专利名称：用于连接rfid读写器及其外接设备的装置的制作方法
技术领域：
用于连接RFID读写器及其外接设备的装置技术领域[0001]本实用新型涉及射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)领域,更具体地说，涉及一种用于连接RFID读写器及其外接设备的装置。
背景技术：
[0002]在大多数RFID的读写器设计中，例如，基于物流，通道管理等，一般都会预留有输入输出接口，如对地感，红外触发、韦根设备等输入信号的检测，对道闸、显示屏等输出信号的控制。这些接口都是根据不同客户的不同应用场合而选取或使用的。一方面，针对不同客户的不同应用场合，会有不同的接口需求，如对I/o 口的采样，是高电平或低电平， 上升沿或下降沿，协议命令接口也是各不相同。另一方面，针对不同企业，不同型号批次的 RFID读写器，其命令协议格式也会有差异。在现有技术中，通常是将这些输入输出接口的应用集成到RFID读写器的设计中，虽然这样的做法能够在具体的应用时实现事先设定的方案，从系统的角度来看也是可以实现的。但是，这种做法使得对于不同的客户或不同的应用，都需要重新设计RFID读写器，这无疑将增加RFID读写器软硬件的非标性，使得RFID读写器的设计较为复杂、成本较高。实用新型内容[0003]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述RFID读写器的设计较为复杂、成本较高缺陷，提供一种使得RFID读写器的设计较为简单、成本较低的用于连接 RFID读写器及其外接设备的装置。[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，包括用于与外接设备连接的I/o接口模块、与RFID读写器连接的数据接口模块和转换控制模块；所述转换控制模块用于将所述I/O接口模块输入的信号转换为与所述RFID读写器采用的数据格式协议匹配的并由所述数据接口模块输出或/和将所述RFID读写器输出到所述数据接口模块的信号转换为设定格式的控制信号并由所述I/O接口模块输出。[0005]更进一步地，所述转换控制模块是单片机最小系统。[0006]更进一步地，所述I/O接口模块包括至少一路光电输入接口、继电器输出接口或/ 和韦根输出接口。[0007]更进一步地，所述光电输入接口包括用于隔离的光耦合器件及用于ESD保护的第一 TVS管；外部输入信号通过所述光耦合器连接到所述单片机I/O数据引脚，所述一个外部输入信号的两个输入端及装置的地之间还分别连接有第一 TVS管。[0008]更进一步地，所述继电器输出接口包括用于驱动的继电器驱动三极管和用于续流的续流二极管；所述继电器驱动三极管的基极连接在I/o接口模块的数据输出端，其发射极接地，其集电极与所述续流二极管的阳极连接，所述续流二极管的阴极与电源连接；被驱动的继电器线圈并接在所述续流二极管上。[0009]更进一步地，所述韦根输出接口包括两个数据端和一个用于控制数据使能的控制 端，所述两个数据端分别通过各自的韦根驱动三极管与所述转换控制模块的信号输出端连 接，所述韦根三极管基极与所述转换控制模块的信号输出端连接，其发射极与该装置的地 连接，其集电极与电源连接并与所述数据端连接；所述控制端通过其韦根驱动三极管与所 述转换控制模块的信号输出端连接，所述韦根三极管基极与所述转换控制模块的信号输出 端连接，其发射极与该装置的地连接，其集电极与电源连接并与所述控制端连接；上述各转 换控制模块的信号输出端与装置的地之间、所述各韦根驱动三极管集电极与装置地之间分 别连接有第二 TVS管。更进一步地，所述数据接口模块包括RS232串行接口、RS485总线接口或/和USB 虚拟串口。更进一步地，所述RS232串行接口通过串行接口驱动集成电路与所述转换控制模 块的串行接口信号端连接；所述RS485总线接口通过RS485总线驱动集成电路与所述转换 控制模块的RS485总线信号端连接。更进一步地，还包括与所述转换控制模块连接、用于表示所述I/O接口模块和数 据接口模块工作状态的指示模块。更进一步地，所述指示模块包括多个LED，每个LED分别指示所述RS232串行接口、 RS485总线接口以及I/O数据输入接口的工作状态；所述指示模块还包括在所述转换控制 模块输出信号控制下、在所述RS232串行接口、RS485总线接口以及I/O数据输入接口中任 意一个的工作状态发生变化时发出提示音的蜂鸣器。实施本实用新型的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，具有以下有益效 果由于将原先需要在涉及RFID读写器时进行设计的、与外部设备连接的接口部分独立出 来，且将绝大多数应用涉及的接口都集成到独立出来的装置中，所以在对RFID读写器进行 设计时就不需要考虑具体的接口设计，而在RFID读写器与该装置配合时只需要对该装置 进行设置就可以配合RFID读写器与外部设备连接。所以，使得RFID读写器的设计较为简 单、成本较低。
图I是本实用新型用于连接RFID读写器及其外接设备的装置实施例的结构示意 图；图2是所述实施例中转换控制模块的电原理图；图3是所述实施例中光电输入接口的电路原理图；图4是所述实施例中继电器输出接口的电路原理图；图5是所述实施例中韦根输出接口的电路原理图；图6是所述实施例中RS232串行接口的电路原理图；图7是所述实施例中RS485总线接口的电路原理图；图8是所述实施例USB接口的电路原理图；图9是所述实施例中指示模块的电原理图。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。[0025]如图I所示，在本实用新型用于连接RFID读写器及其外接设备的装置实施例中， 该装置包括转换控制模块11、I/o接口模块12、数据接口模块13、指示模块14以及供电电路15;其中，I/O接口模块12用于与外接设备(例如，传感器、闸机、显示屏等，图中未示出) 连接，数据接口模块13用于与RFID读写器(图中未示出)连接；转换控制模块11用于将I/ O接口模块12输入的信号转换为与RFID读写器采用的数据格式协议匹配格式，并由数据接口模块13输出到上述RFID读写器，以便于取得外部输入的数据；转换控制模块11还用于将RFID读写器输出到数据接口模块13的信号转换为设定格式的控制信号并由I/O接口模块12输出，以便于控制外部设备；此外，上述I/O接口模块12和数据接口模块13分别与上述转换控制单元11连接，使得上述转换控制模块11、I/O接口模块12和数据接口模块13 在RFID读写器和外接设备之间形成一个信号传输通道；在本实施例中，上述转换控制模块 11是一个单片机(即MCU、微处理器或微控制器)的最小系统，其负责整个输入输出的检测分析控制，所有I/O接口模块12和数据接口模块13输入输出的信号都通过处理器进行检测和控制；而上述I/O接口模块12和数据接口模块13分别连接在其I/O端口和总线端口上。 在本实施例中，请参见图2，转换控制模块11采用Cortes M3微处理器U2 STM32F103VCT6, 其产生时钟的晶体Xl采用12M石英晶体，采用4. 7K电阻R3和E4. 7uF钽电容ECll组成上电复位。[0026]在本实施例中，I/O接口模块12包括至少一路光电输入接口、继电器输出接口或 /和韦根输出接口。具体来讲，I/o接口模块12包括4路光电输入、4路继电器输出以及2 路韦根输出。[0027]4路光电输入信号分别为IN_1、IN_2、IN_3、IN_4,每个光电输入信号分别对应一路光电输入接口，该光电输入接口包括用于隔离的光耦合器件及用于ESD保护的第一 TVS 管；外部输入信号通过光耦合器连接到上述单片机I/O数据引脚，一个外部输入信号的两个输入端及装置的地之间还分别连接有第一 TVS管，请参见图3。图3示出了其中一路的电原理图，对应于其余光电输入信号的光电输入接口的电原理图与其相似。光电输入信号经光耦隔离器件U13 PS2502隔离，分别接入到单片机42引脚、43引脚、44引脚、45引脚。输入信号端IN_1、IN_2、IN_3、IN_4分别并接有TVS管U34、TVS管U35进行ESD保护。在没有外部信号输入的情况下，光耦U13 PS2502的输入端不导通，输入到单片机第42引脚、第 43引脚、第44引脚、第45引脚因被上拉呈现高电平输入状态。当外部有信号输入情况下， 光耦U13 PS2502的输入端导通，输入到单片机第42引脚、第43引脚、第44引脚、第45引脚被拉低。[0028]与光电输入接口相似，4路继电器输出接口的结构也是相似的，其分别采用三级管 Q5、Q8、Qll、Q14 (MMBT3904)进行驱动，采用二极管 D9、D18、D19、D20 (1N4148)进行续流。 请参见图4，图4示出了一路继电器输出接口的电原理图，在图4中，该继电器输出接口包括用于驱动的继电器驱动三极Q24管和用于续流的续流二极管D25 ;继电器驱动三极管Q24 的基极连接在I/O接口模块12的数据输出端(继电器控制信号由此输出)，其发射极接地， 其集电极与续流二极管D25的阳极连接，续流二极管D25的阴极与电源输出端VCC5V连接； 被驱动的继电器线圈并接在续流二极管D25的阴极和阳极上。4路继电器输出信号由单片机的第38脚、第39脚、第40脚和第41脚控制，当单片机控制脚输出高电平时，继电器驱动三级管被导通，继电器线圈两端获得DC 5V电源，继电器动作。[0029]同样地，2路韦根输出接口的结构也是相同的，其分别采用三级管Q6、Q7、Q9、QlO (MMBT3904)共集电极进行驱动，韦根输出信号 WG1_0UT0、WG1_0UT1、WG2_0UT0、WG2_0UT1 并到TVS管SMDA15C-7 U21、U24进行ESD防护。请参见图5，在图5中示出了一路韦根输出结构的电原理图，如图5所示，韦根输出接口包括两个数据端和一个用于控制数据使能的控制端，两个数据端分别通过各自的韦根驱动三极管与转换控制模块11的信号输出端连接，韦根三极管基极分别与转换控制模块11的信号输出端连接，其发射极分别与该装置的地连接，其集电极分别与电源输出端VCC5V连接并与所述数据端(数据输出端)连接；韦根输出接口的控制端通过其韦根驱动三极管与转换控制模块11的信号输出端连接，该韦根三极管的基极与转换控制模块11的信号输出端连接，其发射极与该装置的地连接，其集电极与电源输出端VCC5V连接并与该控制端(输出端)连接；同时，在上述各转换控制模块11 的信号输出端与装置的地之间分别连接有第二 TVS管，在各韦根驱动三极管集电极与装置地之间也分别连接有第二 TVS管。在本实施例中，韦根输出信号由单片机的第29脚、第30 脚、第31脚、第32脚输出控制，当WGlJK WG1_1、WG2_0、WG2_1输出高电平时，WG1_0UT0、 WG1_0UT1、WG2_0UT0、WG2_0UT1 输出低电平，当 WG1_0、WG1_1、WG2_0、WG2_1 输出低电平时， WG1_0UT0、WG1_0UT1、WG2_0UT0、WG2_0UT1 输出 +5V 电平。[0030]在本实施例中，数据接口模块13包括RS232串行接口、RS485总线接口和USB虚拟串口。其中，RS232串行接口为两路，RS485总线接口和USB虚拟串口分别为一路；上述接口(RS232串行接口、RS485总线接口和USB虚拟串口)分别与上述转换控制模块11和 RFID读写器(图中未示出)。当然，在实际使用时，并不是每一个接口都会连接，最可能出现的情况是上述接口中的一个或两个连接在上述转换控制模块11和RFID读写器之间。在本实施例中，RS232串行接口通过串行接口驱动集成电路与所述转换控制模块的串行接口信号端连接；请参见图6，在图6中，2路RS232串行口采用芯片ADM3202 U9进行驱动，对外的 232 电平信号端 RS1_TX、RS1_RX、RS2_TX、RS2_RX 接到 TVS 管 SMDA15C-7 U17、U18 进行 ESD 保护。RS485总线接口通过RS485总线驱动集成电路与所述转换控制模块的RS485总线信号端连接。请参见图7，RS485总线接口选用芯片MAX485 UlO驱动，其工作电压为DC5V，采用高速光耦器件HP-0603 U8、U14进行电平转换，485信号RS485A和RS485B经气体放电管 B3D090L D8 和 TVS 管 P6SMB6. 8CA U12、U15、U16 进行 ESD 保护后，再经共模电感 JQTC64281 Ull和电容C37、C38进行滤波处理。USB接口被虚拟成串口使用，请参见图8，USB差分信号从接口进入后，先经USB防护器件IP4220CZ6 U7进行ESD防护，再经共模电感WCM-3216 U6和电容C27、C28进行滤波处理后接到单片机的第70引脚和第71引脚。[0031]在本实施例中，指示模块14与所述转换控制模块连接、用于表示所述I/O接口模块和数据接口模块工作状态；其包括I个蜂鸣器电路和4个LED指示灯电路。请参见图9， 蜂鸣器采用三极管Q15进行驱动，在所述转换控制模块输出信号控制下、在RS232串行接口、RS485总线接口以及I/O数据输入接口中任意一个的工作状态发生变化时发出提示音； 指示灯采用三极管Ql、Q2、Q3、Q4进行驱动。4个指示灯分别用来指示RS232串口 I通讯、 RS232串口 2通讯、韦根输出指示和I/O输入指示。[0032]在本实施例中，供电电路15(请参见图2)包括DC24V转DC5V电路和DC5V转DC3. 3V 电路。其中DC24V转DC5V选用DC-DC电源芯片LM22678 U3，输入的DC24V引到接线端J9的第I引脚和第3引脚，可作为读写器24V电源输入。输出的DC5V电源引导接线盒端J9 的第4引脚和第6引脚。DC5V转DC3. 3V选用LDO电源输出芯片MIC5219-3. 3 U5，为系统提供3. 3V电源。[0033]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，包括用于与外接设备连接的I/O接口模块、与RFID读写器连接的数据接口模块和转换控制模块；所述转换控制模块用于将所述I/O接口模块输入的信号转换为与所述RFID读写器采用的数据格式协议匹配的并由所述数据接口模块输出或/和将所述RFID读写器输出到所述数据接口模块的信号转换为设定格式的控制信号并由所述I/O接口模块输出。
2.根据权利要求I所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述转换控制模块是单片机最小系统。
3.根据权利要求2所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述I/O接口模块包括至少一路光电输入接口、继电器输出接口或/和韦根输出接口。
4.根据权利要求3所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述光电输入接口包括用于隔离的光稱合器件及用于ESD保护的第一 TVS管；外部输入信号通过所述光耦合器连接到所述单片机I/O数据引脚，所述一个外部输入信号的两个输入端及装置的地之间还分别连接有第一 TVS管。
5.根据权利要求4所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述继电器输出接口包括用于驱动的继电器驱动三极管和用于续流的续流二极管；所述继电器驱动三极管的基极连接在I/O接口模块的数据输出端，其发射极接地，其集电极与所述续流二极管的阳极连接，所述续流二极管的阴极与电源连接；被驱动的继电器线圈并接在所述续流二极管上。
6.根据权利要求5所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述韦根输出接口包括两个数据端和一个用于控制数据使能的控制端，所述两个数据端分别通过各自的韦根驱动三极管与所述转换控制模块的信号输出端连接，所述韦根三极管基极与所述转换控制模块的信号输出端连接，其发射极与该装置的地连接，其集电极与电源连接并与所述数据端连接；所述控制端通过其韦根驱动三极管与所述转换控制模块的信号输出端连接，所述韦根三极管基极与所述转换控制模块的信号输出端连接，其发射极与该装置的地连接，其集电极与电源连接并与所述控制端连接；上述各转换控制模块的信号输出端与装置的地之间、所述各韦根驱动三极管集电极与装置地之间分别连接有第二 TVS管。
7.根据权利要求6所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述数据接口模块包括RS232串行接口、RS485总线接口或/和USB虚拟串口。
8.根据权利要求7所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述RS232串行接口通过串行接口驱动集成电路与所述转换控制模块的串行接口信号端连接；所述RS485总线接口通过RS485总线驱动集成电路与所述转换控制模块的RS485总线信号端连接。
9.根据权利要求8所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，还包括与所述转换控制模块连接、用于表示所述I/O接口模块和数据接口模块工作状态的指示模块。
10.根据权利要求9所述的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，其特征在于，所述指示模块包括多个LED，每个LED分别指示所述RS232串行接口、RS485总线接口以及I/O数据输入接口的工作状态；所述指示模块还包括在所述转换控制模块输出信号控制下、在所述RS232串行接口、RS485总线接口以及I/O数据输入接口中任意一个的工作状态发生变化时发出 提示音的蜂鸣器。
专利摘要本实用新型涉及一种用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，包括用于与外接设备连接的I/O接口模块、与RFID读写器连接的数据接口模块和转换控制模块；所述转换控制模块用于将所述I/O接口模块输入的信号转换为与所述RFID读写器采用的数据格式协议匹配的并由所述数据接口模块输出或/和将所述RFID读写器输出到所述数据接口模块的信号转换为设定格式的控制信号并由所述I/O接口模块输出。实施本实用新型的用于连接RFID读写器及其外接设备的装置，具有以下有益效果使得RFID读写器的设计较为简单、成本较低。
文档编号G06F13/20GK202815823SQ20122036251
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者刘春江, 魏兆丰, 张哲纯 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司