CN115796200B - 一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仓储技术领域，提供了用于变电站智慧工地智慧仓储系统，读卡模块包括运放模块和天线调谐网络模块；运放模块包括射频放大电路、低通滤波电路、定向耦合电路和射频检测电路；射频放大电路的射频输入端口与读写模块的端口连接，射频放大电路的射频输出端与低通滤波电路的接入端连接；定向耦合器分别与低通滤波电路的射频输出端、天线调谐网络模块的接入端和射频检测电路的接入端连接；通过读卡模块中运放模块对物品识别，提高工作效率，解决识别率低的问题和识别距离的限制，通过天线调谐网络模块，调整调谐电路接入电感量，形成动态的调谐网络，可以实现不同频段的接收，保证读卡器的性能，提高读卡的稳定性。

Description

一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统

技术领域

本发明涉及仓储智能管理技术领域，具体而言，涉及一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统。

背景技术

变电站的建设过程中，会用到很多贵重的机械材料、电力设备等。在借用或领物的过程中，大部分都是利用仓库管理员来管理设备或物品的情况，由于人的特殊情况，往往会造成物品丢失或有借无换的现象，因此，这就非常有必要建立一个智能仓库管理系统，对变电站建设过程中用到的材料进行精准细化管理以及追溯。

而现有的变电站智慧工地智慧仓储系统，是运用了条码仓库管理系统，通过对物品上的条码进行扫描识别，存在以下问题：第一、领料员在一次领取多种物料或多个物品或多个领料员同时领料多个物品时，就需要能够快速的进行物料识别、读取；第二、物品需要识别时，因特殊情况无法将物料放置到物料台进行识别。

基于上述原因，需要对现有的变电站智慧工地智慧仓储系统进行改进，来满足智慧仓储中出现的问题。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统。

为解决上述问题，本发明提供一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，包括读卡模块，读卡模块包括读写模块、读卡主控模块、读卡电源模块、运放模块和天线调谐网络模块；读卡电源模块分别与读写模块、读卡主控模块和运放模块电连接，运放模块包括射频放大电路、低通滤波电路、定向耦合电路和射频检测电路；射频放大电路的射频输入端口与读写模块的REOUT端口电连接，射频放大电路的射频输出端与低通滤波电路的接入端电连接；定向耦合器分别与低通滤波电路的射频输出端、天线调谐网络模块的接入端和射频检测电路的接入端电连接；射频检测电路的输出端与读卡主控模块电连接；天线调谐网络模块的输出端设有调控天线模块，调控天线模块安装天线。

优选的技术方案，射频放大电路的射频输出端与第一电感一端电连接，第一电感另一端与第一电容的一端电连接，第一电容另一端与低通滤波电路的接入端电连接。

优选的技术方案，低通滤波电路的输出端与第二电容的一端电连接，第二电容的另一端与定向耦合器电连接。

优选的技术方案，定向耦合电路的耦合端与滤波分压电路的输入端电连接，滤波分压电路的输出端与射频检测器的射频信号输入接口电连接(射频输入和关断逻辑输入。将RF输入交流耦合至此引脚，并应用关断逻辑。通过电阻输入，驱动低电平以关闭器件，驱动高电平或连接到VCC以开启器件)，射频检测器的电源引脚与电源电连接，射频检测器的射频信号输出端与读卡主控模块电连接，射频检测器的端口接地。

优选的技术方案，定向耦合器的输入端与第二电容的另一端电连接，定向耦合器的隔离端与读写模块的接收端电连接，定向耦合器的发送端与天线调谐网络模块电连接。

优选的技术方案，天线调谐网络模块设有协调单元和连接模块，协调单元的接入端与定向耦合器的发送端电连接，协调单元的输出端与调控天线模块的接入端电连接，连接模块与协调单元中的引脚电连接。

优选的技术方案，协调单元为三组，且每组协调单元为串联，第一协调单元的接入端与定向耦合器的发送端电连接，第三协调单元的输出端与调控天线模块的输入端连接。

优选的技术方案，每组协调单元包括四个调谐电路、且每个调谐电路串联；调谐电路包括第一切换开关，四个第一切换开关的共用端子的输入端串连接；第一切换开关的常开端子的输出端与第二电感的其一端电连接，第二电感的其二端接地；第一切换开关的常闭端子与第三电感的其一端电连接，第三电感的其二端接地；常开端子的输入端和常闭端子的输入端分别与连接模块对应的引脚连接。

优选的技术方案，调控天线模块包括第二切换开关、第一天线插座和第二天线插座；第二切换开关的常开端子的输出端与第四电容一端电连接，第四电容另一端与第一天线插座电连接；第二切换开关的常闭端子的输出端与第五电容一端电连接，第五电容另一端与第二天线插座电连接；第二切换开关共用端子与第六电容其一端连接，第六电容其二端与三组协调单元的连接共线连接；第二切换开关中常开端子的输入端和第二切换开关中常闭端子的输入端分别与读卡主控模块的相应端口连接。

优选的技术方案，读卡模块还包括数模信号转换电路，数模信号转换电路的输入端与射频放大电路的功率控制电压的输出端连接，数模信号转换电路的输出端与读卡主控模块电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

使用时，读写模块、读卡主控模块、读卡电源模块、运放模块和天线调谐网络模块可进行封装作为读取识别装置；读取识别装置在对物品上RFID标签进行识别时，工作效率和输出功率得到提高，读写距离也得到增强；通过低通滤波器，将高频信号滤除调，提高了RFID读卡器的抗干扰能力；定向耦合器，主要用来做信号隔离，当发射信号的时候防止反射信号进入接收机，造成接收机内部LNA饱和；射频检测电路用于检测定向耦合器的耦合端口和隔离端口的信号功率，天线调谐网络模块，通过当用户用不同的天线的时候，因为天线的阻抗不一致，这时候可以通过不断的去调整调谐网络的阻抗，找到一个最佳的信号隔离度点(TX发射时，RX接收到的最低电平点就是隔离度最佳位置)。当加了天线调谐网络的读卡器不会因为天线的工作频点不一致从而影响读卡器的性能。动态的调谐网络可以将天线匹配到最佳的状态，保证了读卡器的性能，提高了系统的稳定性以及可靠性。通过上述部件的组合，从而提高读取识别装置的系统稳定性、高效率、范围广的特性。

附图说明

图1为本发明实施例的整体原理结构示意图；

图2为本发明实施例运放电路与天线谐调网络模块的连接原理结构示意图；

图3为本发明读卡主控模块的原理结构示意图；

图4为本发明射频放大电路的原理结构示意图；

图5为本发明低通滤波电路、射频检测电路和定向耦合电路的连接及原理结构示意图；

图6为本发明天线谐调网络模块的原理结构示意图；

图7为本发明谐调电路的原理结构示意图；

图8为本发明连接模块1的原理结构示意图；

图9为本发明连接模块2的原理结构示意图；

图10为本发明数模信号转换器的原理结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

如图1-3所示，实施例1，本发明提供一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，包括读卡模块，读卡模块包括读写模块、读卡主控模块、读卡电源模块、运放模块和天线调谐网络模块；读卡电源模块分别与读写模块、读卡主控模块和运放模块电连接，运放模块包括射频放大电路、低通滤波电路、定向耦合电路和射频检测电路；射频放大电路的射频输入端口与读写模块的REOUT端口电连接，射频放大电路的射频输出端与低通滤波电路的接入端电连接；定向耦合器分别与低通滤波电路的射频输出端、天线调谐网络模块的接入端和射频检测电路的接入端电连接；射频检测电路的输出端与读卡主控模块电连接；天线调谐网络模块的输出端设有调控天线模块，调控天线模块安装天线。

需要说明的是，使用时，读写模块、读卡主控模块、读卡电源模块、运放模块和天线调谐网络模块可进行封装作为读取识别装置，本方案中如图4所示，射频放大电路为SKY65111 1753773芯片,针对800–1100MHz工作频率进行了优化，输出功率大于33dBm(915MHz)，并集成模拟功率控制，结构为超小型，10μA待机模式下的小电流；

如图5所示，低通滤波电路型号LFCN-1000+芯片；可以将高频信号滤除掉，从而提高RFID读取识别装置的抗干扰能力；

定向耦合器为RCP890Q10型号，主要用来做信号隔离，当定向耦合器发射信号的时候防止低通滤波电路的反射信号进入接收机，造成接收机内部LNA饱。

射频检测电路型号为MAX2206EBS+，用于检测定向耦合器的耦合端的信号功率，并输出随定向耦合器输入功率的增加而增加的检测电压，上述检测电压输出至读卡主控模块，读卡主控模块对定向耦合器的耦合端口进行转换、输出，并实现信号隔离，防止读卡主控模块反向信号对定向耦合器的影响，读卡主控模块收到检测电压信号进行分析，如：定向耦合器功率过高，处于饱和状态，此时，应减小读卡主控模块对定向耦合器口输出。

如图6所示，天线调谐网络模块，当用户用不同的天线的时候，因为天线的阻抗不一致，这时候可以通过不断的去调整调谐网络的阻抗，找到一个最佳的信息化隔离度电(TX发射时，RX接收到的最低电平点就是隔离度最佳位置)。当加了天线调谐网络的读卡器不会因为天线的工作频点不一致从而影响读卡器的性能。动态的调谐网络可以将天线匹配到最佳的状态，保证了读卡器的性能，提高了系统的稳定性以及可靠性。

射频检测电路的输出端与读卡主控模块的第六引脚(RFIN)连接，读卡主控模块接收射频检测电路的输出信号。

实施例2，射频放大电路的射频输出端与第一电感一端电连接，第一电感另一端与第一电容的一端电连接，第一电容另一端与低通滤波电路的接入端电连接。

需要说明的是：射频放大电路U9在输出射频信号时，并接入到低通滤波电路，从而造成信号的不稳定和高频的现象，因此需要在射频放大电路和低通滤波电路之间增加解决信号不稳定和高频的现象的第一辅助电路；第一辅助电路包括第一辅助滤波电路和第一辅助防隔离电路；第一辅助滤波电路和第二辅助隔离电路串联。

第一辅助滤波电路包括第一电感和和第一辅助电容；射频放大电路U9的射频输出端(第9、10、11、12引脚)与第一电感L10一端电连接，第一电感L10另一端与第一辅助防隔离电路电连接；第一辅助电容的一端与射频放大电路U9的射频输出端电连接，第一辅助电容的另一端接地；首先将射频放大电路的放大信号经过第一辅助电容接地，能最大限度的过滤掉不符合要求的信号，从而减弱后面元器件的工作量，相应的后面元器件的功率能最大幅度的减弱，使之元器件的价格降低，并且提高运算效率，再将大部分的信号过滤之后，经过第一电感L10,再次进行过滤，去掉高频信号。

第一辅助防隔离电路为第一电容C68，第一电容C68的一端与第一电感L10的另一端电连接，第一电感L10另一端与低通滤波电路T1的接入端1电连接，第一电容为耦合电容，防止两极电路隔离，使之信号稳定，从而使低通滤波电路T1接入的信号稳定。

实施例3，定向耦合器T2,型号为RCP890Q10,主要用来做信号隔离，当发射信号的时候防止反射信号进入接收机，造成接收机内部LNA饱和；

定向耦合器T2的第一引脚通过第二电容C66与低通滤波电路的输出端电连接，通过第二电容C66，使低通滤波器发送的信号完全能被定向耦合器接收，减少信号丢失。

定向耦合器T2的第二引脚(TX发送端)与天线调谐网络模块电连接，将定向耦合器输出信号发送给天线调谐网络模块，天线调谐网络模块根据信号内容执行。

定向耦合器T2的第三引脚(耦合端)通过滤波分压电路与射频检测器的射频信号输入端电连接，通过滤波分压电路防止定向耦合器的发送的信号功率过大，从而使射频检测器对定向耦合器的信号能精准进行检测。

定向耦合器T2的第四引脚(隔离端)与读写模块的RX接收端电连接，将定向耦合器中的分离数据传输给读写模块，而读写模块对隔离信息编译并发送至连接模块上，通过连接模块控制天线调谐网络模块，从而改变天线调谐网络模块中的网络，使之找到一个最佳的信号隔离度点。

实施例4，定向耦合电路的耦合端与滤波分压电路的输入端电连接，滤波分压电路的输出端与射频检测器的射频信号输入接口电连接。

需要说的是：为了防止定向耦合器对射频检测器输出过大的信号，超过射频检测器的频率和信号饱和度，使射频检测器出现宕机或不良情况，从而需要控制射频检测器的输出信号量和频率，因此在定向耦合器的耦合端与射频检测器的射频信号输入接口处设置滤波分压电路，从而达到射频检测器的工作稳定性。

实施例5，如图6和7所示，天线调谐网络模块设有协调单元和连接模块，协调单元的接入端与定向耦合器的发送端电连接，协调单元的输出端与调控天线模块的接入端电连接，连接模块与协调单元中的引脚电连接。

协调单元为三组，且每组协调单元为串联，第一协调单元的接入端与定向耦合器的发送端电连接，第三协调单元的输出端与调控天线模块的输入端连接。

每组协调单元包括四个调谐电路、且每个调谐电路串联；调谐电路包括第一切换开关，四个第一切换开关的共用端子的输入端串连接；第一切换开关的常开端子的输出端与第二电感的其一端电连接，第二电感的其二端接地；第一切换开关的常闭端子与第三电感的其一端电连接，第三电感的其二端接地；常开端子的输入端和常闭端子的输入端分别与连接模块对应的引脚连接。

调控天线模块包括第二切换开关、第一天线插座和第二天线插座；第二切换开关的常开端子的输出端与第四电容一端电连接，第四电容另一端与第一天线插座电连接；第二切换开关的常闭端子的输出端与第五电容一端电连接，第五电容另一端与第二天线插座电连接；第二切换开关共用端子与第六电容其一端连接，第六电容其二端与三组协调单元的连接共线连接；第二切换开关中常开端子的输入端和第二切换开关中常闭端子的输入端分别与读卡主控模块的相应端口连接。

需要说明的是：本实施例5是天线调谐网络模块是本发明重要的组成部分，通过读卡模块控制调谐电路中的第一控制开关，从而控制接入电路的电感量，进而改变调谐网络，当用户使用不同的天线时，通过第一控制开关和第二控制开关对天线调谐网络模块中阻抗进行调谐，从而改变网络，适应不同的需求。

本天线调谐网络模块可以实现局部调整和微调；通过同时接入或断开任一项或几项调谐电路的电感量，从而确定网络接入的区域工作频点，使之能对同类别进行扫描；例如：出库物品是电缆，同一类别的电缆有4中型号，前提是该仓库中该类别电缆只有4中型号，那么就可以通过保留第二组协调单元为全开状态，其它组协调单元为全断状态，通过读卡器就可以快速的对4种同类别的电缆进行识别。

如果出库物品是多种类型的电缆，且每个类型的电缆有多种型号，这就需要多组调整协调单元的配合，从而才能快速的进行识别。

上述事例只是说明网络的可调性，并不是仅限于此；例如：第一组协调单元与第三组协调单元配合全开或全断或部分开断，例如：第三组与第四组协调单元配合，等等。

为了能更好的提高读卡模块的稳定性和可靠性，需要在各调谐单元的输出端设置不同频率的天线插座，从而来接收和发送相应频率的信号；本实例中只设置两个天线插座，单不限于此。

连接模块接收读写模块发送的信息，从而控制每个调谐电路中第一切换开关的状态；例如：第一切换开关中的共用端子与常闭端子或常开端子连接，从而达到该调谐电路的输出信号。

如图8和9所示，连接模块包括连接器1和连接器2，连接器1和连接器2的IO端子分别与相对应调谐电路的常开端子、常闭端子电连接；连接器1和连接器2的输出端分别与读卡主控模块的SDA引脚连接，连接器1和连接器2的输入端分别与读卡主控模块的INT1端子和TNT2端子电连接。

如图10所示，读卡模块还包括数模信号转换电路，数模信号转换电路的输入端与射频放大电路的功率控制电压的输出端连接，数模信号转换电路的输出端与读卡主控模块电连接。

一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，还设有主控芯片、音频芯片和网络模块，读卡模块、音频芯片和网络模块与主控芯片连接，从而形成一种仓储系统，通过读卡模块对物品进行识别并发送给主控芯片，主控芯片根据接收信息并处理发送给音频芯片进行声音播放，主控芯片通过网络模块可以将接收主控芯片的信息发送至相应的客户端或其它终端。

本发明主要解决的问题是，通过读卡模块中运放模块对物品识别，提高工作效率高度45％，读写距离高度10M，从而解决不能识别率低的问题和识别距离的限制，通过天线调谐网络模块，调整调谐电路接入电感量，从而形成动态的调谐网络，动态的调谐网络可以实现不同频段的接收，从而保证读卡器的性能，提高读卡的稳定性和可靠性。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，其特征在于，包括读卡模块，读卡模块包括读写模块、读卡主控模块、读卡电源模块、运放模块和天线调谐网络模块；读卡电源模块分别与读写模块、读卡主控模块和运放模块电连接，运放模块包括射频放大电路、低通滤波电路、定向耦合电路和射频检测电路；射频放大电路的射频输入端口与读写模块的REOUT端口电连接，射频放大电路的射频输出端与低通滤波电路的接入端电连接；定向耦合器分别与低通滤波电路的射频输出端、天线调谐网络模块的接入端和射频检测电路的接入端电连接；射频检测电路的输出端与读卡主控模块电连接；天线调谐网络模块的输出端设有调控天线模块，调控天线模块安装天线；

天线调谐网络模块设有协调单元和连接模块，协调单元的接入端与定向耦合器的发送端电连接，协调单元的输出端与调控天线模块的接入端电连接，连接模块与协调单元中的引脚电连接；

协调单元为三组，且每组协调单元为串联，第一协调单元的接入端与定向耦合器的发送端电连接，第三协调单元的输出端与调控天线模块的输入端连接；

每组协调单元包括四个调谐电路、且每个调谐电路串联；调谐电路包括第一切换开关，四个第一切换开关的共用端子的输入端串连接；第一切换开关的常开端子的输出端与第二电感的其一端电连接，第二电感的其二端接地；第一切换开关的常闭端子与第三电感的其一端电连接，第三电感的其二端接地；常开端子的输入端和常闭端子的输入端分别与连接模块对应的引脚连接；

调控天线模块包括第二切换开关、第一天线插座和第二天线插座；第二切换开关的常开端子的输出端与第四电容一端电连接，第四电容另一端与第一天线插座电连接；第二切换开关的常闭端子的输出端与第五电容一端电连接，第五电容另一端与第二天线插座电连接；第二切换开关共用端子与第六电容其一端连接，第六电容其二端与三组协调单元的连接共线连接；第二切换开关中常开端子的输入端和第二切换开关中常闭端子的输入端分别与读卡主控模块的相应端口连接。

2.根据权利要求1所述一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，其特征在于，射频放大电路的射频输出端与第一电感一端电连接，第一电感另一端与第一电容的一端电连接，第一电容另一端与低通滤波电路的接入端电连接。

3.根据权利要求1所述一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，其特征在于，低通滤波电路的输出端与第二电容的一端电连接，第二电容的另一端与定向耦合器电连接。

4.根据权利要求1所述一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，其特征在于，定向耦合电路的耦合端与滤波分压电路的输入端电连接，滤波分压电路的输出端与射频检测器的射频信号输入接口电连接，射频检测器的电源引脚与电源电连接，射频检测器的射频信号输出端与读卡主控模块电连接，射频检测器的接地端口接地。

5.根据权利要求2所述一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，其特征在于，定向耦合器的输入端与第二电容的另一端电连接，定向耦合器的隔离端与读写模块的接收端电连接，定向耦合器的发送端与天线调谐网络模块电连接。

6.根据权利要求1所述一种用于变电站智慧工地智慧仓储系统，其特征在于，读卡模块还包括数模信号转换电路，数模信号转换电路的输入端与射频放大电路的功率控制电压的输出端连接，数模信号转换电路的输出端与读卡主控模块电连接。