一種無(wú)源rfid讀寫(xiě)器電池供電管理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及RFID無(wú)線射頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)源RFID讀寫(xiě)器電池供電管理
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002 ]隨著RF ID應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越多，更多的人感受到了 RF ID技術(shù)帶來(lái)的便利與高效。很多場(chǎng)合下都使用到RFID手持終端，但是有些場(chǎng)合使用者不方便操作手持終端，再加之手持終端性能的局限性，越來(lái)越多的場(chǎng)景中需要使用到固定式的RFID讀寫(xiě)器。所謂固定式讀寫(xiě)器就是讀寫(xiě)器與天線都是固定的，一般都是標(biāo)簽在移動(dòng)，這種使用場(chǎng)景一般都采用直流適配器就可以滿足讀寫(xiě)器的電源問(wèn)題。但是有些使用場(chǎng)景需要讀寫(xiě)器和天線是移動(dòng)的，這時(shí)使用直流適配器供電就不太現(xiàn)實(shí)。一般就采用電池直接給讀寫(xiě)器供電。
[0003]上述現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用中存在以下問(wèn)題:
[0004]1、讀寫(xiě)器的續(xù)航問(wèn)題，現(xiàn)在有的技術(shù)都是直接拿一個(gè)電壓匹配的電池包直接給讀寫(xiě)器供電。在智能倉(cāng)儲(chǔ)、貨物盤(pán)點(diǎn)等使用場(chǎng)合需要讀寫(xiě)器長(zhǎng)時(shí)間處于高功率讀卡狀態(tài)，工作電流較大，一塊電池的續(xù)航時(shí)間有限。
[0005]2、電池狀況的指示，現(xiàn)有技術(shù)都是直接將電池接入讀寫(xiě)器，讀寫(xiě)器啟動(dòng)工作，電池的電量狀況用戶無(wú)法知道，一般讀寫(xiě)器自帶的電源指示燈是唯一的電源指示，只要電池的電壓在讀寫(xiě)器的工作電壓范圍內(nèi)，該指示燈都會(huì)正常指示。但是在實(shí)際應(yīng)用中，如果電池剩余電量只有20%，上電后讀寫(xiě)器也可以正常工作，但是用戶在使用很短的時(shí)間，系統(tǒng)就無(wú)法繼續(xù)工作，這種情況在使用中經(jīng)常出現(xiàn)。原因在于用戶不知道電池的狀況所致。
[0006]3、電池的充放電管理不合理，現(xiàn)有方案由于用戶不知道電池電量，有時(shí)電池剩余電量很多，有時(shí)剩余電量不足，有時(shí)甚至出現(xiàn)電池嚴(yán)重過(guò)放。影響電池的使用壽命和電能的利用率。
[0007]4、如讀寫(xiě)器出現(xiàn)短路故障或者其他故障，導(dǎo)致電池長(zhǎng)時(shí)間大電流放電，電池會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。出現(xiàn)這種情況，用戶無(wú)法快速知道讀寫(xiě)器異常，也沒(méi)有任何保措施，存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雙電池供電系統(tǒng)中防止電池互充電以及電池低電后防止再放電保護(hù)的供電管理方案。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0010]一種無(wú)源RFID讀寫(xiě)器電池供電管理裝置，包括電池充電管理單元、電池組單元、MCU啟動(dòng)方式控制單元、MCU檢測(cè)及控制單元、聲光報(bào)警單元、電池切換單元、限流保護(hù)及開(kāi)關(guān)單元、防止電流反灌單元以及UHF讀寫(xiě)器，所述電池充電管理單元配合設(shè)有充電器，所述電池充電管理單元連接電池組單元，所述電池組單元設(shè)有第一電池和第二電池，所述電池組單元分別連接、MCU啟動(dòng)方式控制單元、M⑶檢測(cè)及控制單元、電池切換單元，所述M⑶啟動(dòng)方式控制單元連接MCU檢測(cè)及控制單元，所述MCU檢測(cè)及控制單元連接有聲光報(bào)警單元，所述電池切換單元連接限流保護(hù)及開(kāi)關(guān)電路，所述限流保護(hù)及開(kāi)關(guān)電路連接防電流反灌單元，防電流反灌單元連接UHF讀寫(xiě)器，其中限流保護(hù)及開(kāi)關(guān)電路和防電流反灌單元設(shè)有兩組。電池充電管理單元由機(jī)械開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，用戶可根據(jù)系統(tǒng)提示電池的電量情況，選擇為幾號(hào)電池充電。電池組單元為用戶選擇的滿足讀寫(xiě)器工作的電池組以及電池充電器。M⑶啟動(dòng)方式控制單元是實(shí)現(xiàn)電池低電后防止電池再放電和防止MCU自耗電的功能。MCU檢測(cè)及控制單元實(shí)現(xiàn)電池狀況的監(jiān)控和電池充放電管理功能。聲光報(bào)警單元實(shí)現(xiàn)電池電量的明確指示以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的指示與告警。電池切換單元為系統(tǒng)檢測(cè)到電池電量后告知用戶切換電池供電。限流保護(hù)及開(kāi)關(guān)單元實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器異常導(dǎo)致電池大電流放電時(shí)的保護(hù)功能。防止電流反灌單元實(shí)現(xiàn)防止雙電池之間互充電與兩塊電池反復(fù)切換。UHF讀寫(xiě)器為本系統(tǒng)的負(fù)載單元。
[0011]所述電池充電管理單元和電池組單元設(shè)置在同一電路中，該電路包括:充電器接入接口、第一開(kāi)關(guān)、第一電池、第一穩(wěn)壓二極管、第二電池、第二穩(wěn)壓二極管、第二開(kāi)關(guān)、第一電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和第二電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述充電器接入接口連接第一開(kāi)關(guān)的輸入端，所述第一開(kāi)關(guān)的第一輸出端連接第一電池的正極，所述第一電池的負(fù)極分別連接地和第一穩(wěn)壓二極管的正極，所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與第一電池的正極連接，所述第一電池的正極連接第二開(kāi)關(guān)的輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)的輸出端連接第一電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；所述第一開(kāi)關(guān)的第二輸出端連接第二電池的正極，所述第二電池的負(fù)極分別連接地和第二穩(wěn)壓二極管的正極，所述第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與第二電池的正極連接，所述第二電池的正極連接第二開(kāi)關(guān)的輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)的輸出端連接第二電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0012]所述MCU啟動(dòng)方式控制單元電路包括:第三肖特基二極管、第四肖特基二極管、開(kāi)關(guān)電源芯片、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第八電容、第五穩(wěn)壓二極管、第九電容、第十電容、第二 N型MOS管、第十二電容、第十八電阻、第十三電容、第四光耦器件、第十四電容、第十九電阻、power on信號(hào)端、第六肖特基二極管、第一電感、第十六電阻、第十七電阻和第i^一電容，所述開(kāi)關(guān)電源芯片設(shè)有6個(gè)管腳且第一管腳為Vin+接口、第二管腳為OUTPUT接口、第三管腳和第六管腳接地接口、第四管腳為feedback接口、第五管腳為0N/0FF接口，所述第一電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接第三肖特基二極管的正極，所述第二電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接第四肖特基二極管的正極，所述第三肖特基二極管和第四肖特基二極管的負(fù)極均連接開(kāi)關(guān)電源芯片的第一管腳，所述開(kāi)關(guān)電源芯片的第五管腳分別連接第十電容的正極、第二 N型MOS管的D極、第十五電阻的第一端，所述第十電容的負(fù)極與第二 N型MOS管的S極接地，所述第十五電阻的第二端連接開(kāi)關(guān)電源芯片的第一管腳，所述第二 N型MOS管的G極分別連接第九電容的正極、第十二電容的正極、第十八電阻的第一端和第四光耦器件的光敏三極管的E極，所述第九電容的負(fù)極連接第十四電阻的第一端，所述第十四電阻的第二端連接開(kāi)關(guān)電源芯片的第一管腳，所述第十二電容的負(fù)極和第十八電阻的第二端接地，所述第四光耦器件的光敏三極管的C極分別連接第五穩(wěn)壓二極管的正極和第十三電容的正極，所述第五穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接第十三電阻的第一端，所述第十三電阻的第二端連接開(kāi)關(guān)電源芯片的第一管腳，所述第十三電容的負(fù)極接地，所述第四光耦器件的發(fā)光二極管的正極連接第十九電阻的第一端和第十四電容的正極，所述第十九電阻的第二端連接power on信號(hào)端，所述第四光耦器件的發(fā)光二極管的負(fù)極和第十四電容的負(fù)極接地，所述開(kāi)關(guān)電源芯片的第二管腳分別連接第一電感的第一端和第六肖特基二極管的負(fù)極，所述第一電感的第二端分別連接第十六電阻的第一端和VCC，所述第十六電阻的第二端分別連接開(kāi)關(guān)電源芯片的第四管腳和第十七電阻的第一端，所述VCC連接第十一電容的正極，所述第十一電容的負(fù)極、第十七電阻的第二端、第六肖特基二極管的正極、開(kāi)關(guān)電源芯片的第三和第六管腳接地。
[0013 ] MCU檢測(cè)及控制單元包括復(fù)位電路、電量采樣電路和控制電路；
[0014]所述復(fù)位電路包括第一電容、第三二極管、第四電阻和復(fù)位線，所述VCC分別連接第一電容的正極和第三二極管的負(fù)極，所述第一電容的負(fù)極和第三二極管的正極連接第四電阻的第一端，所述第四電阻的第二端接地，所述第四電阻的第一端連接復(fù)位線；
[0015]所述電量采樣電路包括第七電阻、第八電阻、第二光耦器件、第三光耦器件、第九電阻、第十電阻、第一電量采集線、第二電量采集線、第十一電阻、第十二電阻、第六電容和第七電容，所述VCC分別連接第七電阻的第一端和第八電阻的第一端，所述第七電阻的第二端連接第二光耦器件的發(fā)光二極管的正極，所述第二光耦器件的發(fā)光二極管的負(fù)極接地，所述第八電阻的第二端連接第三光耦器件的發(fā)光二極管的正極，所述第三光耦器件的發(fā)光二極管的負(fù)極接地，所述第二光耦器件的光敏三極管的C極連接第九電阻的第一端，所述第九電阻的第二端連接第一電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述第三光耦器件的光敏三極管的C極連接第十電阻的第一端，所述第十電阻的第二端連接第二電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述第二光耦器件的光敏三極管的E極通過(guò)第一電量采集線分別連接第十一電阻的第一端和第六電容的正極，所述第三光耦器件的光敏三極管的E極通過(guò)第二電量采集線分別連接第十二電阻的第一端和第七電容的正極，所述第十一電阻的第二端、第十二電阻的第二端、第六電容的負(fù)極、第七電容的負(fù)極接地；
[0016]控制電路包括單片機(jī)、第五電阻、第六電阻、第五電容、第一晶振、第二電容、第三電容、第四電容，所述單片機(jī)包括20個(gè)管腳，其中第十二管腳連接第一電量采集線、第十三管腳連接第二電量采集線、第十四管腳分別連接第五電阻的第一端和第六電阻的第一端、第十五管腳連接ALARM線、第十八管腳連接power on信號(hào)端、第五管腳連接第一晶振的第一端、第四管腳連接第一晶振的第二端、第一管腳連接復(fù)位線、第二十管腳連接VCC，所述第五電阻的第二端連接VCC-0UT，所述第六電阻的第二端接地，所述第六電阻的第一端連接第五電容的正極，所述第六電阻的第二端連接第五電容的負(fù)極，所述第一晶振的第一端連接第二電容的正極，所述第一晶振的第二端連接第三電容的正極，所述第二十管腳連接第四電容的正極，所述第二電容的負(fù)極、第三電容的負(fù)極和第四電容的負(fù)極接地。
[0017]所述聲光報(bào)警單元電路包括第七、八、九、十、十一、十二發(fā)光二極管、第一電阻、第二電阻、喇叭、第一 NPN型三極管、第三電阻，所述第七、八、九、十、i^一、十二發(fā)光二極管的負(fù)極分別連接單片機(jī)的第十九、六、七、八、九、十一管腳，所述第七、八、九、十、十一、十二發(fā)光二極管的正極連接第二電阻的第一端，所述第二電阻的第二端連接VCC，所述第一電阻的第一端連接VCC，所述第一電阻的第二端連接喇叭的輸入端，所述喇叭的輸出端連接第一NPN型三極管的C極，所述第一 NPN型三極管的B極連接第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端連接ALARM線，所述第一 NPN型三極管的E極接地。
[0018]所述限流保護(hù)及開(kāi)關(guān)單元包括第一限流保護(hù)電路和第二限流保護(hù)電路，所述第一限流保護(hù)電路包括第十八、十九、二十、二i^一、二十二、二十三、二十四、二十五電阻、第十五電容、第十三穩(wěn)壓二極管、第五NPN型三極管、第四P型MOS管、第三PNP型三極管，所述第一電池正極網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分別連接第十八電阻的第一端、第二十一電阻的第一端和第三PNP型三極管的E極，所述第十八電阻的第二端分別連接第