[发明专利]支持多现场总线的RFID读写系统及其管理方法

权利要求书

1.一种支持多现场总线的RFID读写系统，其特征在于，该系统具 有四层架构，为现场总线接口(1)、智能转换开关(2)、嵌入式控制层 (3)、读写层(4)，其中：

现场总线接口(1)对外连接现场总线，接收现场总线网络发送的命 令数据，并将执行结果向现场总线网络传送；

智能转换开关(2)的一端与现场总线接口(1)连接，用于切换与现 场总线连接的现场总线接口通道，关闭不必要的现场总线接口；用户能 通过现场总线接口中的某个接口连接监控仪器；

嵌入式控制层(3)连接智能转换开关(2)的另一端，实现现场总线 接口管理、读写器管理、现场总线数据与读写器数据之间的协议转换， 以及数据处理和存储功能；

读写层(4)连接嵌入式控制层(3)，通过内置读写器读取电子标签 数据，同时还通过外部读写器接口连接一个或多个外部读写器；所述读 写层(4)包括内置读写器(41)和外部读写器接口(42)，其中内置读 写器(41)一端与读写器管理单元(34)相连，接收读写器管理单元(34) 的控制信号，并将执行结果返回读写器管理单元(34)，内置读写器(41) 的另一端通过射频接口与天线相连，外部读写器接口(42)一端也与读 写器管理单元(34)相连，另一端通过外部接口连接外部的RFID读写器。

2.如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征 在于：所述现场总线接口(1)包括工业现场总线接口、RS232接口和RS485 接口，所述工业现场总线接口是CAN总线接口、PROFIBUS-DP总线接 口、工业以太网接口、DeviceNet总线接口、Lonworks总线接口、FF总 线接口、CC-Link总线接口的一种或一种以上。

3.如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征 在于：所述智能转换开关(2)具有多路通道连接现场总线接口(1)，每 路通道对应一种现场总线接口，现场总线接口能够任意连通或者关闭， 智能转换开关(2)选择一路或者多路工业现场总线连接。

4.如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征 在于：所述嵌入式控制层(3)包括数据存储单元(31)、现场总线管理 单元(32)、数据处理单元(33)、读写器管理单元(34)和人机交互单 元(35)，其中：

数据存储单元(31)用于临时或永久记录数据处理单元(33)发来的 数据；

现场总线管理单元(32)连接智能转换开关(2)并控制其工作状态；

数据处理单元(33)与现场总线网络交互数据，数据处理单元(33) 对现场总线管理单元(32)的数据和读写器管理单元(34)的数据之间 的数据传输进行协议转换，并将读写器管理单元(34)获取的读写器数 据存储到数据存储单元(31)；读写器管理单元(34)管理所有读写器， 包括内置读写器(41)和通过外部读写器接口(42)连接外部读写器， 并管理读写器的配置和工作状态，读写器管理单元(34)协调多个读写 器的工作，具有多读写器管理的功能，包括多个读写器频段的划分、读 写时间片的划分和标签去重；人机交互单元(35)与读写器管理单元(34) 及现场总线管理单元(32)相连，用以对其进行人工配置和结果显示。

5.如权利要求1所述的支持多现场总线的RFID读写系统，其特征 在于：所述的外部读写器接口(42)是有线接口和无线接口中的一种或 两种，所述有线接口是以太网、RS232和USB接口的一种或一种以上， 所述无线接口是蓝牙和无线局域网WLAN的一种或两种。

6.一种对支持多现场总线的RFID读写系统进行管理的方法，其特 征在于，基于RFID读写系统的管理方法包括以下步骤：

步骤1：启动RFID读写系统，对RFID读写系统的现场总线接口、 智能转换开关、嵌入式控制层和读写层进行初始化；

步骤2：用户通过嵌入式控制层的人机交互单元对RFID读写系统的 功能参数进行配置；

步骤3：根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断 读写器管理单元是否连接读写层的外部读写器，如果是，则用户将外部 读写器与外部读写器接口相连后，进入步骤4，如果否，则直接进入步骤 4；

步骤4：读写器管理单元配置读写层的内置读写器和外部读写器接口 的所有外部读写器的参数，包括每台读写器的名称、工作频段、发射功 率和空中接口协议参数；

步骤5：根据配置的功能参数，由嵌入式控制层的数据处理单元判断 现场总线管理单元是否连接现场总线网络，如果是，则进入步骤6，如果 否，则进入独立工作模式，在本地运行并显示RFID电子标签的读写结果， 所述独立工作模式，是支持多现场总线的RFID读写系统因用户需要或总 线故障而未同现场总线网络直接进行数据交换的模式，由用户主动选择， 或在嵌入式控制层检测到总线故障后自动进入，独立工作模式下，支持 多现场总线的RFID读写系统将按照预先设置的命令或用户通过人机交 互界面的手工配置命令运行，并将运行结果保存于嵌入式控制层的数据 存储单元中；

步骤6：现场总线管理单元判断现场总线网络是否支持即插即用，如 果是，则进入总线侦听状态；如果否，则人工选择总线类型，进入步骤7； 所述即插即用是对所有的总线接口进行轮询侦听，当发现有新的现场总 线网络接入时，主动控制智能转换开关建立与新现场总线网络的连接， 并通过嵌入式控制层的数据处理单元和现场总线管理单元与之进行数据 交换，

步骤7：现场总线管理单元配置现场总线接口的参数，包括总线通信 速率和数据格式；

步骤8：RFID读写系统进入现场总线工作模式，嵌入式控制层将读 写层获得的RFID电子标签数据与现场总线网络进行交换，直到嵌入式控 制层检测到总线故障，或是用户中断，如果出现总线故障，则RFID读写 系统进入独立工作模式继续运行，如果是用户中断，则判断中断类型， 如为用户配置中断则进入步骤2的用户配置状态，或为结束中断则进入 步骤9的结束状态；

步骤9：RFID读写系统停止现场总线接口、智能转换开关、嵌入式 控制层和读写层的工作，结束使用。