专利名称：一种采用定时器电路触发的远距离无线身份识别器的制作方法
专利说明技术领域本实用新型涉及一种身份识别器，尤其涉及一种采用定时器电路触发 的远距离无线身份识别器。
背景技术：
身份识别在社会生活和生产管理中是非常重要的，随着高度发达的 互联网科技向物联网方向延伸，身份识别技术的应用日益广泛，在零售、物流、制造、医疗、 交通等领域，例如，已经随处可见身份识别技术的应用——RFID射频识别技术(Radio Frequency Identification), RFID射频识别技术的优点是成本低，使用寿命长；但由于采 用RFID射频识别技术的身份识别器存在读写距离短、读写系统工作灵活性低、数据存储和 功能扩展能力弱等缺陷，一般只能用于短距离的身份识别，对于大范围移动的个人、汽车、 集装箱、设备等领域的身份识别就难以适用，如果RFID射频识别技术采用有源RFID芯片以 提高RFID射频识别技术的读写距离，采用有源RFID芯片的身份识别器的成本就变得昂贵， 难以推广应用。为满足远距离身份识别的要求，目前发达国家率先推出了可以结合网络通信功能 的Zigbee技术，Zigbee是IEEE 802. 15. 4协议的代名词，根据这个协议规定的技术是一种 短距离、低功耗的无线通信技术，技术上可应用于远距离身份识别领域，但采用Zigbee技 术的身份识别器成本比RFID射频识别技术高很多，而且采用Zigbee技术需要多个终端互 相组网才能延长传输距离，对Zigbee产品的安装和调试要求比较高，因此采用Zigbee技术 的身份识别器受成本和使用因素的限制，难以推广应用。因此，对于远距离的身份识别，针对现有技术存在不足，需要设计出一种远距离、 低成本、长寿命的远距离无线身份识别器。发明内容本实用新型目的是提供一种远距离、低成本、长寿命的采用定时器电 路触发的远距离无线身份识别器。本实用新型采用以下方案来实现本实用新型远距离无线身份识别器包括无线收 发电路、中央处理器，所述中央处理器的数据接口与无线收发电路相连，其还包括定时器电 路、电源管理电路、充电电池，所述定时器电路与中央处理器的数据接口相连，电源管理电 路分别连接控制无线收发电路、中央处理器、定时器电路、充电电池，所述定时器电路定时 触发中央处理器和无线收发电路收发身份识别信息，收发完后远距离无线身份识别器自动 进入只有定时器电路上电工作的待机状态，所述定时器电路采用超低功耗的时钟电路或超 低功耗的定时器电路；所述无线收发电路为能够发射身份识别信息和接收远端主机管理数 据信息的 FSK (Frequency-shift keying 频移键控)或 ASK (Amplitude Shift Keying 幅移 键控)微功率无线收发电路。FSK或ASK微功率无线收发电路在安防、无线数据传输领域已经得到大规模应用， 许多FSK或ASK芯片电路已经国产化，与采用进口的有源RFID芯片相比，成本优势明显； FSK或ASK无线收发电路与有源RFID相比，有着更远的无线传输距离。本实用新型远距离无线身份识别器中的定时器电路包括时钟电路芯片U1、晶振 Y1、电容Cl，晶振Yl连接在时钟电路芯片Ul的第1脚、第2脚之间、电容Cl连接在时钟电 路芯片Ul的第1脚上，晶振Yl与电容Cl组成时钟振荡电路，时钟振荡电路给时钟电路芯片Ul提供合适的基准时钟频率，时钟电路芯片Ul的第8脚连接充电电池的正极端，时钟电 路芯片Ul始终上电工作；所述电源管理电路包括一个三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2，三极管Ql的 集电极连接单片机U2的第8脚供电脚和无线收发模块的第2脚供电脚，三极管Q2的集电 极与时钟电路芯片Ul的第3脚相连，三极管Q2的集电极还连接电阻R1，电阻Rl再连接到 三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极连接充电电池的正极端，时钟电路芯片Ul的第3脚 在时钟电路定时周期到时会输出一个负脉冲，使电阻Rl接地，进而通过三极管Ql的基极控 制三极管Ql饱和导通，三极管Ql导通时其集电极输出电源VCC ；所述中央处理 器采用低功耗、低成本的单片机U2，所述单片机U2的第6脚、第7脚 分别与时钟电路芯片Ul的第5脚、第6脚相连用作数据接口以设置时钟芯片Ul的定时器 周期，单片机U2的第8、第9脚分别与微功率无线收发电路Ml的第1脚、第3脚相连用作身 份识别数据接口以控制无线收发电路Ml进行身份识别数据收发，单片机U2的第1脚通过 电阻R2连接至三极管Q2的基极控制三极管Q2的导通和截止，从而控制三极管Ql的导通 和截止，控制无线收发电路Ml和单片机U2的供电电源的开启和关闭。所述电源管理电路中还设有充电管理电路，充电管理电路配有与充电电池连接的 充电接口。所述充电管理电路包括充电接口 Jl、充电专用芯片U3、充电电池Bl、电阻R3、电阻 R4、电阻R5、电阻R6、发光二极管D1、发光二极管D2，充电接口 Jl外接供电电源，电源经过 充电专用芯片U3的第4脚输入，充电专用芯片U3的第3脚输出合适的电压和电流给充电 电池Bl充电，充电专用芯片U3的第5脚连接电阻R3用于调节充电输出电流的大小，充电 专用芯片U3的第1脚输出充电指示状态，当充电电池Bl正在充电且未充满电时，充电专用 芯片U3的第1脚输出低电平，使发光二极管Dl通过电阻R6导通而发光，当充电电池Bl充 满电时，充电专用芯片U3的第1脚输出高电平，发光二极管Dl截止而熄灭，发光二极管通 过电阻R5导通而发光，表示充电完毕。本实用新型远距离无线身份识别器在实际使用中必须与能够读取身份识别信息 的远端主机配套使用，当远端主机定时收到远距离无线身份识别器定时发射的身份识别信 息时，表示身份识别器处于有效的信号识别范围内；当端主机在规定的定时周期内没有收 到该身份识别器定时发射的身份识别信息时，表示远距离无线身份识别器已离开信号覆盖 区域。本实用新型远距离无线身份识别器具备以下优点1、采用微功率无线收发电路，具有制造成本低、发射距离远的优点；2、采用超低功耗时钟定时器电路定时开启或关闭远距离无线身份识别器，耗电 低，待机时间长；3、采用充电电池供电，电池可循环充电使用，产品使用寿命长；4、采用中央处理器电路收发身份识别信息、设置定时器、存储数据等，使用简单， 功能强大。本实用新型的有益效果是本实用新型采用目前应用广泛的微功率无线收发技术 延长无线传输距离并降低成本，采用低功耗、低成本的单片机微控制器控制管理身份识别、 实现智能化操作，采用定时器电路定时控制远距离无线身份识别器收发身份识别信息后进入超低功耗待机状态，并采用充电式电池供电，延长身份识别器的使用寿命。本实用新型可广泛应用于交通运输、物流管理、安防报警、门禁管理、资产管理、车辆收费等各领域身份识 别管理。
现结合附图对本实用新型做进一步阐述图1是本实用新型远距离无线身份识别器的结构示意图；图2是本实用新型远距离无线身份识别器的定时器定时收发身份识别信息部分 的电路原理图；图3是本实用新型远距离无线身份识别器的充电管理电路部分的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，远距离无线身份识别器包括无线收发电路1、中央处 理器2，中央处理器2的数据接口与无线收发电路1相连，远距离无线身份识别器还包括定 时器电路3、电源管理电路4、充电电池5，定时器电路3与中央处理器2的数据接口相连，电 源管理电路4分别连接控制无线收发电路1、中央处理器2、定时器电路3、充电电池5，定时 器电路3定时触发中央处理器2和无线收发电路1收发身份识别信息，收发完后远距离无 线身份识别器自动进入只有定时器电路3上电工作的待机状态，定时器电路3采用超低功 耗的时钟电路或超低功耗的定时器电路；无线收发电路1为能够发射身份识别信息和接收 远端主机管理数据信息的FSK或ASK微功率无线收发电路。如图2所示，远距离无线身份识别器中的定时器电路3包括时钟电路芯片Ul、晶振 Y1、电容Cl，晶振Yl连接在时钟电路芯片Ul的第1脚、第2脚之间、电容Cl连接在时钟电 路芯片Ul的第1脚上，晶振Yl与电容Cl组成时钟振荡电路，时钟振荡电路给时钟电路芯 片Ul提供合适的基准时钟频率，时钟电路芯片Ul的第8脚连接充电电池的正极端，时钟电 路芯片Ul始终上电工作；电源管理电路4包括一个三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2，三极管Ql的集 电极连接单片机U2的第8脚供电脚和无线收发模块的第2脚供电脚，三极管Q2的集电极 与时钟电路芯片Ul的第3脚相连，三极管Q2的集电极还连接电阻R1，电阻Rl再连接到三 极管Ql的基极，三极管Ql的发射极连接充电电池的正极端，时钟电路芯片Ul的第3脚在 时钟电路定时周期到时会输出一个负脉冲，使电阻Rl接地，进而通过三极管Ql的基极控制 三极管Ql饱和导通，三极管Ql导通时其集电极输出电源VCC ；中央处理器2采用低功耗、低成本的单片机U2，所述单片机U2的第6脚、第7脚分 别与时钟电路芯片Ul的第5脚、第6脚相连用作数据接口以设置时钟芯片Ul的定时器周 期，单片机U2的第8、第9脚分别与微功率无线收发电路Ml的第1脚、第3脚相连用作身份 识别数据接口以控制无线收发电路Ml进行身份识别数据收发，单片机U2的第1脚通过电 阻R2连接至三极管Q2的基极控制三极管Q2的导通和截止，从而控制三极管Ql的导通和 截止，控制无线收发电路Ml和单片机U2的供电电源的开启和关闭。远距离无线身份识别器的工作流程如下时钟电路芯片Ul内设有定时时间参数， 定时时间到后由时钟电路芯片Ul的第3脚输出一个短暂的负脉冲信号，通过电阻Rl控制 三极管Ql的基极电压下拉到低电平，使三极管Ql导通，三极管Ql导通后三极管Ql的集电 极有电源VCC输出，以给单片机U2和微功率无线模块Ml上电，单片机U2上电复位后，立即 通过单片机U2的第1脚输出高电平，控制三极管Q2的基极电压为高电平，使三极管Q2导 通，Q2导通后使三极管Ql保持导通，使三极管Ql的集电极保持有电源VCC输出；单片机U2上电后，立即通过单片机U2的第6、第7脚控制微功率无线模块Ml发射身份识别信息、并接 收配置信息，单片机U2收发完身份识别信息后，立即通过单片机U2的第6、第7脚配置刷新 时钟电路芯片Ul的下一个定时时间参数，之后通过单片机U2的第1脚输出低电平，使三极 管Q2的基极电压为低电平，使三极管Q2截止从而使三极管Ql也截止，三极管Ql的集电极 没有电源VCC输出，单片机U2和微功率无线模块Ml断电进入睡眠待机模式，达到节电的目 的。所述电源管理电路4中还设有充电管理电路，充电管理电路配有与充电电池连接 的充电接口。
如图3所示，充电管理电路包括充电接口 Jl、充电专用芯片U3、充电电池Bl、电阻 R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、发光二极管D1、发光二极管D2，充电接口 Jl外接供电电源， 电源经过充电专用芯片U3的第4脚输入，充电专用芯片U3的第3脚输出合适的电压和电 流给充电电池Bl充电，充电专用芯片U3的第5脚连接电阻R3用于调节充电输出电流的大 小，充电专用芯片U3的第1脚输出充电指示状态，当充电电池Bl正在充电且未充满电时， 充电专用芯片U3的第1脚输出低电平，使发光二极管Dl通过电阻R6导通而发光，当充电 电池Bl充满电时，充电专用芯片U3的第1脚输出高电平，发光二极管Dl截止而熄灭，发光 二极管通过电阻R5导通而发光，表示充电完毕。
权利要求一种采用定时器电路触发的远距离无线身份识别器，包括无线收发电路、中央处理器，所述中央处理器的数据接口与无线收发电路相连，其特征在于其还包括定时器电路、电源管理电路、充电电池，所述定时器电路与中央处理器的数据接口相连，电源管理电路分别连接控制无线收发电路、中央处理器、定时器电路、充电电池，所述定时器电路定时触发中央处理器和无线收发电路收发身份识别信息，收发完后远距离无线身份识别器自动进入只有定时器电路上电工作的待机状态，所述定时器电路采用超低功耗的时钟电路或超低功耗的定时器电路；所述无线收发电路为能够发射身份识别信息和接收远端主机管理数据信息的FSK或ASK微功率无线收发电路。
2.根据权利要求1所述的一种采用定时器电路触发的远距离无线身份识别器，其特征 在于所述定时器电路包括时钟电路芯片U1、晶振Y1、电容Cl，晶振Yl连接在时钟电路芯 片Ul的第1脚、第2脚之间、电容Cl连接在时钟电路芯片Ul的第1脚上，晶振Yl与电容 Cl组成时钟振荡电路，时钟振荡电路给时钟电路芯片Ul提供合适的基准时钟频率，时钟电 路芯片Ul的第8脚连接充电电池的正极端，时钟电路芯片Ul始终上电工作；所述电源管理电路包括一个三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2，三极管Ql的集电 极连接单片机U2的第8脚供电脚和无线收发模块的第2脚供电脚，三极管Q2的集电极与 时钟电路芯片Ul的第3脚相连，三极管Q2的集电极还连接电阻R1，电阻Rl再连接到三极 管Ql的基极，三极管Ql的发射极连接充电电池的正极端，时钟电路芯片Ul的第3脚在时 钟电路定时周期到时会输出一个负脉冲，使电阻Rl接地，进而通过三极管Ql的基极控制三 极管Ql饱和导通，三极管Ql导通时其集电极输出电源VCC ；所述中央处理器采用低功耗、低成本的单片机U2，所述单片机U2的第6脚、第7脚分别 与时钟电路芯片Ul的第5脚、第6脚相连用作数据接口以设置时钟芯片Ul的定时器周期， 单片机U2的第8、第9脚分别与微功率无线收发电路Ml的第1脚、第3脚相连用作身份识 别数据接口以控制无线收发电路Ml进行身份识别数据收发，单片机U2的第1脚通过电阻 R2连接至三极管Q2的基极控制三极管Q2的导通和截止，从而控制三极管Ql的导通和截 止，控制无线收发电路Ml和单片机U2的供电电源的开启和关闭。
3.根据权利要求1所述的一种采用定时器电路触发的远距离无线身份识别器，其特征 在于所述电源管理电路中还设有充电管理电路，充电管理电路配有与充电电池连接的充 电接口。
专利摘要本实用新型公开了一种采用定时器电路触发的远距离无线身份识别器，包括无线收发电路、中央处理器、定时器电路、电源管理电路、充电电池，定时器电路定时触发中央处理器和无线收发电路收发身份识别信息，收发完后远距离无线身份识别器自动进入只有定时器电路上电工作的待机状态，定时器电路采用超低功耗的时钟电路或定时器电路；无线收发电路为能够发射身份识别信息和接收远端主机管理数据信息的FSK或ASK微功率无线收发电路。本实用新型采用微控制器和微功率无线收发电路能够延长无线传输距离并降低成本，采用定时器电路定时控制远距离无线身份识别器收发身份识别信息后进入超低功耗待机状态，并采用充电式电池供电，延长身份识别器的使用寿命。
文档编号H04B1/38GK201708795SQ20102019476
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者黄育平 申请人:福州联安通信技术有限公司