[发明专利]一种高精度超高频RFID近场标签探测系统

摘要

本发明公开了一种高精度超高频RFID近场标签探测系统，本发明包括主控模块、超高频RFID感应线圈、可变阻尼系统、屏蔽传输线结构、阻抗匹配网络、射频模块、电源模块、蓝牙模块、USB数据接口、LED灯、照明模块和蜂鸣器模块；所述的射频模块的输出端与阻抗匹配网络的输入端连接，阻抗匹配网络的输出端通过屏蔽传输线结构与可变阻尼系统的输入端连接，可变阻尼系统的输出端与超高频RFID感应线圈连接，电源模块给各个模块供电；所述的屏蔽传输线结构为弹性材料。本专利方便确定探测范围，可以记录无效标签；增加蓝牙和USB数据接口与外界交换数据；增加内置锂电池为整个系统供电。

主权项

1.一种高精度超高频RFID近场标签探测系统，其特征在于：包括主控模块、超高频RFID感应线圈、可变阻尼系统、屏蔽传输线结构、阻抗匹配网络、射频模块、电源模块、蓝牙模块、USB数据接口、LED灯、照明模块和蜂鸣器模块；所述的射频模块的输出端与阻抗匹配网络的输入端连接，阻抗匹配网络的输出端通过屏蔽传输线结构与可变阻尼系统的输入端连接，可变阻尼系统的输出端与超高频RFID感应线圈连接，电源模块给各个模块供电；所述的屏蔽传输线结构为弹性材料；所述主控模块包括射频模块、主控制器模块，LED控制模块、蜂鸣器模块、照明模块、蓝牙模块、USB管理模块、电源控制按键模块和标签读取按键模块；所述的射频模块包括第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第二十一电容C21、第二十三电容C23、第二十五电容C25、第三十四电容C34、第四十四电容C44、第三十二电容C32、第三十三电容C33、第三十五电容C35、第三十六电容C36、第三十九电容C39、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十七电阻R17、第十九电阻R19、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、单片机U5、射频芯片U4、无源晶振芯片U2、射频协议处理芯片U9、调理芯片U3、射频信号调节芯片U7；所述的单片机U5的1脚接MCU‑3.3V，2脚接地，3脚接VCC‑3.3，4脚与第四电感L4的一端、射频信号调节芯片U7的4脚连接，5脚与第四电感L4的另一端、射频信号调节芯片U7的3脚连接，8脚接地，9脚与第十五电容C15的一端、第十六电容C16的一端、第三电感L3的一端连接，10脚与单片机U5的11脚、第十五电容C15的另一端连接并接VCC‑3.3，第十六电容C16的另一端接地，单片机U5的13脚与第十二电容C12的一端、无源晶振芯片U2的1脚连接，14脚与第十一电容C11的一端、无源晶振芯片U2的3脚连接，第十一电容C11的另一端、第十二电容C12的另一端、无源晶振芯片U2的2脚、无源晶振芯片U2的4脚接地，单片机U5的15脚与稳压芯片U10的4脚连接，16脚与连接，17脚与第十五电阻一端连接，18脚与系统地GND连接，19脚与第十八电容C18的一端连接并接VCC‑3.3，第十八电容C18的另一端接地，单片机U5的20脚与第七电阻R7的一端连接，单片机U5的21脚与第九电阻R9的一端连接，第七电阻R7的另一端与射频协议处理芯片U9的5脚连接，第九电阻R9的另一端与射频协议处理芯片U9的3脚连接，22脚与射频协议处理芯片U9的8脚连接，23脚与射频协议处理芯片U9的7脚连接，24脚与稳压芯片U10的5脚连接，25脚与第二十一电容C21的一端连接并接MCU‑3.3V，26脚悬空，27脚与第三电阻一端连接，28脚与第四电阻一端连接，第三电感L3的另一端与第十七电容C17的一端、射频芯片U4的2脚连接，第十七电容C17的另一端接地，射频芯片U4的4脚与第四电阻R4的一端、第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端接地，第四电阻R4的另一端接单片机U5的28脚，射频芯片U4的5脚与第三电阻R3的一端、第八电阻R8的一端连接，第三电阻R3的另一端接地，第八电阻R8的另一端接地，射频芯片U4的6脚与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地，射频芯片U4的7脚接地，射频芯片U4的8脚与第二十三电容C23的一端连接，第二十三电容C23的另一端与射频信号调节芯片U7的1脚连接，射频信号调节芯片U7的2脚、5脚接地，6脚架空；射频芯片U4的9脚与调理芯片U3的4脚连接，10脚与射频芯片U4的1脚、第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第七电容C7的一端、稳压芯片U10的8脚连接，第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第七电容C7的另一端接地，调理芯片U3的1脚、3脚、5脚、7脚接地，2脚、6脚架空，8脚与第十三电容C13的一端、第二电感L2的一端连接，第十三电容C13的另一端接地，第二电感L2的另一端与第十四电容C14的一端、射频接头输入端连接，第十四电容C14的另一端接地，射频协议处理芯片U9的0脚接地，2脚与第四十四电容C44的一端连接，第四十四电容C44的一端另一端连接，射频协议处理芯片U9的3脚与第九电阻的一端连接，4脚接地，5脚与第七电阻的一端连接，7脚与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端接MCU‑3.3V，射频协议处理芯片U9的8脚与第十九电阻R19的一端连接，第十九电阻R19的一端接MCU‑3.3V，射频协议处理芯片U9的12脚接地，13脚与第三十四电容C34的一端连接，第三十四电容C34的另一端接地，18脚与单片机U5的32脚连接，26脚与射频协议处理芯片U9的30脚、第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端与第二十电阻的一端连接，27脚、28脚与第二十五电容C25的一端连接并接MCU‑3.3V，第二十五电容C25的另一端接地，射频协议处理芯片U9的31脚与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第二十一电阻的一端连接，1脚、6脚、9脚、10脚、11脚、14脚、15脚、16脚、17脚、19脚、20脚、21脚、22脚、23脚、24脚、25脚、28脚、32脚架空；所述的第三十二电容C32的一端接地，另一端与稳压芯片U10的1脚连接并接电源VCC‑BAT，稳压芯片U10的2脚接地，3脚与第三十五电容C35的一端连接，第三十五电容C35的另一端接地，稳压芯片U10的4脚与第二十二电阻R22的一端连接，5脚与第二十三电阻R23的一端连接并接PA_VPD，6脚架空，7脚与第三十六电容C36的一端、第五电感L5的一端连接并接VCC‑3.3，8脚与第三十三电容C33的一端连接并接PA‑3.3，第二十二电阻R22的另一端、第二十三电阻R23的另一端、第三十六电容C36的另一端、第三十三电容C33的另一端接地，第五电感L5的另一端与第三十九电容C39的一端连接并接MCU‑3.3；第三十九电容C39的另一端接地；所述的单片机U5型号为STR09、射频芯片U4的型号为RF7418、射频协议处理芯片U9的型号为STR01、调理芯片U3的型号为0915LP15B026、射频信号调节芯片U7的型号为BD0810J50100AHF，稳压芯片U10的型号为mic5330；所述的主控模块包括主控芯片U8的1脚与第二十电容C20的一端、第六芯片U6的2脚连接，第二十电容C20的另一端接地，第六芯片U6的1脚接地，第六芯片U6的3脚与第二十二电容C22的一端连接并接VCC‑BAT,第二十二电容C22的另一端接地，主控芯片U8的2脚接地，3脚与第二十七电容C27的一端、第一晶振Y1的一端连接，第二十七电容C27的另一端接地，4脚与第一晶振Y1的另一端、第二十八电容C28的一端连接，5脚与第十八电阻18的一端、第二十九电容C29的一端、无源晶振Y2的1脚连接，第二十九电容C29的另一端接地,主控芯片U8的6脚与第十八电阻18的另一端、第三十一电容C31的一端、无源晶振Y2的3脚连接，第三十一电容C31的另一端接地，、无源晶振Y2的2脚、4脚接地，主控芯片U8的7脚接MCU_RESET,8脚接BLPOWER‑KZ,9脚架空，10脚接POWERLED,11脚架空，12脚接地，13脚与第三十电容C30的一端连接并接MCU‑VCC，第三十电容C30的另一端接地，主控芯片U8的14脚接POWER‑B‑JC,15脚RF_EN,16脚与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端接RXD‑TTL,主控芯片U8的17脚与第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端接TXD‑TTL,主控芯片U8的18脚接地，19脚与第三十八电容C38的一端连接并接MCU‑VCC，第三十八电容C38的另一端接地，主控芯片U8的20脚、21脚、22脚、23脚、24脚、26脚、30脚、38脚、45脚、51脚、54脚、62脚架空，25脚接BL‑RST，27脚接POWERLED‑B‑JC，28脚接BOOT1,29脚接BL‑RXD,30脚接BL‑TXD,31脚接地，32脚与第三十七电容C37的一端连接并接MCU‑VCC,第三十七电容C37的另一端接地，主控芯片U8的33脚接IDLE_MCU,34脚接BL_AT,35脚接BL_EN,36脚接BL_RST,37脚接BL_LED，39脚接READER_MCU，40脚与第一发光二极管D1的阴极连接，第一发光二极管D1的阳极与第十六电阻R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端接MCU‑VCC，主控芯片U8的41接MCU_TEST，42脚与第五十七电阻R57的一端连接，第五十七电阻R57的另一端接RXD‑MCU,主控芯片U8的43脚与第五十六电阻R56的一端连接，第五十六电阻R56的另一端接TXD‑MCU，主控芯片U8的44脚接BELL，46脚接J_TMS,47脚接地，48脚与第二十六电容C26的一端连接并接MCU‑VCC，第二十六电容C26的另一端接地，49脚接J_TCK，50脚接J_TDI，52脚接POWERLED‑B，53脚接POWER‑B，55脚接J_TDO，56脚接J_RST，57脚与第十三电阻R13的一端连接，58脚与第十二电阻R12的一端连接，59脚与第十一电阻R11的一端连接，60脚接BOOT0，61脚与第十电阻R10的一端连接，63接地，64脚与第二十四电容C24的一端俩呢及并接MCU‑VCC，第十电阻R10的另一端接BAT_L4，第十一电阻R11的另一端BAT_L3，第十二电阻R12的另一端BAT_L2，第十三电阻R13的另一端BAT_L1；所述的主控芯片U8的型号为STM32F103RCT6、第六芯片U6的型号为XC6206P332MR、Y2为无源晶振；所述的LED控制模块中的第一稳压器芯片U1的1脚与第一电容C1的一端连接并接VCC‑BAT,2脚接地，3脚与第三电容C3的一端连接，4脚与第二十四电阻R24的一端连接并接BLPOWER‑KZ，5脚与第八十五电阻R85的一端连接并接POWERLED‑B，6脚架空，7脚与第四电容C4的一端、第一电感的一端连接，8脚与第二电容C2的一端连接并接VCC‑LED,9脚接地，第一电感L1的另一端与第八电容C8的另一端连接并接BL_VCC，第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第八电容C8的另一端、第二十四电阻R24的另一端、第八十五电阻R85的另一端接地；第一稳压器芯片U1的型号为mic5330所述的蜂鸣器模块中蜂鸣器U17的1脚与第五十八电阻R58的一端连接，第五十八电阻R58的另一端接MCU‑VCC，蜂鸣器U17的一端的2脚与三极管Q1的C脚连接，三极管Q1的B脚与第五十九电阻R59的一端连接，第五十九电阻R59的另一端接BELL,三极管Q1的E脚接地；三极管Q1的型号为S9013；所述的照明模块中第五接插件P5的1脚与第七十电阻R70的一端、第七十二电阻R72的一端连接，第七十电阻R70的另一端、第七十二电阻R72的另一端与第五十一电容C51的一端连接并接VCC‑LED，第五十一电容C51的另一端接地，第五接插件P5的2脚与接地；第四接插件P4的1脚与第六十六电阻R66的一端、第六十八电阻R68的一端连接，第六十六电阻R66的另一端、第六十八电阻R68的另一端与第五十电容C50的一端连接并接VCC‑LED，第五十电容C50的另一端接地，第四接插件P4的2脚与接地；第七十三R73的一端接MCU‑VCC，第七十三电阻R73的另一端与第七开关S7的一端、第五十二电容C52的一端连接并接BL‑RST,第五十二电容C52的另一端与第七开关S7的另一端连接并接地；所述的蓝牙模块中第十六芯片U16的1脚与第四十三电容C43的一端连接并接BL_VCC,第四十三电容C43的另一端接地，2脚、3脚、4脚、5脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚架空，6脚与第五十电阻R50的一端连接，第五十电阻R50的另一端与第九发光二极管D9的阳极连接，第九发光二极管D9的阴极接地，第十六芯片U16的19脚与第四十四电阻R44的一端连接，第四十四电阻R44的另一端接BL_TXD,第十六芯片U16的20脚与第四十二电阻R42的一端连接，第四十二电阻R42的另一端接BL_RXD,第十六芯片U16的21脚与第五十二电阻R52的一端连接，第五十二电阻R52的另一端与第五十五电阻R55的一端连接并接BL_AT，第五十五电阻R55的另一端接BL_VCC；第十六芯片U16的22脚与第四十九电阻R49的一端连接，第四十九电阻R49的另一端接BL_EN,第十六芯片U16的23脚与第四十七电阻R47的一端连接，第四十七电阻R47的另一端与第四十五电阻R45的一端连接并接BL_RST,第四十五电阻R45的另一端接BL_VCC,第十六芯片U16的24脚接地；所述的电池管理模块中第十三芯片U13的1脚与第三十二电阻R32的一端、第三十四电阻R34的一端连接，2脚与第四十一电阻R41的一端连接，3脚与第三十七电阻R37的一端、第三十四电阻R34的另一端连接，4脚与第四十三电阻R43的一端连接，5脚与第三十七电阻R37的另一端、第三十九电阻R39的一端连接，6脚与第四十六电阻R46的一端连接，7脚与第三十九电阻R39的另一端、第四十电阻R40的一端连接，8脚与第五十一电阻R51的一端连接，9脚与第十三芯片U13的11脚、第十三芯片U13的16脚、第四十二电容C42的一端、第三十二电阻R32的另一端连接并接VCC‑POWERJC,第四十电阻R40的另一端、第四十二电容C42的另一端、第十三芯片U13的12脚、第十三芯片U13的13脚、14脚接地，第十三芯片U13的10脚、15脚架空；第四十一电阻R41的另一端与第四二极管D4的阴极连接，第四十三电阻R43的一端与第五二极管D5的阴极连接，第四十六电阻R46的一端与第六二极管D6的阴极连接，第五十一电阻R51的一端与第七二极管D7的阴极连接，第四二极管D4的阳极、第五二极管D5的阳极、第六二极管D6的阳极、第七二极管D7的阳极接MCU‑VCC；第十三电量检测芯片U13的型号为CN1185，所述的USB管理模块中第一芯片J1的1脚与第四十九电容C49的一端、第十四芯片U14的2脚连接并接USB_VBUS，2脚与第十四芯片U14的4脚连接并接USB_DM，3脚与第十四芯片U14的3脚连接并接USB_DP，4脚架空，5脚、6脚接地，第十四芯片U14的4脚、第四十九电容C49的另一端接地，第十一芯片U11的1脚与第四十一电容C41的一端连接并接USB_VBUS，2脚、4脚架空，3脚与第二二极管D2的阴极连接，5脚、9脚接地，6脚与第三十六电阻R36的一端连接，7脚与第三十三电阻R33的一端连接，8脚与第四十电容C40的一端、接插件P1的1脚、第三十五电阻R35的一端连接并接VCC‑BAT，第二二极管D2的阳极与第三十五电阻R35的另一端连接，第四十一电容C41的另一端、第四十电容C40的另一端、第三十三电阻R33的另一端、第三十六电阻R36的另一端、接插件P1的2脚接地；第十五芯片U15的1脚、10脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚、21脚、22脚、23脚、27脚架空，4脚接USB_DP，5脚接USB_DM,6脚与第四十五电容C45的一端连接并接U6的2脚，7脚与第四十七电容C47的一端、第四十八电容C48的一端、第五十三电阻R53的一端、第十五芯片U15的8脚连接,10脚与第五十三电阻R53的另一端连接，11脚与第五十四电阻R54的一端连接，24脚接RTSUSB,25脚接RXD‑MCU,26脚接TXD‑MCU,28脚接DTRUSB,第四十五电容C45的另一端、第四十七电容C47的另一端、第四十八电容C48的另一端、第五十四电阻R54的另一端、第十五芯片U15的3脚、第十五芯片U15的29脚接地；第一芯片J1为通用microUSB接口，第十一芯片U11型号为SGM4056；所述的电源控制按键模块中第八十二电阻R82的一端接MCU‑VCC，第八十二电阻R82的另一端与第八按键S8的一端连接，第八按键S8的另一端与第八十三电阻R83的一端、第五十四电容C54的一端连接并接POWER‑B‑JC，第八十三电阻R83的另一端、第五十四电容C54的另一端接地；所述的标签读取按键模块中第一电阻R1的一端接MCU‑VCC，第一电阻R1的另一端与第一按键S1的一端、第十电容C10的一端连接并接READER_MCU，第十电容C10的另一端与第一按键S1的另一端连接并接地。