專利名稱：一種采用定時器電路觸發(fā)的遠距離無線身份識別器的制作方法
專利說明技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種身份識別器，尤其涉及一種采用定時器電路觸發(fā) 的遠距離無線身份識別器。
背景技術(shù)：
身份識別在社會生活和生產(chǎn)管理中是非常重要的，隨著高度發(fā)達的 互聯(lián)網(wǎng)科技向物聯(lián)網(wǎng)方向延伸，身份識別技術(shù)的應用日益廣泛，在零售、物流、制造、醫(yī)療、 交通等領(lǐng)域，例如，已經(jīng)隨處可見身份識別技術(shù)的應用——RFID射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification), RFID射頻識別技術(shù)的優(yōu)點是成本低，使用壽命長；但由于采 用RFID射頻識別技術(shù)的身份識別器存在讀寫距離短、讀寫系統(tǒng)工作靈活性低、數(shù)據(jù)存儲和 功能擴展能力弱等缺陷，一般只能用于短距離的身份識別，對于大范圍移動的個人、汽車、 集裝箱、設(shè)備等領(lǐng)域的身份識別就難以適用，如果RFID射頻識別技術(shù)采用有源RFID芯片以 提高RFID射頻識別技術(shù)的讀寫距離，采用有源RFID芯片的身份識別器的成本就變得昂貴， 難以推廣應用。為滿足遠距離身份識別的要求，目前發(fā)達國家率先推出了可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信功能 的Zigbee技術(shù)，Zigbee是IEEE 802. 15. 4協(xié)議的代名詞，根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種 短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，技術(shù)上可應用于遠距離身份識別領(lǐng)域，但采用Zigbee技 術(shù)的身份識別器成本比RFID射頻識別技術(shù)高很多，而且采用Zigbee技術(shù)需要多個終端互 相組網(wǎng)才能延長傳輸距離，對Zigbee產(chǎn)品的安裝和調(diào)試要求比較高，因此采用Zigbee技術(shù) 的身份識別器受成本和使用因素的限制，難以推廣應用。因此，對于遠距離的身份識別，針對現(xiàn)有技術(shù)存在不足，需要設(shè)計出一種遠距離、 低成本、長壽命的遠距離無線身份識別器。發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種遠距離、低成本、長壽命的采用定時器電 路觸發(fā)的遠距離無線身份識別器。本實用新型采用以下方案來實現(xiàn)本實用新型遠距離無線身份識別器包括無線收 發(fā)電路、中央處理器，所述中央處理器的數(shù)據(jù)接口與無線收發(fā)電路相連，其還包括定時器電 路、電源管理電路、充電電池，所述定時器電路與中央處理器的數(shù)據(jù)接口相連，電源管理電 路分別連接控制無線收發(fā)電路、中央處理器、定時器電路、充電電池，所述定時器電路定時 觸發(fā)中央處理器和無線收發(fā)電路收發(fā)身份識別信息，收發(fā)完后遠距離無線身份識別器自動 進入只有定時器電路上電工作的待機狀態(tài)，所述定時器電路采用超低功耗的時鐘電路或超 低功耗的定時器電路；所述無線收發(fā)電路為能夠發(fā)射身份識別信息和接收遠端主機管理數(shù) 據(jù)信息的 FSK (Frequency-shift keying 頻移鍵控)或 ASK (Amplitude Shift Keying 幅移 鍵控)微功率無線收發(fā)電路。FSK或ASK微功率無線收發(fā)電路在安防、無線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域已經(jīng)得到大規(guī)模應用， 許多FSK或ASK芯片電路已經(jīng)國產(chǎn)化，與采用進口的有源RFID芯片相比，成本優(yōu)勢明顯； FSK或ASK無線收發(fā)電路與有源RFID相比，有著更遠的無線傳輸距離。本實用新型遠距離無線身份識別器中的定時器電路包括時鐘電路芯片U1、晶振 Y1、電容Cl，晶振Yl連接在時鐘電路芯片Ul的第1腳、第2腳之間、電容Cl連接在時鐘電 路芯片Ul的第1腳上，晶振Yl與電容Cl組成時鐘振蕩電路，時鐘振蕩電路給時鐘電路芯片Ul提供合適的基準時鐘頻率，時鐘電路芯片Ul的第8腳連接充電電池的正極端，時鐘電 路芯片Ul始終上電工作；所述電源管理電路包括一個三極管Q1、三極管Q2、電阻R1、電阻R2，三極管Ql的 集電極連接單片機U2的第8腳供電腳和無線收發(fā)模塊的第2腳供電腳，三極管Q2的集電 極與時鐘電路芯片Ul的第3腳相連，三極管Q2的集電極還連接電阻R1，電阻Rl再連接到 三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極連接充電電池的正極端，時鐘電路芯片Ul的第3腳 在時鐘電路定時周期到時會輸出一個負脈沖，使電阻Rl接地，進而通過三極管Ql的基極控 制三極管Ql飽和導通，三極管Ql導通時其集電極輸出電源VCC ；所述中央處理 器采用低功耗、低成本的單片機U2，所述單片機U2的第6腳、第7腳 分別與時鐘電路芯片Ul的第5腳、第6腳相連用作數(shù)據(jù)接口以設(shè)置時鐘芯片Ul的定時器 周期，單片機U2的第8、第9腳分別與微功率無線收發(fā)電路Ml的第1腳、第3腳相連用作身 份識別數(shù)據(jù)接口以控制無線收發(fā)電路Ml進行身份識別數(shù)據(jù)收發(fā)，單片機U2的第1腳通過 電阻R2連接至三極管Q2的基極控制三極管Q2的導通和截止，從而控制三極管Ql的導通 和截止，控制無線收發(fā)電路Ml和單片機U2的供電電源的開啟和關(guān)閉。所述電源管理電路中還設(shè)有充電管理電路，充電管理電路配有與充電電池連接的 充電接口。所述充電管理電路包括充電接口 Jl、充電專用芯片U3、充電電池Bl、電阻R3、電阻 R4、電阻R5、電阻R6、發(fā)光二極管D1、發(fā)光二極管D2，充電接口 Jl外接供電電源，電源經(jīng)過 充電專用芯片U3的第4腳輸入，充電專用芯片U3的第3腳輸出合適的電壓和電流給充電 電池Bl充電，充電專用芯片U3的第5腳連接電阻R3用于調(diào)節(jié)充電輸出電流的大小，充電 專用芯片U3的第1腳輸出充電指示狀態(tài)，當充電電池Bl正在充電且未充滿電時，充電專用 芯片U3的第1腳輸出低電平，使發(fā)光二極管Dl通過電阻R6導通而發(fā)光，當充電電池Bl充 滿電時，充電專用芯片U3的第1腳輸出高電平，發(fā)光二極管Dl截止而熄滅，發(fā)光二極管通 過電阻R5導通而發(fā)光，表示充電完畢。本實用新型遠距離無線身份識別器在實際使用中必須與能夠讀取身份識別信息 的遠端主機配套使用，當遠端主機定時收到遠距離無線身份識別器定時發(fā)射的身份識別信 息時，表示身份識別器處于有效的信號識別范圍內(nèi)；當端主機在規(guī)定的定時周期內(nèi)沒有收 到該身份識別器定時發(fā)射的身份識別信息時，表示遠距離無線身份識別器已離開信號覆蓋 區(qū)域。本實用新型遠距離無線身份識別器具備以下優(yōu)點1、采用微功率無線收發(fā)電路，具有制造成本低、發(fā)射距離遠的優(yōu)點；2、采用超低功耗時鐘定時器電路定時開啟或關(guān)閉遠距離無線身份識別器，耗電 低，待機時間長；3、采用充電電池供電，電池可循環(huán)充電使用，產(chǎn)品使用壽命長；4、采用中央處理器電路收發(fā)身份識別信息、設(shè)置定時器、存儲數(shù)據(jù)等，使用簡單， 功能強大。本實用新型的有益效果是本實用新型采用目前應用廣泛的微功率無線收發(fā)技術(shù) 延長無線傳輸距離并降低成本，采用低功耗、低成本的單片機微控制器控制管理身份識別、 實現(xiàn)智能化操作，采用定時器電路定時控制遠距離無線身份識別器收發(fā)身份識別信息后進入超低功耗待機狀態(tài)，并采用充電式電池供電，延長身份識別器的使用壽命。本實用新型可廣泛應用于交通運輸、物流管理、安防報警、門禁管理、資產(chǎn)管理、車輛收費等各領(lǐng)域身份識 別管理。


現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型做進一步闡述圖1是本實用新型遠距離無線身份識別器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型遠距離無線身份識別器的定時器定時收發(fā)身份識別信息部分 的電路原理圖；圖3是本實用新型遠距離無線身份識別器的充電管理電路部分的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，遠距離無線身份識別器包括無線收發(fā)電路1、中央處 理器2，中央處理器2的數(shù)據(jù)接口與無線收發(fā)電路1相連，遠距離無線身份識別器還包括定 時器電路3、電源管理電路4、充電電池5，定時器電路3與中央處理器2的數(shù)據(jù)接口相連，電 源管理電路4分別連接控制無線收發(fā)電路1、中央處理器2、定時器電路3、充電電池5，定時 器電路3定時觸發(fā)中央處理器2和無線收發(fā)電路1收發(fā)身份識別信息，收發(fā)完后遠距離無 線身份識別器自動進入只有定時器電路3上電工作的待機狀態(tài)，定時器電路3采用超低功 耗的時鐘電路或超低功耗的定時器電路；無線收發(fā)電路1為能夠發(fā)射身份識別信息和接收 遠端主機管理數(shù)據(jù)信息的FSK或ASK微功率無線收發(fā)電路。如圖2所示，遠距離無線身份識別器中的定時器電路3包括時鐘電路芯片Ul、晶振 Y1、電容Cl，晶振Yl連接在時鐘電路芯片Ul的第1腳、第2腳之間、電容Cl連接在時鐘電 路芯片Ul的第1腳上，晶振Yl與電容Cl組成時鐘振蕩電路，時鐘振蕩電路給時鐘電路芯 片Ul提供合適的基準時鐘頻率，時鐘電路芯片Ul的第8腳連接充電電池的正極端，時鐘電 路芯片Ul始終上電工作；電源管理電路4包括一個三極管Q1、三極管Q2、電阻R1、電阻R2，三極管Ql的集 電極連接單片機U2的第8腳供電腳和無線收發(fā)模塊的第2腳供電腳，三極管Q2的集電極 與時鐘電路芯片Ul的第3腳相連，三極管Q2的集電極還連接電阻R1，電阻Rl再連接到三 極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極連接充電電池的正極端，時鐘電路芯片Ul的第3腳在 時鐘電路定時周期到時會輸出一個負脈沖，使電阻Rl接地，進而通過三極管Ql的基極控制 三極管Ql飽和導通，三極管Ql導通時其集電極輸出電源VCC ；中央處理器2采用低功耗、低成本的單片機U2，所述單片機U2的第6腳、第7腳分 別與時鐘電路芯片Ul的第5腳、第6腳相連用作數(shù)據(jù)接口以設(shè)置時鐘芯片Ul的定時器周 期，單片機U2的第8、第9腳分別與微功率無線收發(fā)電路Ml的第1腳、第3腳相連用作身份 識別數(shù)據(jù)接口以控制無線收發(fā)電路Ml進行身份識別數(shù)據(jù)收發(fā)，單片機U2的第1腳通過電 阻R2連接至三極管Q2的基極控制三極管Q2的導通和截止，從而控制三極管Ql的導通和 截止，控制無線收發(fā)電路Ml和單片機U2的供電電源的開啟和關(guān)閉。遠距離無線身份識別器的工作流程如下時鐘電路芯片Ul內(nèi)設(shè)有定時時間參數(shù)， 定時時間到后由時鐘電路芯片Ul的第3腳輸出一個短暫的負脈沖信號，通過電阻Rl控制 三極管Ql的基極電壓下拉到低電平，使三極管Ql導通，三極管Ql導通后三極管Ql的集電 極有電源VCC輸出，以給單片機U2和微功率無線模塊Ml上電，單片機U2上電復位后，立即 通過單片機U2的第1腳輸出高電平，控制三極管Q2的基極電壓為高電平，使三極管Q2導 通，Q2導通后使三極管Ql保持導通，使三極管Ql的集電極保持有電源VCC輸出；單片機U2上電后，立即通過單片機U2的第6、第7腳控制微功率無線模塊Ml發(fā)射身份識別信息、并接 收配置信息，單片機U2收發(fā)完身份識別信息后，立即通過單片機U2的第6、第7腳配置刷新 時鐘電路芯片Ul的下一個定時時間參數(shù)，之后通過單片機U2的第1腳輸出低電平，使三極 管Q2的基極電壓為低電平，使三極管Q2截止從而使三極管Ql也截止，三極管Ql的集電極 沒有電源VCC輸出，單片機U2和微功率無線模塊Ml斷電進入睡眠待機模式，達到節(jié)電的目 的。所述電源管理電路4中還設(shè)有充電管理電路，充電管理電路配有與充電電池連接 的充電接口。
如圖3所示，充電管理電路包括充電接口 Jl、充電專用芯片U3、充電電池Bl、電阻 R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、發(fā)光二極管D1、發(fā)光二極管D2，充電接口 Jl外接供電電源， 電源經(jīng)過充電專用芯片U3的第4腳輸入，充電專用芯片U3的第3腳輸出合適的電壓和電 流給充電電池Bl充電，充電專用芯片U3的第5腳連接電阻R3用于調(diào)節(jié)充電輸出電流的大 小，充電專用芯片U3的第1腳輸出充電指示狀態(tài)，當充電電池Bl正在充電且未充滿電時， 充電專用芯片U3的第1腳輸出低電平，使發(fā)光二極管Dl通過電阻R6導通而發(fā)光，當充電 電池Bl充滿電時，充電專用芯片U3的第1腳輸出高電平，發(fā)光二極管Dl截止而熄滅，發(fā)光 二極管通過電阻R5導通而發(fā)光，表示充電完畢。
權(quán)利要求一種采用定時器電路觸發(fā)的遠距離無線身份識別器，包括無線收發(fā)電路、中央處理器，所述中央處理器的數(shù)據(jù)接口與無線收發(fā)電路相連，其特征在于其還包括定時器電路、電源管理電路、充電電池，所述定時器電路與中央處理器的數(shù)據(jù)接口相連，電源管理電路分別連接控制無線收發(fā)電路、中央處理器、定時器電路、充電電池，所述定時器電路定時觸發(fā)中央處理器和無線收發(fā)電路收發(fā)身份識別信息，收發(fā)完后遠距離無線身份識別器自動進入只有定時器電路上電工作的待機狀態(tài)，所述定時器電路采用超低功耗的時鐘電路或超低功耗的定時器電路；所述無線收發(fā)電路為能夠發(fā)射身份識別信息和接收遠端主機管理數(shù)據(jù)信息的FSK或ASK微功率無線收發(fā)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用定時器電路觸發(fā)的遠距離無線身份識別器，其特征 在于所述定時器電路包括時鐘電路芯片U1、晶振Y1、電容Cl，晶振Yl連接在時鐘電路芯 片Ul的第1腳、第2腳之間、電容Cl連接在時鐘電路芯片Ul的第1腳上，晶振Yl與電容 Cl組成時鐘振蕩電路，時鐘振蕩電路給時鐘電路芯片Ul提供合適的基準時鐘頻率，時鐘電 路芯片Ul的第8腳連接充電電池的正極端，時鐘電路芯片Ul始終上電工作；所述電源管理電路包括一個三極管Q1、三極管Q2、電阻R1、電阻R2，三極管Ql的集電 極連接單片機U2的第8腳供電腳和無線收發(fā)模塊的第2腳供電腳，三極管Q2的集電極與 時鐘電路芯片Ul的第3腳相連，三極管Q2的集電極還連接電阻R1，電阻Rl再連接到三極 管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極連接充電電池的正極端，時鐘電路芯片Ul的第3腳在時 鐘電路定時周期到時會輸出一個負脈沖，使電阻Rl接地，進而通過三極管Ql的基極控制三 極管Ql飽和導通，三極管Ql導通時其集電極輸出電源VCC ；所述中央處理器采用低功耗、低成本的單片機U2，所述單片機U2的第6腳、第7腳分別 與時鐘電路芯片Ul的第5腳、第6腳相連用作數(shù)據(jù)接口以設(shè)置時鐘芯片Ul的定時器周期， 單片機U2的第8、第9腳分別與微功率無線收發(fā)電路Ml的第1腳、第3腳相連用作身份識 別數(shù)據(jù)接口以控制無線收發(fā)電路Ml進行身份識別數(shù)據(jù)收發(fā)，單片機U2的第1腳通過電阻 R2連接至三極管Q2的基極控制三極管Q2的導通和截止，從而控制三極管Ql的導通和截 止，控制無線收發(fā)電路Ml和單片機U2的供電電源的開啟和關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用定時器電路觸發(fā)的遠距離無線身份識別器，其特征 在于所述電源管理電路中還設(shè)有充電管理電路，充電管理電路配有與充電電池連接的充 電接口。
專利摘要本實用新型公開了一種采用定時器電路觸發(fā)的遠距離無線身份識別器，包括無線收發(fā)電路、中央處理器、定時器電路、電源管理電路、充電電池，定時器電路定時觸發(fā)中央處理器和無線收發(fā)電路收發(fā)身份識別信息，收發(fā)完后遠距離無線身份識別器自動進入只有定時器電路上電工作的待機狀態(tài)，定時器電路采用超低功耗的時鐘電路或定時器電路；無線收發(fā)電路為能夠發(fā)射身份識別信息和接收遠端主機管理數(shù)據(jù)信息的FSK或ASK微功率無線收發(fā)電路。本實用新型采用微控制器和微功率無線收發(fā)電路能夠延長無線傳輸距離并降低成本，采用定時器電路定時控制遠距離無線身份識別器收發(fā)身份識別信息后進入超低功耗待機狀態(tài)，并采用充電式電池供電，延長身份識別器的使用壽命。
文檔編號H04B1/38GK201708795SQ20102019476
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者黃育平 申請人:福州聯(lián)安通信技術(shù)有限公司