射频识读装置、识别系统及用于珍珠饰品标识的射频识别系统

摘要

一种射频识读装置及射频识别系统，射频识读装置设置有主控模块、射频读写模块、语音模块和电源模块；主控模块设置有型号为STC89C52的芯片U4、电容C23、电阻R8、电容C21、电容C22和晶振Y2；射频读写模块设置有型号为RC522的芯片U3；语音模块设置有型号为WT588的芯片U1。射频识别系统，由IC卡和射频识读装置构成，IC卡设置为MIFARE卡，射频识读装置与IC卡通讯。该射频识读装置及由其构成的射频识别系统，自带语音功能，结构简单、性能稳定、功耗低、抗干扰能力强，能可靠实现与IC卡之间的数据传输，能够进行珍珠饰品等的标识。

说明书

技术领域

本发明涉及射频识读技术领域，特别是涉及一种射频识读装置及射频识别系统。

背景技术

RFID技术被全球高科技领域誉为最有市场前景、最具改变人类生活方式和高科技产业方面的技术。

与接触式IC卡相比较，非接触式IC卡继承接触式IC卡容量大、安全性高等优点，又克服了因触点外露导致的污染、磨损、静电以及插卡才能访问的缺点。而且非接触IC卡还具有一些其它优越的性能，如操作快捷、抗干扰性强、高可靠性、寿命长、多种工作距离等。正是基于这些优点，非接触式IC卡在公共汽车自动售票系统、校园一卡通系统、门禁考勤系统、仓库管理系统、实验室设备管理系统中都有广泛的应用。

非接触式IC卡对应的射频识读装置是非接触式IC卡系统的重要组成部分，它是非接触式IC卡得以被广泛应用于各个领域的关键。现有技术中的射频识读装置通常存在结构复杂，性能不够稳定，功耗高等缺陷。

因此，针对现有技术不足，提供一种用于非接触式IC卡识别的射频识读装置，并提供一种通过该射频识读装置构成的射频识别系统进行高档珍珠饰品标识甚为必要。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术的不足之处而提供一种射频识读装置，该射频识读装置带语音提示功能，抗干扰能力强，具有低功耗、结构简单、性能稳定的特点，能可靠地实现识读器与IC卡之间的数据传输。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现：

一种射频识读装置，设置有主控模块、射频读写模块、语音模块、显示装置和电源模块；

所述主控模块设置有型号为STC89C52的芯片U4、电容C23、电阻R8、电容C21、电容C22和晶振Y2；

电容C23一端接5V电压，电容C23另一端、电阻R8一端接芯片U4的引脚4，电阻R8另一端、芯片U4的引脚16、电容C21一端、电容C22一端均接地，电容C21另一端与晶振Y2的一端、芯片U4的引脚14连接，电容C22另一端与晶振Y2的另一端、芯片U4的引脚15连接；

射频读写模块设置有型号为RC522的芯片U3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电感L1、电感L2、天线P3、电容C16、电容C17、电容C18和晶振Y1；

电容C18一端、电容C17一端、电容C16一端均接地，电容C18另一端与晶振Y1的一端、芯片U3的引脚22连接，电容C17另一端与晶振Y1的另一端、芯片U3的引脚21连接，电容C16另一端、芯片U3的引脚16与电阻R6一端连接，芯片U3的引脚17、电阻R6另一端与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电容C7一端连接，电容C7另一端、电容C8一端、电容C10一端、电容C12一端与天线P3的引脚1连接，芯片U3的引脚18、芯片U3的引脚14、芯片U3的引脚10、芯片U3的引脚4、芯片U3的引脚5、天线P3的引脚2、电容C8另一端、电容C10另一端、电容C14另一端、电容C9一端、电容C11一端、电容C15一端均接地，电容C12另一端与电容C14另一端、电感L2一端连接，电感L2另一端与芯片U3的引脚13连接，电感L1一端与芯片U3的引脚11连接，电感L1的另一端与电容C15另一端、电容C13一端连接，电容C13另一端与电容C11另一端、电容C9另一端、天线P3的引脚3连接；

芯片U3的引脚1接地，芯片U3的引脚6与电阻R7一端连接，电阻R7另一端、芯片U3的引脚2、芯片U3的引脚3、芯片U3的引脚32、芯片U3的引脚15、芯片U3的引脚12均接3.3V电位；

芯片U3的引脚29与芯片U4的引脚24连接，芯片U3的引脚30与芯片U4的引脚23连接，芯片U3的引脚31与芯片U4的引脚22连接，芯片U3的引脚6与芯片U4的引脚20连接；

所述语音模块设置有型号为WT588的芯片U1、SPI串行通信接口U2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和扬声器LS1，电容C1一端、SPI串行通信接口U2的引脚3均接3.3V电位，电容C1另一端、SPI串行通信接口U2的引脚4均接地，SPI串行通信接口U2的引脚2与芯片U1的引脚1连接，SPI串行通信接口U2的引脚1与芯片U1的引脚3连接，SPI串行通信接口U2的引脚5与芯片U1的引脚2连接，SPI串行通信接口U2的引脚6与芯片U1的引脚4连接，SPI串行通信接口U2的引脚7、SPI串行通信接口U2的引脚8、芯片U1的引脚5均接3.3V电位，芯片U1的引脚7与芯片U4的引脚41连接，芯片U1的引脚8与芯片U4的引脚2连接，芯片U1的引脚9与芯片U4的引脚3连接，电阻R1一端接3.3V电位，电阻R1另一端、电容C2一端接芯片U1的引脚10，电容C2另一端接地，芯片U1的引脚11与二极管D1负极连接，二极管D1正极与电阻R4一端连接，电阻R4另一端、电容C6一端接5V电位，电容C6另一端、电阻R3一端与芯片U1的引脚13连接，电容C5一端与芯片U1的引脚12连接，电容C5另一端、电阻R3另一端、电容C4一端均接地，芯片U1的引脚14、电容C4另一端、电阻R2一端与芯片U4的引脚40连接，芯片U1的引脚15、芯片U1的引脚19、电容C3一端均接地，电容C3另一端、电阻R2另一端、芯片U1的引脚17均接5V电位，芯片U1的引脚18与扬声器LS1的引脚1连接，芯片U1的引脚16与扬声器LS1的引脚2连接。

上述电源模块设置有型号为AMS117-25的芯片U5、电容C20、电容C27、接口P5、开关S2、二极管D5、电容C24、电容C23、二极管D6和电阻R9；

芯片U5的引脚1、电容C20一端、电容C27一端均接地，电容C20另一端、电容C27另一端、芯片U5的引脚2均接3.3V电位，芯片U5的引脚3、接口P5的引脚2与开关S2一端均接5V电位，开关S2另一端与二极管D5正极连接，二极管D5的负极与电容C24一端、电容C23一端、二极管D6正极连接，二极管D6负极与电阻R9一端连接，电阻R9另一端、电容C23另一端、电容C24另一端、接口P5的引脚1均接地。

优选的，上述的射频识读装置还设置有USB充电模块，所述USB充电模块设置有开关S1、型号TP4057的芯片U8、电阻R81、二极管D81、二极管D82、滑动电阻W1、电容C81和电容C82；

开关S1的引脚6接VCC，开关S1的引脚4、电阻R81一端、芯片U8的引脚4与电容C81的一端连接，电阻R81另一端与二极管D81正极、二极管D82正极连接，二极管D81负极与芯片U8的引脚1连接，二极管D82负极与芯片U8的引脚5连接，芯片U8的引脚3与电容C82一端、干电池BT1的正极连接，芯片U8的引脚6与滑动电阻W1的2端、3端连接，芯片U8的引脚2、滑动电阻W1的1端、电容C82的另一端、电容C81的另一端、干电池BT1的负极均接地。

优选的，上述显示装置设置为LCD显示屏，LCD显示屏与所述主控模块连接。

优选的，上述射频识读装置还设置有语音下载模块，所述语音下载模块与所述主控模块、所述语音模块分别连接。

进一步的，电容C23设置为10微法，电阻R8设置为10千欧，电容C21、电容C22均设置为22皮法，晶振Y2的频率为12M；

电阻R5设置为5.1千欧，电阻R6为32欧，电阻R7为10千欧，电容C8、电容C9均设置为22皮法，电容C10、电容C11均设置为100皮法，电容C12、电容C13、电容C14、电容C15均设置为47皮法，电容C16设置为104皮法，电容C17、电容C18均设置为15皮法，晶振Y1的频率为27.12M；

电容C1设置为104皮法，电容C2设置为105皮法，电容C3、电容C4、电容C5均设置为104皮法，电容C6设置为101皮法，电阻R1设置为10欧，电阻R2设置为1千欧，电阻R3设置为500千欧，电阻R4设置为470欧，电感L1、电感L2均设置为2.2微亨。

进一步的，电容C20设置为10微法，电容C27为104皮法，电容C23设置为10微法，电容C24设置为104皮法，电阻R9为1千欧。

进一步的，电阻R81设置为1千欧，滑动电阻W1设置为20千欧，电容C81设置为1微法，电容C82设置为10微法。

本发明的另一目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种射频识别系统，该射频识别系统通过IC卡记载相关信息并通过射频识读装置进行通信读取，具有抗干扰能力强，结构简单、性能稳定、功耗低的特点。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现：

提供一种的射频识别系统，由IC卡和上述的射频识读装置构成，所述IC卡设置为MIFARE卡，所述射频识读装置与所述IC卡通讯。

本发明的另一目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种用于珍珠饰品识别的射频识别系统，该射频识别系统通过将记载有信息的IC卡埋于饰品基底并通过射频识读装置进行通信读取，具有抗干扰能力强，结构简单、性能稳定、功耗低的特点，能够有效对珍珠饰品等进行准确标定。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现：

提供一种用于珍珠饰品识别的射频识别系统，由载有饰品信息的IC卡和上述的射频识读装置构成，所述IC卡埋设于饰品基底，并通过防水胶封装，所述IC卡设置为MIFARE卡，所述射频识读装置与所述IC卡通讯。

进一步的，将射频识读装置放置于有效工作距离内，射频识读装置与IC卡通讯，射频识读装置读取IC卡预先设置的信息，并通过语音模块进行播放、通过显示装置进行显示。

本发明的射频识读装置及由其构成的射频识别系统，自带语音功能，结构简单、性能稳定、功耗低、抗干扰能力强，能可靠实现与IC卡之间的数据传输，能够方便准确地进行珍珠饰品的识别。

附图说明

利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种射频识读装置的结构示意图。

图2是本发明一种射频识读装置的主控模块的电路图。

图3是本发明一种射频识读装置的射频读写模块的电路图。

图4是本发明射频识读装置的语音模块的电路图。

图5是是本发明射频识读装置的电源模块的电路图。

图6是本发明射频识读装置的USB充电模块的电路图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1。

一种射频识读装置，如图1至图6所示，设置有主控模块、射频读写模块、语音模块、显示装置和电源模块，还设置有USB充电模块。

该射频识读装置使用时用于与配套的IC卡进行通信，将IC卡中的信息通过显示装置显示出来，同时由语音模块进行语音播报。电源模块提供其它模块工作的电压，USB充电模块使得该射频识读装置的充电方式更加方便、灵活。

主控模块是射频识读装置的核心，主控模块与IC卡进行通信，将IC卡中的信息通过显示装置显示出来，同时控制语音模块进行语音播报。如图2所示，主控模块设置有型号为STC89C52的芯片U4、电容C23、电阻R8、电容C21、电容C22和晶振Y2。

电容C23一端接5V电压，电容C23另一端、电阻R8一端接芯片U4的引脚4，电阻R8另一端、芯片U4的引脚16、电容C21一端、电容C22一端均接地，电容C21另一端与晶振Y2的一端、芯片U4的引脚14连接，电容C22另一端与晶振Y2的另一端、芯片U4的引脚15连接。

如图3所示，射频读写模块设置有型号为RC522的芯片U3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电感L1、电感L2、天线P3、电容C16、电容C17、电容C18和晶振Y1。

电容C18一端、电容C17一端、电容C16一端均接地，电容C18另一端与晶振Y1的一端、芯片U3的引脚22连接，电容C17另一端与晶振Y1的另一端、芯片U3的引脚21连接，电容C16另一端、芯片U3的引脚16与电阻R6一端连接，芯片U3的引脚17、电阻R6另一端与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电容C7一端连接，电容C7另一端、电容C8一端、电容C10一端、电容C12一端与天线P3的引脚1连接，芯片U3的引脚18、芯片U3的引脚14、芯片U3的引脚10、芯片U3的引脚4、芯片U3的引脚5、天线P3的引脚2、电容C8另一端、电容C10另一端、电容C14另一端、电容C9一端、电容C11一端、电容C15一端均接地，电容C12另一端与电容C14另一端、电感L2一端连接，电感L2另一端与芯片U3的引脚13连接，电感L1一端与芯片U3的引脚11连接，电感L1的另一端与电容C15另一端、电容C13一端连接，电容C13另一端与电容C11另一端、电容C9另一端、天线P3的引脚3连接。

芯片U3的引脚1接地，芯片U3的引脚6与电阻R7一端连接，电阻R7另一端、芯片U3的引脚2、芯片U3的引脚3、芯片U3的引脚32、芯片U3的引脚15、芯片U3的引脚12均接3.3V电位。

芯片U3的引脚29与芯片U4的引脚24连接，芯片U3的引脚30与芯片U4的引脚23连接，芯片U3的引脚31与芯片U4的引脚22连接，芯片U3的引脚6与芯片U4的引脚20连接。

射频读写模块是主控模块与IC卡进行信息传输的媒介，主控模块与IC卡通信必须借助射频读写模块，射频读写模块采用飞利浦公司的RC522芯片作为核心芯片，它与主控芯片U4及IC卡之间的通信都是采用SPI通信方式，具有高效便捷的特点。

如图4所示，语音模块设置有型号为WT588的芯片U1、SPI串行通信接口U2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和扬声器LS1，电容C1一端、SPI串行通信接口U2的引脚3均接3.3V电位，电容C1另一端、SPI串行通信接口U2的引脚4均接地，SPI串行通信接口U2的引脚2与芯片U1的引脚1连接，SPI串行通信接口U2的引脚1与芯片U1的引脚3连接，SPI串行通信接口U2的引脚5与芯片U1的引脚2连接，SPI串行通信接口U2的引脚6与芯片U1的引脚4连接，SPI串行通信接口U2的引脚7、SPI串行通信接口U2的引脚8、芯片U1的引脚5均接3.3V电位，芯片U1的引脚7与芯片U4的引脚41连接，芯片U1的引脚8与芯片U4的引脚2连接，芯片U1的引脚9与芯片U4的引脚3连接，电阻R1一端接3.3V电位，电阻R1另一端、电容C2一端接芯片U1的引脚10，电容C2另一端接地，芯片U1的引脚11与二极管D1负极连接，二极管D1正极与电阻R4一端连接，电阻R4另一端、电容C6一端接5V电位，电容C6另一端、电阻R3一端与芯片U1的引脚13连接，电容C5一端与芯片U1的引脚12连接，电容C5另一端、电阻R3另一端、电容C4一端均接地，芯片U1的引脚14、电容C4另一端、电阻R2一端与芯片U4的引脚40连接，芯片U1的引脚15、芯片U1的引脚19、电容C3一端均接地，电容C3另一端、电阻R2另一端、芯片U1的引脚17均接5V电位，芯片U1的引脚18与扬声器LS1的引脚1连接，芯片U1的引脚16与扬声器LS1的引脚2连接。

语音模块与主控模块之间的通信也是采用SPI方式，语音模块可以直接驱动8欧、0.5W的扬声器LS1。语音模块具有忙输出方式。语音模块在主控芯片与IC卡密码验证正确后将会自动进行语音播报，语音清晰，音质好。

射频识读装置还设置有语音下载模块，语音下载模块与主控模块、语音模块分别连接。通过语音下载模块，可以与专业的上位机结合，方便下载各种语音。语音下载模块的结构在此不再赘述。

如图5所示，电源模块设置有型号为AMS117-25的芯片U5、电容C20、电容C27、接口P5、开关S2、二极管D5、电容C24、电容C23、二极管D6和电阻R9。

芯片U5的引脚1、电容C20一端、电容C27一端均接地，电容C20另一端、电容C27另一端、芯片U5的引脚2均接3.3V电位，芯片U5的引脚3、接口P5的引脚2与开关S2一端均接5V电位，开关S2另一端与二极管D5正极连接，二极管D5的负极与电容C24一端、电容C23一端、二极管D6正极连接，二极管D6负极与电阻R9一端连接，电阻R9另一端、电容C23另一端、电容C24另一端、接口P5的引脚1均接地。

电源模块电路简单，可为系统正常工作提供5V及3.3V电压，保障了整个系统的正常工作。

如图6所示，射频识读装置还设置有USB充电模块，USB充电模块设置有开关S1、型号TP4057的芯片U8、电阻R81、二极管D81、二极管D82、滑动电阻W1、电容C81和电容C82。

开关S1的引脚6接VCC，开关S1的引脚4、电阻R81一端、芯片U8的引脚4与电容C81的一端连接，电阻R81另一端与二极管D81正极、二极管D82正极连接，二极管D81负极与芯片U8的引脚1连接，二极管D82负极与芯片U8的引脚5连接，芯片U8的引脚3与电容C82一端、干电池BT1的正极连接，芯片U8的引脚6与滑动电阻W1的2端、3端连接，芯片U8的引脚2、滑动电阻W1的1端、电容C82的另一端、电容C81的另一端、干电池BT1的负极均接地。

USB充电模块使用TP4057作为充电电路的核心芯片。该模块可以使识读装置的充电方式更加方便，只要有USB接口的地方都可以为识读器进行充电。本充电电路性能安全、可靠。

实践发现，该射频识读装置结构简单、体积小、功耗低、元件成本低，具有成本低廉、可靠性好、功耗低等特点。

实施例2。

一种射频识读装置，其它结构与实施例1相同，不同之处在于：具体采用如下参数的元器件。

具体的，电容C23设置为10微法，电阻R8设置为10千欧，电容C21、电容C22均设置为22皮法，晶振Y2的频率为12M。

电阻R5设置为5.1千欧，电阻R6为32欧，电阻R7为10千欧，电容C8、电容C9均设置为22皮法，电容C10、电容C11均设置为100皮法，电容C12、电容C13、电容C14、电容C15均设置为47皮法，电容C16设置为104皮法，电容C17、电容C18均设置为15皮法，晶振Y1的频率为27.12M。

电容C1设置为104皮法，电容C2设置为105皮法，电容C3、电容C4、电容C5均设置为104皮法，电容C6设置为101皮法，电阻R1设置为10欧，电阻R2设置为1千欧，电阻R3设置为500千欧，电阻R4设置为470欧，电感L1、电感L2均设置为2.2微亨。

电容C20设置为10微法，电容C27为104皮法，电容C23设置为10微法，电容C24设置为104皮法，电阻R9为1千欧。

电阻R81设置为1千欧，滑动电阻W1设置为20千欧，电容C81设置为1微法，电容C82设置为10微法。

该射频识读装置带语音提示功能，抗干扰能力强，具有低功耗、结构简单、性能稳定的特点，能可靠地实现识读器与IC卡之间的数据传输。

需要说明的是，本实施例的上述参数是实现该射频识读装置较佳的方式之一，但是不局限于上述参数，也可以根据具体需要灵活设置。

实施例3。

一种射频识别系统，由IC卡和上述实施例1或2任意一项的射频识读装置构成。具体的，IC卡设置为MIFARE卡，射频识读装置与IC卡通讯。

MIFARE卡是NXP公司（原飞利浦公司半导体公司）制造的非接触式IC卡，其具体结构在此不再赘述。MIFARE卡电气部分是由一个天线和ASIC组成，MIFARE卡内芯片工作需要的所有能量都由射频识读装置提供。射频识读装置通过天线向IC卡发送一组频率为13.56MHZ电磁波，IC卡片内有一个LC谐振电路，其频率与射频识读装置发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，使电容内有了电荷，当积累的电荷达到2V时，这个电容就可以作为电源提供工作电压，IC卡就可以正常工作，将卡内数据发射出去或接收射频识读装置发送的数据。

射频读写模块是控制模块的STC89C52芯片U4与IC卡通信的桥梁，所有读取IC卡或写进IC卡片上的数据均要通过MFRC522来传递，STC89C52芯片U4控制RC522芯片U3进行相应的控制操作。

该射频识别系统，通过IC卡记载相关信息，并通过射频识读装置进行通信读取，可以对具有IC卡的物品进行真伪或者信息鉴别。该射频识别系统具有抗干扰能力强，结构简单、性能稳定、功耗低的特点。

实施例4。

一种用于珍珠饰品识别的射频识别系统，由载有饰品信息的IC卡和如上述实施例1或2任意射频识读装置构成。IC卡所载有的信息如饰品名称、生产厂家和国别、珍珠养殖场地、珍珠养殖时间、珍珠贝的品名等相关信息，相关信息预先可用中英文语言事先录入至IC卡中。载有信息的IC卡埋设于珍珠等贵重饰品的基底部位，并通过防水胶封装。具体的IC卡设置为MIFARE卡，射频识读装置与IC卡通讯。

使用时，将射频识读装置放置于有效工作距离内，射频识读装置与IC卡通讯，射频识读装置读取IC卡预先设置的信息，并通过语音模块进行播放、通过显示装置进行显示。

通过该射频识别系统进行贵重饰品识别，可在不破坏饰品表面构造，不影响饰品美观的前提下进行。将射频识读装置放置于距离饰品一定距离范围内，射频识读装置的控制模块与IC卡通信，读取IC卡上的信息，STC89C52芯片U4控制显示装置进行信息显示，并控制语音模块进行自动播报。

该用于珍珠饰品识别的射频识别系统，该射频识别系统通过将记载有信息的IC卡埋于饰品基底并通过射频识读装置进行通信读取。具有抗干扰能力强，结构简单、性能稳定、功耗低的特点，能够有效对珍珠饰品等进行准确标定。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。