一种基于Zigbee网络的RFID数据采集器的制作方法

本实用新型属于物联网数据采集技术领域，具体涉及一种基于Zigbee网络的RFID数据采集器。

背景技术：

目前的RFID数据读写设备，采用以太接口或RS485接口等有线的方式来进行数据的传输，此方式涉及到施工与布线，工序繁杂；有线的RFID采集设备不能有效利用目前主流的无线传感网络，造成了资源的浪费。目前市场上的RFID读写设备，要么采用有线的方式进行数据通信，要么采用超高频技术把读写的距离扩大到3-7米，上述两种方式的技术方案如下：有线的方式就是采集器采集到的数据通过网线或RS485总线把数据传输到主机上，需要进行布线与施工；超高频技术就是采用915Mhz或2.4G、5.8G等频段，采集器与主机之间的无线通信距离扩大到几米甚至几十米，超高频技术对天线的要求很高，设备成本昂贵。传统的RFID采集器与PC上位机通过有线的形式(以太网、RS232)进行通信，存在灵活性差、数据传输距离短、成本高等缺点。

中国专利文献中，公开号CN204007913U、名称是一种冻结井施工井壁无线测温系统(参见该申请说明书具体实施方式部分)，公开了一种冻结井施工井壁无线测温系统，包括一地面测温终端、井下测温节点和若干温度传感器，地面测温终端包括电源管理电路、时钟模块、Cortex-M3微处理器、无线通信模块、SD卡存储模块、USB通信模块、键盘模块和TFT液晶显示模块；井下测温节点包括Zigbee天线、无线射频放大器、具有无线收发功能的微处理器和锂电池供电模块。该现有技术虽然能够实现数据的无线传输，但是该系统的测温节点和测温终端分别设置在井下和地面，结构复杂，传输效率低、成本较高。

因此，为了解决现有技术中存在的问题，研究一种高效、快捷、简单、方便灵活、且制造成本低、通信距离更远的基于Zigbee网络的RFID数据采集器已经成为一项重要任务。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种基于Zigbee网络的RFID数据采集器，目的是采用Zigbee无线技术实现数据信息的无线双向传输，无须进行布线与施工，而且Zigbee组网高效、快捷、简单；同时采用zigbee通信技术，可以非常容易添加到无线传感网络中，方便灵活；相对于超高频技术具有成本低，通信距离更远等特点。

本实用新型的技术方案为：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于Zigbee网络的RFID数据采集器，包括壳体和设置于壳体内部的控制板，其特征在于：所述壳体内部的控制板包括RFID主控芯片、与RFID主控芯片相连的Zigbee主控芯片、与RFID主控芯片分别相连的天线及RFID射频电路和数据存储模块、与Zigbee主控芯片分别相连的天线及Zigbee射频电路和输出控制电路、以及用于为壳体内部控制板提供工作电源的电源模块，所述壳体的上端设置有感应区域，壳体的侧端设置有与壳体内部控制板连接的电源接口、指示灯、数据传输USB接口和天线。

与现有技术相比，本实用新型采用RFID主控芯片作为数据采集器的核心部分，负责对数据进行处理及与Zigbee主控芯片进行通信，天线及RFID射频电路负责无线信号的编码和解码、调制和解调，控制RFID主控芯片与电子标签进行数据通信，完成对电子标签的读写；数据存储模块负责系统配置参数的存储及程序代码的存储；Zigbee主控芯片负责与RFID主控芯片进行通信以及管理天线及Zigbee射频电路和输出控制电路；天线及Zigbee射频电路负责数据的无线传输；输出控制电路负责对外围设备的控制。壳体一侧设置的指示灯可以根据感应待机模式、接通模式、通电或断电等模式呈现不同的显示。本实用新型相对于超高频技术具有成本低、通信距离更远等特点；另外，本实用新型设置相对于有线的RFID采集设备，采用无线的方式进行数据的传输，首先无需进行布线与施工，方便灵活；同时由于采用Zigbee通信技术，可以非常容易添加到无线传感网络中，有利于物联网无线数据信号的采集。

所述壳体为具有扁平状结构的方形壳体。

所述壳体侧端设置的天线的长度为4-5cm；天线用于负责无线信号的传输。

所述壳体上端感应区域的面积为3×3cm；感应区域是壳体上平面部分的一个区域，与壳体内部控制板中的射频电路的感应部分相对应，感应区域负责对接近的电子标签发出的射频信号进行感应；数据采集时，电子标签中的信息通过感应区域读取到RFID数据采集器壳体内部的控制板中，由天线及RFID射频电路负责无线信号的编码和解码、调制和解调，控制RFID主控芯片与电子标签进行数据通信，完成对电子标签的读写。

所述RFID主控芯片采用cortex-M3芯片，所述Zigbee主控芯片采用CC2530芯片。

所述电源接口、指示灯和数据传输USB接口位于壳体的同一侧。

所述数据传输USB接口与壳体内部控制板连接；数据传输USB接口负责对数据采集器进行重置、设置和调试等情况下的数据传送。

所述电源接口为5VDC通用电源接口，可以适配普通5V变压适配器。

本实用新型的技术效果为：

本实用新型提供了一种基于Zigbee网络的RFID数据采集器，通过采用无线的方式进行数据的传输，与有线的RFID采集设备相比，无须进行布线与施工，解决了前者不能有效利用无线传感网络，造成了资源的浪费的缺点，使用方便灵活；采用zigbee通信技术，可以非常容易添加到无线传感网络中，解决了目前的RFID数据读写设备采用以太接口或RS485接口等有线的方式来进行数据的传输时，涉及到的施工与布线，工序繁杂等问题，有利于物联网无线数据信号的采集；此外，本实用新型相对于超高频技术具有成本低，通信距离更远等特点，解决了有线方式中超高频技术对天线的要求很高、设备成本昂贵的问题。

附图说明

图1为本实用新型基于Zigbee网络的RFID数据采集器结构示意图。

图2为本实用新型壳体内部的控制板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

如图1-图2所示，本实用新型提供了本实用新型提供了一种基于Zigbee网络的RFID数据采集器，包括壳体1和设置于壳体1内部的控制板，所述壳体1内部的控制板包括RFID主控芯片、与RFID主控芯片相连的Zigbee主控芯片、与RFID主控芯片分别相连的天线及RFID射频电路和数据存储模块、与Zigbee主控芯片分别相连的天线及Zigbee射频电路和输出控制电路、以及用于为壳体1内部控制板提供工作电源的电源模块，所述壳体的上端设置有感应区域2，壳体1的侧端设置有与壳体1内部控制板连接的电源接口5、指示灯4、数据传输USB接口6和天线3。所述电源接口5、指示灯4和数据传输USB接口6位于壳体1的同一侧。所述壳体1为具有扁平状结构的方形壳体；所述壳体1侧端设置的天线3的长度为4-5cm，天线3用于负责无线信号的传输；所述壳体1上端感应区域2的面积为3×3cm；感应区域2负责对接近的电子标签发出的射频信号进行感应。所述RFID主控芯片采用cortex-M3芯片，所述Zigbee主控芯片采用CC2530芯片；所述数据传输USB接口6与壳体1内部控制板连接，数据传输USB接口6负责对数据采集器进行重置、设置和调试等情况下的数据传送；所述电源接口5为5VDC通用电源接口，可以适配普通5V变压适配器；壳体1一侧设置的指示灯4可以根据感应待机模式、接通模式、通电或断电等模式呈现不同的显示。

数据采集时，电子标签中的信息通过感应区域2读取到RFID数据采集器壳体1内部的控制板中，由天线及RFID射频电路负责无线信号的编码和解码、调制和解调，控制RFID主控芯片与电子标签进行数据通信，完成对电子标签的读写。RFID主控芯片对读写的数据进行处理并与Zigbee主控芯片进行通信；Zigbee主控芯片负责与RFID主控芯片进行通信并管理天线及Zigbee射频电路和输出控制电路；数据存储模块负责系统配置参数的存储及程序代码的存储；天线及Zigbee射频电路负责数据的无线传输；输出控制电路负责对外围设备的控制；电源模块则用于为壳体1内部的控制板提供工作电源。RFID主控芯片通过天线及RFID射频电路读取电子标签的信息，并将识别到的标签信息通过Zigbee主控芯片、天线及Zigbee射频电路将数据进行上传，Zigbee主控芯片、天线及Zigbee射频电路便会搜寻网络，申请加入已组建的Zigbee网络，若加入网络成功，则数据采集器进入低功耗模式即休眠状态，从而降低功耗。本实用新型可应用于智能楼宇管理系统当中，该基于Zigbee网络的RFID数据采集器可以随意安装于门禁等区域，对来访者携带的电子标签当中的信息进行辨别、处理、远程通信，已确认来访者的权限，以保护楼宇的安防。