数据，将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则RF切换开关切断读头一与射频读卡芯片的通讯，将读头二与射频读卡芯片连通，如果此数据通道没有数据，则RF切换开关切断读头二与射频读卡芯片的通讯，将读头三与射频读卡芯片连通，如果此时数据通道没有数据，则控制单元控制RF切换开关二，RF切换开关二首先控制读头四与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过读头四获取射频卡ID卡号并读取数据，将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则RF切换开关切断读头四与射频读卡芯片的通讯，将读头五与射频读卡芯片连通，如果此数据通道没有数据，则RF切换开关切断读头五与射频读卡芯片的通讯，将读头六与射频读卡芯片连通，如果此时数据通道没有数据，则进入下一周期，即控制单元MCU控制RF切换开关一，由RF切换开关一控制读头一与射频读卡芯片通讯。
[0024]对于多RF切换开关的情况，还有一个读卡方法，控制单元MCU周期性轮询各读头，即在一个周期内:控制单元MCU控制RF切换开关一、二，通过RF切换开关一、二控制六个读头依次与射频读卡芯片通讯。控制单元MCU首先控制RF切换开关一，RF切换开关一首先控制读头一与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过读头一获取射频卡ID卡号并读取数据，将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则控制单元MCU转为控制RF切换开关二，RF切换开关二首先控制读头四与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过读头四获取射频卡ID卡号并读取数据，将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则控制单元MCU转为控制RF切换开关一，RF切换开关一控制读头二与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过读头二获取射频卡ID卡号并读取数据，将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则控制单元MCU转为控制RF切换开关二，RF切换开关二控制读头五与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过读头五获取射频卡ID卡号并读取数据，将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则控制单元MCU转为控制RF切换开关一。依此类推，直至RF切换开关一、RF切换开关二控制下的全部读头都与射频读卡芯片完成一次通讯，然后进入下一周期，控制单元MCU控制RF切换开关一。
【主权项】
1.一种RFID读卡装置，其特征在于:包括控制单元MCU、射频读卡芯片、RF切换开关、多个读头;所述控制单元MCU分别与射频读卡芯片、RF切换开关连接;所述RF切换开关分别连接各读头;所述射频读卡芯片与所述RF切换开关连接;所述控制单元MCU通过RF切换开关周期性控制所述射频读卡芯片与各读头之间的连通与断开。2.如权利要求1所述的RFID读卡装置，其特征在于:所述RF切换开关有若干个，多个读头被分成若干组，各组读头与RF切换开关对应连接。3.如权利要求1或2所述的RFID读卡装置，其特征在于:所述控制单元MCU与射频读卡芯片通过SPI总线连接。4.如权利要求1或2所述的RFID读卡装置，其特征在于:还包括上位机通讯接口，该上位机通讯接口与所述控制单元MCU连接，用于连接上位机。5.如权利要求1或2所述的RFID读卡装置，其特征在于:还包括多个读头接口，所述读头接口与所述RF切换开关连接，所述读头与读头接口 一一对应连接。6.一种RFID读卡方法，其特征在于，控制单元MCU周期性轮询各读头:控制单元MCU控制RF切换开关，通过RF切换开关控制各读头依次与射频读卡芯片通讯，如果当前数据通道有数据，则通过相应读头读取数据并将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则RF切换开关切断当前读头与射频读卡芯片的通讯，将下一读头与射频读卡芯片连通，直至所有读头都与射频读卡芯片完成通讯，进入下一周期。7.一种RFID读卡方法，其特征在于，控制单元MCU周期性轮询各读头:控制单元M⑶依次控制各RF切换开关，各RF切换开关分别控制读头依次与射频读卡芯片通讯，如果当前RF切换开关控制下的当前数据通道有数据，则通过相应读头读取数据并将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则RF切换开关切断当前读头与射频读卡芯片的通讯，将下一读头与射频读卡芯片连通，直至所有读头都与射频读卡芯片完成通讯后，控制单元MCU控制下一RF切换开关，当所有RF切换开关控制下的读头都与射频读卡芯片完成通讯后，进入下一周期。8.一种RFID读卡方法，其特征在于，控制单元MCU周期性轮询各读头:控制单元M⑶交替控制各RF切换开关，各RF切换开关分别控制读头依次与射频读卡芯片通讯，如果当前RF切换开关控制下的当前数据通道有数据，则通过相应读头读取数据并将数据传送射频读卡芯片，由射频读卡芯片输送给控制单元MCU，如果当前数据通道没有数据或者数据读取完毕，则控制单元mj控制下一 RF切换开关，直至控制单元mj交替控制全部RF切换开关后，控制单元MCU控制最早控制的RF切换开关，依此类推，直至各RF切换开关控制下的读头都与射频读卡芯片完成通讯后，进入下一周期。9.如权利要求6、7或8所述的RFID读卡方法，其特征在于:所述控制单元MCU与射频读卡芯片通过SPI总线通讯。
【文档编号】G06K7/00GK105868661SQ201610186813
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】白坤, 於恩铭
【申请人】南京欣威视通信息科技股份有限公司