支持多现场总线的rfid读写系统及其管理方法

专利名称：支持多现场总线的rfid读写系统及其管理方法
技术领域：
本发明涉及现场总线集成领域，尤其涉及一种支持多现场总线的RFID读写系统 及其管理方法。
背景技术：
现场总线是一种数字化的串行双向通信系统，用于现场仪表与控制系统之间的一 种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多点、多站的通信网络。这一技术可将现有所有现场 设备与控制器用一根电缆连接在一起，形成设备及车间级的数字化通信网络，可完成现场 状态监测、控制、远程参数化等功能。 射频识别(Radio Frequency Identification)通称RFID，是一种利用射频技术实 现的非接触式自动识别技术。它可以实现对电子标签的快速读写，其设备具有体积小、形状 多样、使用寿命长、可重复使用、存储容量大、能穿透非导电性材料等特点，并且可以实现多 目标识别和移动目标识别，通过与互联网技术的结合可以实现全球范围内物品的跟踪与信 息的共享。随着技术的进一步完善和应用的广泛推进，RFID产品成本将迅速降低，其带动 的产业链将成为一个新兴的高技术产业群，基于RFID技术的支撑环境建设也将对提升社 会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、加强公共安全与国防安全等产生 广泛的影响。 现场总线技术使现场级设备的信息作为整个企业信息网的基础，使企业信息的采 集控制直接延伸到生产现场。使用现场总线技术不仅大大提高了通信能力和工业生产线运 行的可靠性，而且极大节省了生产线自动化系统安装时的布线费用和硬件费用，并更加容 易对生产线进行管理和维护。当今先进的自动化系统绝大多数使用了现场总线技术。
目前RFID技术和生产线控制的集成技术并不紧密，原因是目前大多数的RFID 设备的外围接口并不支持工业上的直接集成应用，特别是不支持与工业现场总线的集成。 RFID设备特别是读写器要更加便利地为生产线自动化服务，就必须能够作为数据采集装置 与其他现场仪表、控制器联网，高效实时地与现场设备直接进行信息交互，减少企业信息系 统中上层与底层控制的信息通讯量，改变以往RFID闭环应用实时性不高，网络负担过重的 缺点。因此应用于制造业中的RFID读写设备应该具有流行的现场总线接口，可以通过组态 及组网软件组网，与其他总线设备一样做到总线上即插即用，实现与工业控制系统的无缝 集成。

发明内容
本发明目的是实现射频识别(RFID)设备特别是读写器设备与工业现场总线系统 的直接集成，简化企业工业现场的RFID读写器设备应用，为此，提供一种支持多现场总线 的RFID读写系统及其管理方法。 为达成所述目的，本发明的一方面提出一种支持多现场总线的RFID读写系统，含 有四层架构，为现场总线接口、智能转换开关、嵌入式控制层、读写层，其中
现场总线接口对外连接现场总线，接收现场总线网络发送的命令数据，并将执行 结果向现场总线网络传送； 智能转换开关与现场总线接口连接，用于切换与现场总线连接的现场总线接口通 道，关闭不必要的现场总线接口 ； 嵌入式控制层连接智能转换开关)的另一端，实现现场总线接口管理、读写器管
理、现场总线数据与读写器数据之间的协议转换，以及数据处理和存储功能； 读写层连接嵌入式控制层，通过内置读写器读取电子标签数据，同时还可以通过
外部读写器接口连接一个或多个外部读写器。 优选地，所述现场总线接口包括工业现场总线接口、 RS232接口和RS485接口， 所述工业现场总线接口可以是CAN总线接口 、 PROFIBUS-DP总线接口、工业以太网接口、 DeviceNet总线接口 、 Lonworks总线接口 、 FF总线接口 、 CC-Link总线接口的一种或一种以 上。 优选地，所述智能转换开关具有多路通道连接现场总线接口 ，每路通道对应一种 现场总线接口 ，现场总线接口能够任意连通或者关闭，智能转换开关可以选择一路或者多 路工业现场总线连接。 优选地，所述嵌入式控制层包括数据存储单元、现场总线管理单元、数据处理单 元、读写器管理单元和人机交互单元，其中 数据存储单元用于临时或永久记录数据处理单元发来的数据；
现场总线管理单元连接智能转换开关并控制其工作状态； 监控数据处理单元与现场总线网络交互数据，数据处理单元对现场总线管理单元 的数据和读写器管理单元的数据之间的数据传输进行协议转换，并将读写器管理单元获取 的读写器数据存储到数据存储单元；读写器管理单元管理所有读写器，包括内置读写器和 通过外部读写器接口连接外部读写器，并管理读写器的配置和工作状态；人机交互单元与 读写器管理单元及现场总线管理单元相连，用以对其进行人工配置和结果显示。 优选地，所述读写层包括内置读写器和外部读写器接口，其中内置读写器一端与 读写器管理单元相连，接收读写器管理单元的控制信号，并将执行结果返回读写器管理单
元，内置读写器的另一端通过射频接口与天线相连，外部读写器接口 一端也与读写器管理 单元相连，另一端通过外部接口连接外部的RFID读写器。 优选地，所述的外部读写器接口是有线接口和无线接口中的一种或两种，所述有 线接口是以太网、RS232和USB接口的一种或一种以上，所述无线接口是蓝牙和无线局域网 WLAN的一种或两种。 为达成所述目的，本发明的另一方面提出一种对支持多现场总线的RFID读写系 统进行管理的方法，基于RFID读写系统的管理方法包括以下步骤 步骤l :启动RFID读写系统，对RFID读写系统的现场总线接口、智能转换开关、嵌 入式控制层和读写层进行初始化； 步骤2 :用户通过嵌入式控制层的人机交互单元对RFID读写系统的功能参数进行 配置； 步骤3 :根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断读写器管理 单元是否连接读写层的外部读写器，如果是，则用户将外部读写器与外部读写器接口相连后，进入步骤4，如果否，则直接进入步骤4 ; 步骤4:读写器管理单元配置读写层的内置读写器和外部读写器接口的所有外部 读写器的参数，包括每台读写器的名称、工作频段、发射功率和空中接口协议参数；
步骤5 :根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断现场总线管 理单元是否连接现场总线网络，如果是，则进入步骤6，如果否，则进入独立工作模式，在本 地运行并显示RFID电子标签的读写结果； 步骤6 :现场总线管理单元判断现场总线网络是否支持即插即用，如果是，则进入 总线侦听状态；如果否，则人工选择总线类型，进入步骤7 ; 步骤7 :现场总线管理单元配置现场总线接口的参数，包括总线通信速率、数据格 式； 步骤8 :RFID读写系统进入现场总线工作模式，嵌入式控制层将读写层获得的 RFID电子标签数据与现场总线网络进行交换，直到嵌入式控制层检测到总线故障，或是用 户中断，如果出现总线故障，则RFID读写系统进入独立工作模式继续运行，如果是用户中 断，则判断中断类型，如为用户配置中断则进入步骤2的用户配置状态，或为结束中断则进 入步骤9的结束状态； 步骤9 :RFID读写系统停止现场总线接口 、智能转换开关、嵌入式控制层和读写层 的工作，结束使用。 优选地，所述独立工作模式，是支持多现场总线的RFID读写系统因用户需要或总 线故障而未同现场总线网络直接进行数据交换的模式，由用户主动选择，或在嵌入式控制 层检测到总线故障后自动进入，独立工作模式下，支持多现场总线的RFID读写系统将按照 预先设置的命令或用户通过人机交互界面的手工配置命令运行，并将运行结果保存于嵌入 式控制层的数据存储单元中。 优选地，所述即插即用是对所有的总线接口进行轮询侦听，当发现有新的现场总 线网络接入时，主动控制智能转换开关建立与新现场总线网络的连接，并通过嵌入式控制 层的数据处理单元和现场总线管理单元与之进行数据交换。 本发明的支持多现场工业总线的RFID读写系统及其管理方法，其发明原理是支 持多现场总线RFID读写系统具有内置读写器，同时可以通过外部读写器接口连接多个外 部读写器，多个读写器的集合工作和管理符合工业现场的读写器应用场景，具有多种流行 的现场总线接口连接现场总线网络，实现了 RFID读写器和现场总线通信的融合，支持多现 场总线RFID读写系统即插即用，简化了应用，具有独立工作模式和现场总线工作模式两种 工作模式，独立工作模式下人机交互单元成为数据交互的主要设置和显示单元，存储单元 保证数据在现场总线通信有故障时、断电时数据不丢失，能够满足对工业现场生产状态的 监控以及现场总线出现故障时工业现场保持不间断工作的需要。 本发明的有益效果或优点1)实现了多个RFID读写器和现场总线的直接集成应 用，减少了工业现场上层应用和读写器控制的通信数据量，具有内置读写器和外部读写器 接口更大方便了用户选择使用，满足多读写器、多现场总线的复杂异构环境下的应用场景。 2)独立工作模式保证了工业现场的现场总线通信故障情况下RFID读写器仍能正常工作， 用户可以在排除故障后从存储单元取得数据，实现生产线不间断工作、数据无丢失。独立工 作模式同时可满足RFID读写器的实时应用。3)智能转换开关配合人机交互单元选择一路或者多路现场总线连接，特别适合用于工业现场RFID读写器的用户诊断。用户可以在不改 变原先连接的同时，通过现场总线接口中的某个未用具体接口连接监控仪器，快捷方便的 完成现场监控。


图1为本发明提供的支持多现场总线RFID读写系统示意图。 图2为本发明提供的支持多现场总线的RFID读写系统的一种具体结构示意图。 图3为本发明提供的支持多现场RFID读写系统的连接示意图。 图4为本发明提供的支持多现场总线的RFID读写系统管理方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。 如图1所示，图1为本发明提供的支持多现场总线RFID读写系统示意图，图中具 体地标识出了每一部分的连接关系。系统具有四层架构，现场总线接口 1、智能转换开关2、 嵌入式控制层3、读写层4。其中嵌入式控制层3包括数据存储单元31、现场总线管理单元 32、读写器管理单元34、数据处理单元33和人机交互单元35，读写层4包括内置读写器41， 外部读写器接口 42。现场总线接口 l对外连接现场总线，另一端与智能转换开关2连接，智 能转换开关2另一端连接嵌入式控制层3，嵌入式控制层3另一端连接读写层4。
现场总线接口 1为直接连接到相应的现场总线上，并与现场总线网络进行数据交 换的单元，包括现有的现场总线接口 ，可以是一路或者是多路，用户根据需要连接的现场总 线的不同进行定制，并不局限于一种或者几种现场总线。不同的现场总线接口可以任意组 合同时存在，满足用户不同的现场总线连接需要。 现场总线管理单元32与智能转换开关2和现场总线接口 1共同起到监控现场总 线接口与现场总线的连接、数据交换，以及控制智能开关的通断的功能。数据处理单元33 为数据的核心处理部分，现场总线数据和读写器数据之间的协议转换，用户需要的数据的 筛选工作都由其进行，同时连接数据存储单元31，用于满足RFID数据的实时存储和事后查 询。读写器管理单元34管理读写层4的所有读写器，包括内置读写器41和外部读写器接 口 42连接的所有读写器，对RFID读写器的管理包括读写器参数的配置、读写器工作状态的 转换和读写器具体的读写操作。读写器管理单元34协调多个读写器的工作，具有多读写器 管理的功能，包括多个读写器频段的划分、读写时间片的划分和标签去重。数据存储单元31 保存数据处理单元33发送的数据，并接受数据处理单元33的数据添加、删除和更改，数据 存储单元31中的数据包括读写器的配置数据、读写器的读写结果数据、现场总线接口的的 配置数据和用户预设置数据，用户预设置数据用于故障发生时独立工作模式。
读写层4包括内置读写器41和外部读写器接口 42，外部读写器接口 42可以连接 多个外部读写器，本发明的外部读写器可以是任意类型的RFID读写器，从低频到超高频等
等，根据需要的外部读写器不同外部读写器接口有所不同，用户根据需要具体定制实现。
支持多现场总线的RFID读写系统的四层架构每一层完成的功能可以有所交叉， 如用户可以在具体实现中将读写器管理单元归为读写层，根据实际的需要和应用环境的不同，本领域的人员应当明白和理解，这种不影响整体功能的架构调整是可以的。
图2是本发明的支持多现场总线的RFID读写系统的一种具体结构示意图。如图 2所示，本实施例中现场总线接口 1根据需要实现为CAN接口 11、以太网接口 12和RS232 接口 13三种接口 ，多路智能转换开关2此处实现为多路开关芯片20，多路开关芯片20的 通路数此处要求大于三个，当通路更多时需要采用更多通路的开关芯片或者是交叉矩阵芯 片。嵌入式控制层3的实现可以由硬件或者由计算机及软件实现，如本实施例中人机交互 单元35由触摸屏和液晶显示器304实现，数据存储单元31由易失存储器RAM301和非易失 存储器R0M302的组合实现，数据处理单元33、读写器管理单元34和现场总线管理单元32 通过嵌入式控制器303中实现。读写层4中的外部读写器接口 42由以太网口 421、 RS232 接口 422和USB接口 423实现。本实施例适合应用于具有CAN总线网络和以太网的环境， 特别适合两者混合应用且有所交叉的的异构工业现场环境。 图3为本发明提供的支持多现场总线RFID系统的连接示意图。如图3所示，图中 外部读写器接口 42具体实现包括以太网口 421，通过以太网交换机5连接多个以太网接口 的外部读写器6，同时现场总线接口 1连接到现场总线网络7。 结合图2和图3，在本发明的一个具体实施例中，现场总线为CAN总线，用户只需要 一个读写器，用户不使用外部读写器只使用内置读写器41，现场总线接口 1由CAN接口实 现，用户可以通过现场总线接口 1中的CAN接口 ll将支持多现场总线的RFID读写系统连 接到CAN总线上，现场总线管理单元32通过智能转换开关2的轮询侦听，接收并解释现场 总线上传输数据的类型，以此判断所连接的总线为CAN总线，并控制智能转换开关2长时间 连通现场总线接口 1中的CAN接口 ll通道，同时继续保持对其它接口的轮询侦听，实现总 线接口的即插即用。用户通过人机交互单元35设置运行和管理参数。数据处理单元33将 RFID数据存储在数据存储单元31中，如用户要求将某个具体ID号标签的读取结果存储，则 在任意时间用户可以将结果取出。 本发明的另一具体实施例中，现场总线为工业以太网，用户需要4个读写器，如图 3所示，系统使用内置读写器41作为一个读写器，另外三个读写器为外部读写器6，外部读 写器接口 42实现包括以太网口 421，用户通过在以太网接口 421在外部连接以太网交换机 5，以太网交换机5上面连接多个外部读写器6，用户通过人机交互单元配置内置读写器41 和外部读写器6，其中外部读写器需要配置IP地址，如配置三个IP地址为192. 168. 0. 2， 192. 168. 0. 3， 192. 168. 0. 4。 现场总线接口 1可以根据用户的具体要求实现有所不同，可以是一种现场总线接 口 ，也可以是多个现场总线接口 。多个现场总线接口的一种应用场景是应用于包含多种现 场总线的环境，如用户的工业现场环境同时包括CAN总线和以太网，用户即可在两类总线 环境中布置支持多现场总线的RFID读写系统，实现两类总线对读写器数据的同时访问。
多个现场总线接口的另一种应用场景是用于用户对RFID读写器的监测、故障诊 断及故障后的数据恢复。 一方面，若读写器出现故障，如图2所示，用户通过CAN接口 ll连 接到了 CAN总线网络，同时用户预留了以太网接口 12用作监控，即在任意时刻用户均可通 过以太网口 12直接连接其他仪器，如连接笔记本电脑作为监控设备监测RFID读写器的工 作状态。现场总线管理单元32会将传送到现场总线网络7的数据同时传送到CAN总线接 口 ll和以太网总线接口 12，这就使得对RFID读写器设备的监控可以在不切断原有总线通讯的情况下快捷方便地实现。另一方面，当现场总线网络7出现通信故障时，如CAN总线网 络突然阻塞，现场总线管理单元32在检测到故障后会通知数据处理单元33和存储单元31 转入独立工作模式，即不再与CAN总线网络交互数据，而直接将获取的RFID数据存储于数 据存储单元31中。用户可以通过查看监控记录获得CAN总线故障发生的准确时间，还可以 在不结束系统使用的情况下通过以太网接口 12查看数据，对故障进行诊断，并利用以太网 接口 12与上层应用系统暂时交换数据。 如图4所示，为本发明提供的对支持多现场总线的RFID读写系统进行管理的方法
流程图，包括以下步骤 该管理方法包括以下步骤 步骤401 :启动RFID读写系统，对RFID读写系统的现场总线接口 、智能转换开关、 嵌入式控制层和读写层进行初始化； 步骤402 :用户通过嵌入式控制层的人机交互单元对RFID读写系统的功能参数进 行配置； 步骤403 :根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断读写器管 理单元是否连接读写层的外部读写器，如果是，则用户将外部读写器与外部读写器接口相 连后，进入步骤404，如果否，则直接进入步骤404 ; 步骤404:读写器管理单元配置读写层的内置读写器和外部读写器接口的所有外 部读写器的参数，包括每台读写器的名称、工作频段、发射功率和空中接口协议参数；
步骤405 :根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断现场总线 管理单元是否连接现场总线网络，如果是，则进入步骤406，如果否，则进入独立工作模式， 在本地运行并显示RFID电子标签的读写结果； 步骤406 :现场总线管理单元判断现场总线网络是否支持即插即用，如果是，则进 入总线侦听状态；如果否，则人工选择总线类型，进入步骤407 ; 步骤407 :现场总线管理单元配置现场总线接口的参数，包括总线通信速率、数据 格式； 步骤408 :RFID读写系统进入现场总线工作模式，嵌入式控制层将读写层获得的 RFID电子标签数据与现场总线网络进行交换，直到嵌入式控制层检测到总线故障，或是用 户中断，如果出现总线故障，则RFID读写系统进入独立工作模式继续运行，如果是用户中 断，则判断中断类型，如为用户配置中断则进入步骤402的用户配置状态，或为结束中断则 进入步骤409的结束状态； 步骤409 :RFID读写系统停止现场总线接口 、智能转换开关、嵌入式控制层和读写 层的工作，结束使用。 本发明的发明被描述为一系列步骤，每个步骤包括一系列的动作，但是应当明白， 本发明的管理方法不受限于步骤和动作次序，这里应当理解，具体的实现步骤根据需要可 能有所不同。 在所述步骤402中的对支持多现场总线的RFID读写系统进行功能参数配置，这里 的功能参数配置为总体配置的概括性说明，包括以下步骤中的RFID读写系统是否连接外 部读写器、内置读写器和外部读写器的配置参数、RFID读写系统是否连接现场总线网络、是 否支持即插即用，以及为独立工作模式下预先设置。
在步骤403、404中如果用户不使用外部读写器，则只使用内置读写器41，如果还 需要更多的读写器，则用户连接、设置外部读写器，通过读写器接口 42连接多个外部读写 器6，通过人机交互单元35对连接的所有读写器进行配置。如在前面所述的实施例中，用 户需要4个读写器，其中三个为外部读写器，三个IP地址为192. 168. 0.2,192. 168. 0.3， 192. 168. 0. 4。读写器管理单元34同时管理所有的四个读写器。 在步骤405中，如果选择不需要现场总线连接直接进入系统独立工作模式，则与 下面的步骤没有关系，用户不连接任何现场总线的情况下，直接通过人机交互单元35进行 配置、控制读写器操作，直接通过人机交互单元35观看RFID读写器执行结果。用户仅需要 进行读写器连接和参数配置，就可以控制读写器进行工作，特别适合在某个地点对RFID读 写器的部署效果进行评估，并通过实验数据优化部署方案。独立工作模式下RFID读写器的 结果可以通过人机交互单元35显示，也可以保存在数据存储单元31中，也可以两者同时进 行，即将结果通过人机交互单元35显示并在数据存储单元35中保存。
步骤406中，如果选择即插即用模式下，现场总线管理单元32 —直处于侦测总线 信号状态，当侦测到总线信号时，现场总线管理单元32解释判断总线类型，然后通过智能 转换开关2选择连通的总线接口 。 在步骤408中，如上述实施例中，现场总线连接的为CAN总线，现场总线工作模式 下，数据处理单元33进行CAN总线协议和读写器数据之间的转换，并根据CAN总线的命令 或者是用户通过人机交互单元35的配置将读写器数据临时或者永久性存储于数据存储单 元31，工作流程为现场总线管理单元32接收CAN总线发送的命令数据，传送给数据处理 单元33，数据处理单元33将CAN总线命令解析转换，传送给读写器管理单元34，读写器管 理单元34控制具体的读写器工作，如命令中带有读写器标识，则读写器管理单元34将命令 直接传送给该读写器；如命令是控制所有的读写器共同工作，例如监测所有读写器天线检 测范围内有无标签，则读写器管理单元34将命令传送给所有读写器，读写器执行结果的返 回数据采用与上述相反的流程发送到CAN总线上。对于数据存储单元中31中的数据，用户 可以随时通过现场总线接口取得，如用户通过CAN总线发送命令，数据处理单元33将根据 CAN总线命令进行在数据存储单元31中进行必要的查找和过滤，将取得的结果返回到CAN 总线网络。 步骤408中，如果出现总线故障，如某一个CAN总线设备不停占用总线造成系统拥 堵无法通讯，此时将自动转入独立工作模式，并发出报警，同时本发明所述的支持多现场总 线的RFID读写系统按照预先设置工作，所有的RFID读写器数据都会保存在数据存储单元 31中，保证数据不丢失。预先设置为用户在初始设置时所输入的配置，保存在数据存储单元 31中，可以随时更改，这里的配置针对读写层4连接的RFID读写器，为控制RFID读写器的 工作，并将读写器的返回结果在数据存储单元31中保存。用户发现报警后，可以采取相关 措施，通过其它总线接口连接临时设备，或者是直接通过人机交互单元35控制读写器进入 独立工作模式，保证工业生产的正常运行。 在步骤408中用户通过中断进入步骤402，此处用户配置中断为系统工作的任意 时间均可进入，并且可以对所有步骤中的配置进行更改。 上面描述是用于实现本发明及其实施例，本发明的范围不应由该描述来限定，本 领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均属于本发明
10权利要求来限定的范围'
权利要求
一种支持多现场总线的RFID读写系统，其特征在于，该系统具有四层架构，为现场总线接口(1)、智能转换开关(2)、嵌入式控制层(3)、读写层(4)，其中现场总线接口(1)对外连接现场总线，接收现场总线网络发送的命令数据，并将执行结果向现场总线网络传送；智能转换开关(2)与现场总线接口(1)连接，用于切换与现场总线连接的现场总线接口通道，关闭不必要的现场总线接口；嵌入式控制层(3)连接智能转换开关(2)的另一端，实现现场总线接口管理、读写器管理、现场总线数据与读写器数据之间的协议转换，以及数据处理和存储功能；读写层(4)连接嵌入式控制层(3)，通过内置读写器读取电子标签数据，同时还可以通过外部读写器接口连接一个或多个外部读写器。
2. 如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征在于所述现场总线 接口 (1)包括工业现场总线接口、RS232接口和RS485接口，所述工业现场总线接口可以是 CAN总线接口、PROFIBUS-DP总线接口 、工业以太网接口 、 DeviceNet总线接口 、 Lonworks总 线接口 、 FF总线接口 、 CC-Link总线接口的一种或一种以上。
3. 如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征在于所述智能转 换开关(2)具有多路通道连接现场总线接口 (l)，每路通道对应一种现场总线接口，现场总 线接口能够任意连通或者关闭，智能转换开关(2)可以选择一路或者多路工业现场总线连 接。
4. 如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征在于所述嵌入式控 制层(3)包括数据存储单元(31)、现场总线管理单元(32)、数据处理单元(33)、读写器管理 单元(34)和人机交互单元(35)，其中:数据存储单元(31)用于临时或永久记录数据处理单元(33)发来的数据； 现场总线管理单元(32)连接智能转换开关(2)并控制其工作状态； 监控数据处理单元(33)与现场总线网络交互数据，数据处理单元(33)对现场总线管 理单元(32)的数据和读写器管理单元(34)的数据之间的数据传输进行协议转换，并将读 写器管理单元(34)获取的读写器数据存储到数据存储单元(31);读写器管理单元(34)管 理所有读写器，包括内置读写器(41)和通过外部读写器接口 (42)连接外部读写器，并管理 读写器的配置和工作状态；人机交互单元(35)与读写器管理单元(34)及现场总线管理单 元(32)相连，用以对其进行人工配置和结果显示。
5. 如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征在于所述读写层 (4)包括内置读写器(41)和外部读写器接口 (42)，其中内置读写器(41) 一端与读写器管 理单元(34)相连，接收读写器管理单元(34)的控制信号，并将执行结果返回读写器管理单 元(34)，内置读写器(41)的另一端通过射频接口与天线相连，外部读写器接口 (42) —端也 与读写器管理单元(34)相连，另一端通过外部接口连接外部的RFID读写器。
6. 如权利要求5所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征在于所述的外部读 写器接口 (42)是有线接口和无线接口中的一种或两种，所述有线接口是以太网、RS232和 USB接口的一种或一种以上，所述无线接口是蓝牙和无线局域网WLAN的一种或两种。
7. —种对支持多现场总线的RFID读写系统进行管理的方法，其特征在于，基于RFID读 写系统的管理方法包括以下步骤步骤1 :启动RFID读写系统，对RFID读写系统的现场总线接口、智能转换开关、嵌入式 控制层和读写层进行初始化；步骤2 :用户通过嵌入式控制层的人机交互单元对RFID读写系统的功能参数进行配置；步骤3 :根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断读写器管理单元 是否连接读写层的外部读写器，如果是，则用户将外部读写器与外部读写器接口相连后，进 入步骤4，如果否，则直接进入步骤4 ;步骤4 :读写器管理单元配置读写层的内置读写器和外部读写器接口的所有外部读写 器的参数，包括每台读写器的名称、工作频段、发射功率和空中接口协议参数；步骤5 :根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断现场总线管理单元是否连接现场总线网络，如果是，则进入步骤6，如果否，则进入独立工作模式，在本地运 行并显示RFID电子标签的读写结果；步骤6:现场总线管理单元判断现场总线网络是否支持即插即用，如果是，则进入总线 侦听状态；如果否，则人工选择总线类型，进入步骤7 ;步骤7 :现场总线管理单元配置现场总线接口的参数，包括总线通信速率、数据格式；步骤8 :RFID读写系统进入现场总线工作模式，嵌入式控制层将读写层获得的RFID电 子标签数据与现场总线网络进行交换，直到嵌入式控制层检测到总线故障，或是用户中断， 如果出现总线故障，则RFID读写系统进入独立工作模式继续运行，如果是用户中断，则判 断中断类型，如为用户配置中断则进入步骤2的用户配置状态，或为结束中断则进入步骤9 的结束状态；步骤9 :RFID读写系统停止现场总线接口 、智能转换开关、嵌入式控制层和读写层的工 作，结束使用。
8. 如权利要求7所述的支持多现场总线的RFID读写系统进行管理的方法，其特征在 于所述独立工作模式，是支持多现场总线的RFID读写系统因用户需要或总线故障而未同 现场总线网络直接进行数据交换的模式，由用户主动选择，或在嵌入式控制层检测到总线 故障后自动进入，独立工作模式下，支持多现场总线的RFID读写系统将按照预先设置的命 令或用户通过人机交互界面的手工配置命令运行，并将运行结果保存于嵌入式控制层的数 据存储单元中。
9. 如权利要求5所述的支持多现场总线的RFID读写系统进行管理的方法，其特征在 于所述即插即用是对所有的总线接口进行轮询侦听，当发现有新的现场总线网络接入时， 主动控制智能转换开关建立与新现场总线网络的连接，并通过嵌入式控制层的数据处理单 元和现场总线管理单元与之进行数据交换。
全文摘要
本发明公开了一种支持多现场总线的RFID读写系统及其管理方法，目的是实现RFID读写器设备与工业现场总线的直接集成，简化工业现场的RFID读写器设备应用。支持多现场总线的RFID读写系统内部具有内置RFID读写器，同时可以通过外部读写器接口连接多个外部读写器，具有多种现场总线接口与现场总线连接，将RFID读写器和现场总线直接集成。系统即插即用，将自动发现连接的现场总线，具有智能转换开关进行通道选择。系统具有独立工作模式和现场总线工作模式两种工作模式，满足用户监控和断电不间断工作的需要，同时能够实现工业现场RFID读写器设备的实时解决方案。
文档编号G06K17/00GK101763080SQ20091008415
公开日2010年6月30日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者刘怀达, 朱智源, 谭杰 申请人:中国科学院自动化研究所