专利名称：一种具有故障切换功能的rfid阅读器及其故障切换的方法
技术领域：
本发明涉及基于射频识别技术的阅读器技术领域，特指一种具有故障切换功能的RFID阅读器及其故障切换的方法。
背景技术：
RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，它是一种利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触式信息传递，并通过所传递的信息达到自动识别目的的技术。由于该技术具有非可视传输、传输速度快、穿透性较强、较强的抗恶劣环境能力以及可重复使用等优点而倍受众多的行业与专业人士关注。纵观国内外RFID系统，其基本构成为射频识别标签、射频识别阅读器与应用层软件；其中射频识别阅读器的功能在于接收应用层的命令信息，启动其中的射频模块以控制天线工作，完成与射频标签的通信，同时将识别到的标签信息由通信接口传输到应用层供用户分析与处理。
前述现有的射频识别阅读器的工作状态几乎由人工监视，当工作人员监测到其发生故障时，手动进行切换等处理，也即是缺乏故障自动切换能力，这样对于重要检测岗位的标签识别无法达到连续性、可靠性的要求，而本专利所述的阅读器正是基于这样的背景、为解决上述问题而研发的。
发明内容
本发明解决的技术问题之一在于提供一种可以实现主阅读器与辅阅读器之间故障发生后自动切换工作的RFID阅读器。
本发明解决的技术问题之二在于提供一种主阅读器与辅阅读器之间故障发生后自动切换工作的方法。
本发明解决技术问题之一的技术方案是阅读器主要包括有电源、通信接口、CPU、RF模块、天线及存储器；电源给RF模块与CPU供电；天线与标签进行能量与信息的传递，并将标签信息及时地通过RF模块传输到CPU进行分析处理及存储器进行存储；通信接口与计算机或后台服务器连接后进行信息传输；还包括有一心跳线，用于主、辅阅读器之间心跳信息的传输。
所述的心跳线可以采用RS-232或者网络接口连接的线路。
所述的通信接口可包括以太网接口、CF接口、USB接口及RS-232接口；以太网接口为主要用于阅读器与应用层间的数据传输及阅读器之间组网以实现阅读器间的协同工作的接口；CF接口为主要用于与PDA、智能手机及移动电脑等进行通信操作的接口；USB接口及RS-232接口为主要应用于与PC机进行通信操作的接口。
所述的CPU为ARM、PowerPC或龙芯系列高速微处理器。
所述的RF模块为集成微控制器与射频收发电路于一体的标签识别模块。
本发明解决技术问题之二的技术方案是在阅读器内设置有一故障切换模块，在进行故障切换工作时；首先，在系统通电时通过硬件或软件设定某一阅读器为主阅读器，由主阅读器完成数据采集、处理、传输及网络通信任务；另一台阅读器为辅阅读器，它负责监测主阅读器的状态；
主阅读器在工作的同时向辅阅读器发送工作状态的心跳信息；辅阅读器定时接收心跳信息，故障切换模块根据所接收到的心跳信息分析出主阅读器的工作状态；当主阅读器出现故障时，辅阅读器可能接收不到心跳信息，或者接收到的心跳信息包含了主阅读器出错信息；此时，辅阅读器监测到主阅读器发生故障；在辅阅读器监测到主阅读器发生故障后，故障切换模块控制辅阅读器自动接管主阅读器的工作，完成数据采集、处理、传输及通信功能。
所述的故障切换模块包括心跳接收模块、心跳分析模块及心跳处理模块；心跳接收模块接收通过心跳线传输的心跳信息，而针对不同的心跳信息由心跳分析模块进行分析，解析出其所代表的主机运行状态，根据心跳分析模块的分析结果，心跳处理模块做出相应的动作进行处理。
辅阅读器在接管主阅读器工作的同时，发送reset信号至主阅读器，原主阅读器若能恢复正常则主阅读器转入辅阅读器工作状态，监测当前主阅读器的工作状态。
本发明的RFID阅读器设置有可以向其他阅读器发送工作状态信息的心跳线；通过故障切换模块的控制；当辅阅读器监测到主阅读器发生故障时，可以自动接管主阅读器的工作；无需人工干预，就能实现故障自动切换与处理功能；有效地提高了射频识别系统的智能化程度；确保阅读器系统工作的连续性与可靠性。
附图1是本发明阅读器结构框图；附图2是本发明阅读器程序主要功能模块图；
附图3是本发明阅读器故障切换的连接结构示意图。
附号说明电源 11通信接口12CPU 13RF模块 14天线 15存储器 16心跳线17启动阅读器模块21识别设置模块22读标签模块23心跳接收模块24心跳分析模块 25心跳处理模 26故障切换模块 27阅读器A 1 阅读器B 具体实施方式
见附图1，本发明的阅读器主要包括有电源11、通信接口12、CPU13、RF模块14(射频识别模块)、天线15及存储器16；电源11给RF模块14与CPU 13供电；该电源11采用可反复充电的锂电池，以保证该阅读器能在市电供电中断的情况下也能正常工作一段时间；天线15与标签进行能量与信息的传递，并将标签信息及时地通过RF模块14传输到CPU 13进行分析处理及存储器16进行存储；所述的通信接口12采用了多种接口备用的形式，主要包括以太网接口、CF接口、USB接口、Wiegand26接口及RS-232等多种接口；心跳线17用于主、辅阅读器之间传输心跳信息，辅阅读器通过对心跳信息的监测及分析，判定主阅读器是否出现故障；从而决定是否启动辅阅读器。
前述通信接口12中的以太网接口使得该阅读器可方便地与应用层相连，并可与应用层或其它阅读器进行组网，以实现网络型射频识别与阅读器间的协同工作功能；而CF接口主要应用于与PDA、智能手机及移动电脑进行通信操作，USB接口、Wiegand26接口与RS-232接口主要实现与PC机进行通信功能。
由于超高频段射频识别速度很快，信息量较多，为实现系统各级协调，该阅读器CPU 13可采用高速控制器，如ARM、PowerPC或龙芯微处理器等；射频识别模块14采用集成微控制器与射频收发电路于一体的标签识别模块，与外围天线15进行通信，从而实现超高频段射频标签地识别，其中包括调制、编码与解码等单元电路。而存储器16分为非记忆性存储与记忆性存储两个模块，前者主要是用来存储射频识别模块所识别到的标签ID信息，而经过数据处理与整合的信息存放于记忆性模块。
见附图2，本发明的控制程序的主要功能模块有启动阅读器模块21、识别设置模块22、读标签模块23、心跳接收模块24、心跳分析模块25、心跳处理模块26，而心跳接收模块24、心跳分析模块25、心跳处理模块26一起构成故障切换模块27，完成故障诊断与处理工作；启动阅读器模块21将阅读器启动后，识别设置模块22对识别类型、识别频段与识别功率等参数进行设置；读标签模块23是将标签传递给射频天线的电信息转化为后续模块能分析与处理的数字信息；心跳接收模块24用于接收通过心跳线17传输的心跳信息，而针对不同的心跳信息由心跳分析模块25进行分析，解析出其所代表的主机运行状态，根据心跳分析模块25的分析结果，心跳处理模块26做出相应的动作进行处理，心跳接收模块24、心跳分析模块25与心跳处理模块26一起协同工作，完成故障分析与切换工作，实现阅读器之间的数据传输与互控操作。
故障切换模块27是一种基于硬件冗余的双机热备方案，也就是实现主、辅阅读器的故障切换工作。
如附图3所示，是一种基于硬件冗余的双机热备方案。两阅读器内分别设置有一故障切换模块27；系统上电时，可通过硬件或软件设定某一阅读器为主阅读器，完成数据采集、处理、传输及网络通信任务，主阅读器在工作的同时向辅阅读器发送工作状态的心跳信息；另一台阅读器为辅阅读器，它负责监测主阅读器的状态。如图3所示，设定阅读器A1为主阅读器，设定阅读器B2为辅阅读器。心跳线可用RS-232或者网络接口的方式实现，用于传输心跳信息。辅阅读器定时接收到心跳信息，故障切换模块27由心跳信息分析出主阅读器的工作状态；当主阅读器出现故障时，辅阅读器可能接收不到心跳信息，或者接收到的心跳信息包含了主阅读器出错信息；此时，辅阅读器监测到主阅读器发生故障。当辅阅读器监测到主阅读器发生故障后，通过心跳处理模块26将自动接管主阅读器的工作，完成数据采集、处理、传输及网络通信功能；同时，辅阅读器可发送reset信号至主阅读器。原主阅读器若能恢复正常则其转入辅阅读器工作状态，监测主阅读器(原辅阅读器)的工作状态。为确保主、辅阅读器工作的同步性。
权利要求
1.一种具有故障切换功能的RFID阅读器，主要包括有电源(11)、通信接口(12)、CPU(13)、RF模块(14)、天线(15)及存储器(16)；电源(11)给RF模块(14)与CPU(13)供电；天线(15)与标签进行能量与信息的传递，并将标签信息及时地通过RF模块(14)传输到CPU(13)进行分析处理及存储器(16)进行存储；通信接口(12)与计算机或后台服务器连接后进行信息传输；其特征在于还包括有一心跳线(17)，用于主、辅阅读器之间心跳信息的传输。
2.根据权利要求1所述的RFID阅读器，其特征在于所述的心跳线(17)可以采用RS-232或者网络接口连接的线路。
3.根据权利要求1或2所述的RFID阅读器，其特征在于所述的通信接口(12)可包括以太网接口、CF接口、USB接口及RS-232接口；以太网接口为主要用于阅读器与应用层间的数据传输及阅读器之间组网以实现阅读器间的协同工作的接口；CF接口为主要用于与PDA、智能手机及移动电脑等进行通信操作的接口；USB接口及RS-232接口为主要应用于与PC机进行通信操作的接口。
4.根据权利要求1或2所述的RFID阅读器，其特征在于所述的CPU(13)为ARM、PowerPC或龙芯系列高速微处理器。
5.根据权利要求1或2所述的RFID阅读器，其特征在于所述的RF模块(14)为集成微控制器与射频收发电路于一体的标签识别模块。
6.根据权利要求3所述的RFID阅读器，其特征在于所述的CPU(13)为ARM、PowerPC或龙芯系列高速微处理器。
7.根据权利要求3所述的RFID阅读器，其特征在于所述的RF模块(14)为集成微控制器与射频收发电路于一体的标签识别模块。
8.一种权利要求1所述的RFID阅读器之间故障切换的方法，其特征在于在阅读器内设置有一故障切换模块(27)，在进行故障切换工作时；首先，在系统通电时通过硬件或软件设定某一阅读器为主阅读器，由主阅读器完成数据采集、分析处理及传输等任务；另一台阅读器为辅阅读器，它负责监测主阅读器的状态；主阅读器在工作的同时向辅阅读器发送工作状态的心跳信息；辅阅读器定时接收心跳信息，故障切换模块(27)根据所接收到的心跳信息分析出主阅读器的工作状态；当主阅读器出现故障时，辅阅读器可能接收不到心跳信息，或者接收到的心跳信息包含了主阅读器出错信息；此时，辅阅读器监测到主阅读器发生故障；在辅阅读器监测到主阅读器发生故障后，故障切换模块(27)控制辅阅读器自动接管主阅读器的工作，完成数据采集、处理及传输等功能。
9.根据权利要求8所述的故障切换的方法，其特征在于所述的故障切换模块(27)包括心跳接收模块(24)、心跳分析模块(25)及心跳处理模块(26)；心跳接收模块(24)接收通过心跳线(17)传输的心跳信息，而针对不同的心跳信息由心跳分析模块(25)进行分析，解析出其所代表的主机运行状态，根据心跳分析模块(25)的分析结果，心跳处理模块(26)做出相应的动作进行处理。
10.根据权利要求8或9所述的故障切换的方法，其特征在于辅阅读器在接管主阅读器工作的同时，发送reset信号至主阅读器，原主阅读器若能恢复正常则主阅读器转入辅阅读器工作状态，监测当前主阅读器的工作状态。
全文摘要
本发明涉及基于射频识别技术的阅读器技术领域，特指一种具有故障切换功能的RFID阅读器及其故障切换的方法；该RFID阅读器主要包括有电源、通信接口、CPU、RF模块、天线、存储器及心跳线；电源给RF模块与CPU供电；天线与标签进行能量与信息的传递，并将标签信息及时地通过RF模块传输到CPU进行分析与处理及存储器进行存储；通过心跳线在主、辅阅读器之间传输工作状态的心跳信息；再利用故障切换模块控制辅阅读器是否接管主阅读器的工作；从而实现在主阅读器发生故障时，辅阅读器自动接管主阅读器的工作。该方法有效地提高了射频识别系统的智能化程度；确保阅读器系统工作的连续性、可靠性。可广泛应用于各种RFID应用系统中。
文档编号G06K17/00GK101042724SQ200710027528
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者郑为民, 冯波, 何明松, 袁广南, 彭宪陆 申请人:广东电子工业研究院有限公司