本實用新型涉及電子產品技術領域，尤其是一種基于照明燈具的智能讀寫裝置。

背景技術：

RFID(Radio Frequency Identification)技術，又稱無線射頻識別技術，是一種可通過無線電訊號識別特定目標(如電子標簽碼)并讀寫相關數據的技術。目前，RFID技術主要應用在庫存、資產、物品等追蹤與管理方面，但現有RFID讀寫器由于受傳統觀念的影響，其一般都是集成于手持設備或固定感應設備等特定載體上的，導致其使用的靈活性以及功能的擴展性受到了極大地限制。同時，由于現有的RFID讀寫器由于在電路結構設計以及實用功能設計等方面存在一定的缺陷，導致其安裝及使用成本偏高、無法與現有的互聯網系統進行有效的信息交換。

由于目前所存在的一些現實問題：比如在諸如購物中心、購物廣場、大型超市等購物場所內，由于消費者人數眾多、消費者位置多變，導致購物場所的管理人員無法對消費者進行定位管理以及信息采集，而消費者也常常會因為購物場所內的空間復雜性而無法快速地找到自己需要購買的商品。又比如在辦公寫字樓等場所內，由于缺少合適的定位裝置，導致場所內的管理者無法辦公人員進行有效的管理。再如，傳統的照明燈具主要是為家居、工業、商用等領域提供所需的流明及亮度，對照明燈具的關注特點也主要集中于照度、亮度、節能、色溫、光穩定度等幾個方面，而沒有對照明燈具進行擴展性應用。

因此，基于目前所存在的一些現實問題，有必要對RFID讀寫器進行改進，以提升其實際的應用價值，并在此過程中解決諸如人員定位、智能導購以及物聯網系統功能單一等實際性問題。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于照明燈具的智能讀寫裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于照明燈具的智能讀寫裝置，它包括

一用于對射頻標簽進行數據讀寫的射頻讀寫模塊；

一用于接收射頻讀寫模塊輸出的數據信息并通過無線通信模塊與后臺服務器進行數據通信的微控制器；

一用于對輸入的交流電進行整流及功率矯正處理后輸出直流電的整流矯正模塊；

一用于對整流矯正模塊輸出的直流電進行降壓處理后分別向射頻讀寫模塊和無線通信模塊供電的第一供電模塊；

和

一用于對整流矯正模塊輸出的直流電進行轉換后向照明負載供電的DC-DC轉換模塊；

所述微控制器、無線通信模塊和射頻讀寫模塊同時通過第一供電模塊與整流矯正模塊的輸出端相連，且所述射頻讀寫模塊的數據連接端通過微控制器與無線通信模塊相連，所述DC-DC轉換模塊連接于整流矯正模塊的輸出端。

優選地，所述整流矯正模塊包括用于對輸入的交流電進行整流濾波處理的整流濾波單元和用于對整流濾波單元輸出的電壓進行功率因數矯正及穩壓處理的功率因數矯正單元；

所述整流濾波單元包括一第一共模電感和一橋式整流器，所述第一共模電感的兩個繞組的一端之間連接有第一電容、兩個繞組的另一端之間連接有第二電容，且連接有所述第二電容的第一共模電感的兩個繞組的端頭分別與橋式整流器的兩個交流輸入端對應連接，所述橋式整流器的一個直流輸出端與功率因數矯正單元的輸入端相連、另一個直流輸出端接地，且在所述橋式整流器的兩個直流輸出端之間連接有第三電容；

所述功率因數矯正單元包括第一升壓電感和第一MOS管，所述第一升壓電感的一個繞組串接于橋式整流器的直流輸出端與第一MOS管的漏極之間，且所述第一升壓電感的另一個繞組的一端接地、另一端與DC-DC轉換模塊相連，所述第一MOS管的柵極通過第一電阻與DC-DC轉換模塊相連并通過第二電阻與源極相連、源極通過由若干個相互并聯的電阻構成的第一電阻組接地并通過第四電阻連接DC-DC轉換模塊，所述第一MOS管的漏極還通過第一二極管分別與第一供電模塊的輸入端和DC-DC轉換模塊相連，且所述第一二極管的陰極與陽極之間還順序地串接有一第二電容和一由若干個相互并聯的電阻構成的第二電阻組。

優選地，所述第一供電模塊包括一開關電源集成塊、一光電耦合器、一第一電接排座以及一具有一個第一原邊繞組、一個第二原邊繞組和一個副邊繞組的第一變壓器；

所述第一原邊繞組的兩端分別與開關電源集成塊的漏極和整流矯正模塊的輸出端相連，且所述第一原邊繞組的兩端之間順序地串接有第二二極管和第三電容，所述第三電容并聯有第六電阻；

所述第二原邊繞組的一端通過順序串接的第三二極管、第七電阻和第八電阻與整流矯正模塊的輸出端相連，所述第二原邊繞組的另一端接地；

所述第一變壓器的副邊繞組的兩端之間串接有一第四電容和一由若干個相互并聯的二極管構成的二極管組，且所述第四電容的兩端之間串接有第五電容和第一電感，所述第五電容還并聯有第六電容和第九電阻，所述第一電接排座并接于第九電阻的兩端；

所述光電耦合器的集電極通過第十電阻連接開關電源集成塊的反饋引腳、發射極接地、陽極通過第十一電阻連接于第五電容和第六電容之間、陰極通過第十二電阻連接于陽極，且所述光電耦合器的陰極還通過順序串接的第七電容和第十三電阻連接于第五電容與第六電容之間，且所述第七電容的兩端之間還串接有第八電容和第十四電阻；

所述微控制器、無線通信模塊和射頻讀寫模塊分別與第一電接排座相連。

優選地，所述DC-DC轉換模塊包括一第二MOS管和一ILD5102型DC轉換芯片，所述第二MOS管的漏極連接于整流矯正模塊的輸出端、源極連接于DC轉換芯片的HSGND引腳、柵極通過第十五電阻連接于DC轉換芯片的HSGD引腳，所述DC轉換芯片的各個PFC引腳分別與整流矯正模塊相連。

優選地，它還包括一與DC-DC轉換模塊相連的調光模塊，所述調光模塊包括一第三共模電感、一第三MOS管、一用于供照明負載電連接的第二電接排座、一第四二極管以及一具有一個原邊繞組、一個第一副邊繞組和一個第二副邊繞組的第二變壓器；

所述第三MOS管的漏極連接于第二MOS管的源極、柵極通過第十六電阻連接于DC轉換芯片的LSGD引腳、源極通過由若干個相互并聯的電阻構成的第三電阻組接地，所述第二變壓器的原邊繞組的一端通過第二電感連接第三MOS管的漏極、另一端接地，所述第一副邊繞組的一端連接于第四二極管的陽極、另一端與第二副邊繞組的一端相連，所述第二副邊繞組的另一端通過第五二極管連接于第四二極管的陰極，且所述第一副邊繞組和第二副邊繞組的公共端與第四二極管的陰極之間連接有第九電容；所述第九電容同時連接于第三共模電感的兩個繞組的一端之間，所述第四二極管的陽極與第五二極管的陽極之間串接有第十電容，所述第二電接排座連接于第三共模電感的兩個繞組的另一端之間。

優選地，所述無線通信模塊為一與第一供電模塊相連并受控于微控制器的WIFI模塊，所述射頻讀寫模塊包括一與第一供電模塊相連并受控于微控制器的讀寫控制芯片以及一通過天線信號處理器與讀寫控制芯片相連的射頻天線。

由于采用了上述方案，本實用新型可與廣泛分布于場所內的照明燈具進行電路結構及功能融合，利用照明燈具本身的電源為整個裝置提供電量供應，同時利用場所內燈具所具有的分布范圍廣、布點數量多、安裝位置固定及屬于建筑物內的必需品等特點完成對攜帶有射頻標簽的人員或移動物及商品進行信息采集及位置定位等；其系統結構及電路結構簡單、安裝及使用方便、功能豐富，具有很強的實用價值和市場推廣價值，能夠作為商品導購、商業導航、商品結算、商品信息推送、消費者信息采集以及建筑物人員定位等系統的構建提供元件基礎。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的系統控制原理框圖；

圖2是本實用新型實施例的整流矯正模塊的電路結構參考圖；

圖3是本實用新型實施例的第一供電模塊的電路結構參考圖；

圖4是本實用新型實施例的DC-DC轉換模塊與調光模塊的電路結構圖；

圖5是本實用新型實施例的射頻讀寫模塊與無線通信模塊的原理關系圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

如圖1至圖5所示，本實施例提供的一種基于照明燈具的智能讀寫裝置，它包括：

射頻讀寫模塊a，其主要用于對記載有諸如個人信息或者商品信息等數據信息的射頻標簽進行數據讀寫處理；

微控制器b，在整個裝置中起到核心調控功能，主要用于接收射頻讀寫模塊a輸出的數據信息并通過無線通信模塊c(其可根據具體情況采用諸如WIFI模塊、GPRS模塊、藍牙模塊等等)與諸如計算機等后臺服務器d進行數據通信；

整流矯正模塊e，主要用于對諸如市電或者外置電源等輸入的交流電進行整流及功率因數矯正處理，以便輸出整個裝置所需要的直流電；

第一供電模塊f，主要是起到功率轉換及電壓分配的作用，即：用于對整流矯正模塊e輸出的直流電進行降壓處理后分別向射頻讀寫模塊a、無線通信模塊c和微控制器b進行供電，以滿足三者的工作電壓的需求；

和

DC-DC轉換模塊g，主要是起到功率轉換的作用，即：用于對整流矯正模塊e輸出的直流電進行轉換處理后向照明負載k進行供電，以滿足照明負載k的工作電壓需求；

其中，微控制器b的電壓輸入端、無線通信模塊c的電壓輸入端和射頻讀寫模塊a的電壓輸入端同時通過第一供電模塊f與整流矯正模塊e的輸出端相連，照明負載k則通過DC-DC轉換模塊g與整流矯正模塊e的輸出端相連，與此同時射頻讀寫模塊a的數據連接端通過微控制器b與無線通信模塊c相連，以便于微控制器b能夠同時控制射頻讀寫模塊a和無線通信模塊c，從而實現兩者之間的信號轉換。

由此，可將整個裝置與廣泛分布于場所內的照明燈具進行電路結構及功能融合，以利用場所內燈具所具有的分布范圍廣、布點數量多、安裝位置固定以及屬于建筑物內的必需品等特點完成對攜帶有射頻標簽的人員或移動物以及商品進行信息采集、乃至位置定位等功能，具體為：在保證照明燈具本身的照明負載k的正常工作的同時，利用照明燈具原有的電源為整個裝置提供電量供應，通過在包含有射頻讀寫模塊a的裝置內增設微控制器b和無線通信模塊c，可利用微控制器b實現射頻讀寫模塊a與無線通信模塊c之間的信號轉換，如當射頻讀寫模塊a讀取到射頻標簽所記載的數據信息后，利用微控制器b的信號轉換及控制作用對射頻讀寫模塊a獲取的信息進行處理，然后通過無線通信模塊c傳輸到后臺服務器d或者云端，以便完成對信息的收集，當然，后臺服務器d也可利用無線通信模塊c以及微控制器b向射頻讀寫模塊a下發指令以便對射頻標簽進行信息寫入；而利用配置的整流矯正模塊e、第一供電模塊f和DC-DC轉換模塊g則可為裝置內的其他部件提供合理的電源，保證整個裝置的正常運行；在實際應用過程中可將各個功能模塊或者元器件集為一體，以便于裝置的靈活應用。

為優化整個裝置的電路結構，尤其是保證裝置內各個用電模塊的正常工作，如圖2所示，本實施例的整流矯正模塊e包括用于對輸入的交流電進行整流濾波處理的整流濾波單元和用于對整流濾波單元輸出的電壓進行功率因數矯正及穩壓處理的功率因數矯正單元；其中，整流濾波單元包括一第一共模電感L10和一橋式整流器BD，第一共模電感L10的兩個繞組的一端之間連接有第一電容C1、兩個繞組的另一端之間連接有第二電容C2，且連接有第二電容C2的第一共模電感L10的兩個繞組的端頭分別與橋式整流器BD的兩個交流輸入端對應連接，而橋式整流器BD的一個直流輸出端與功率因數矯正單元的輸入端相連、另一個直流輸出端接地，且在橋式整流器BD的兩個直流輸出端之間連接有第三電容C3；而功率因數矯正單元則包括第一升壓電感L20和第一MOS管M1，第一升壓電感L20的一個繞組串接于橋式整流器BD的直流輸出端與第一MOS管M1的漏極之間，且第一升壓電感L20的另一個繞組的一端接地、另一端與DC-DC轉換模塊g相連，第一MOS管M1的柵極通過第一電阻R1與DC-DC轉換模塊g相連并通過第二電阻R2與源極相連、源極通過由若干個相互并聯的電阻構成的第一電阻組r1接地并通過第四電阻R4連接DC-DC轉換模塊g，第一MOS管M1的漏極還通過第一二極管D1分別與第一供電模塊f的輸入端和DC-DC轉換模塊g相連，且第一二極管D1的陰極與陽極之間還順序地串接有一第二電容C2和一由若干個相互并聯的電阻構成的第二電阻組r2。

由此，利用設置的第一共模電感L10和橋式整流器BD可構成類似于EMI整流濾波器等功能模塊，以對輸入的交流電進行整流及濾波處理，同時增強整個裝置的電源輸入部分的抗干擾能力；而通過對功率因數矯正單元的具體電路結構設計，可使其具備諸如PFC功率因數矯正等電路所具有的功能，達到對電源的合理應用和分配.

為滿足對射頻讀寫模塊a和無線通信模塊c的用電需求，同時優化整個裝置的電路結構，如圖3所示，本實施例的第一供電模塊包括一開關電源集成塊U1(其可根據具體情況采用諸如ICE2A0565Z型的開關電源集成塊)、一光電耦合器U2(如PC817型光電耦合器)、一第一電接排座X1以及一具有一個第一原邊繞組、一個第二原邊繞組和一個副邊繞組的第一變壓器T1(如EF16型高頻變壓器等)；其中，第一原邊繞組的兩端分別與開關電源集成塊U1的漏極和整流矯正模塊e的輸出端相連(具體為：第一二極管D1的陰極)，且第一原邊繞組的兩端之間順序地串接有第二二極管D2和第三電容C3，第三電容C3同時并聯有第六電阻R6；第二原邊繞組的一端通過順序串接的第三二極管D3、第七電阻R7和第八電阻R8與整流矯正模塊e的輸出端相連(具體為：第一二極管D1的陰極)，第二原邊繞組的另一端接地；第一變壓器T1的副邊繞組的兩端之間串接有一第四電容C4和一由若干個相互并聯的二極管構成的二極管組d1，且第四電容C4的兩端之間串接有第五電容C5和第一電感L1，第五電容C5還并聯有第六電容C6和第九電阻R9，第一電接排座X1并接于第九電阻R6的兩端；光電耦合器U2的集電極通過第十電阻R10連接開關電源集成塊U1的反饋引腳、發射極接地、陽極通過第十一電阻R11連接于第五電容C5和第六電容C6之間、陰極通過第十二電阻R12連接于陽極，且光電耦合器U2的陰極還通過順序串接的第七電容C7和第十三電阻R13連接于第五電容C5與第六電容C6之間，且第七電容C7的兩端之間還串接有第八電容C8和第十四電阻R14，微控制器b、無線通信模塊c和射頻讀寫模塊a分別與第一電接排座X1相連。從而，利用第一供電模塊f的電路結構可對整流矯正模塊e輸出的電壓進行分壓及降壓處理后，通過第一電接排座X1為射頻讀寫模塊a、微控制器b和無線通信模塊c提供電連接位置，進而保證對三者的供電需求。

為滿足對微控制器b的供電需求，如圖4所示，本實施例的DC-DC轉換模塊g包括一第二MOS管M2和一ILD5102型DC轉換芯片U3，第二MOS管M2的漏極連接于整流矯正模塊e的輸出端(具體為第一二極管D1的陰極)、源極連接于DC轉換芯片U3的HSGND引腳、柵極通過第十五電阻R15連接于DC轉換芯片U3的HSGD引腳，DC轉換芯片U3的各個PFC引腳(如：PFCGD引腳、PFCCS引腳、PFCZCD引腳)分別與整流矯正模塊e相連(即：第一電阻R1、第四電阻R4、第一升壓電感L20)。由此，可利用第二MOS管M2作為開關保護元件，通過其高頻開關的作用實現對DC轉換芯片U3的電壓獲取以及啟閉控制功能。

為使整個裝置能夠與照明燈具進行電路結構及功能融合，如圖4所示，本實施例的裝置還包括一與DC-DC轉換模塊g相連的調光模塊h，調光模塊h包括一第三共模電感L30、一第三MOS管M3、一用于供外部負載(如LED光源)電連接的第二電接排座X2、一第四二極管D4以及一具有一個原邊繞組、一個第一副邊繞組和一個第二副邊繞組的第二變壓器T2；其中，第三MOS管M3的漏極連接于第二MOS管M2的源極、柵極通過第十六電阻R16連接于DC轉換芯片U3的LSGD引腳、源極通過由若干個相互并聯的電阻構成的第三電阻組r3接地，第二變壓器T2的原邊繞組的一端通過第二電感L2連接第三MOS管M3的漏極、另一端接地，第一副邊繞組的一端連接于第四二極管D4的陽極、另一端與第二副邊繞組的一端相連，第二副邊繞組的另一端通過第五二極管D5連接于第四二極管D4的陰極，且第一副邊繞組和第二副邊繞組的公共端與第四二極管D4的陰極之間連接有第九電容C9；第九電容C9同時連接于第三共模電感L30的兩個繞組的一端之間，所述第四二極管D4的陽極與第五二極管D5的陽極之間串接有第十電容C10，第二電接排座X2連接于第三共模電感L30的兩個繞組的另一端之間。由此，第三MOS管M3可與第二MOS管M2共同組成半橋式開關電路，兩者交替導通，在兩者的中點處輸出方波，與第二電感L2及第二變壓器T2的二次側所并聯的電容(即：第十電容C10)產生諧振，經第二變壓器T2的二次側的第四二極管D4和第五二極管D5進行整流以及第九電容C9的濾波后，提供給照明負載k。由此，可利用DC-DC轉換模塊g和調光模塊h為照明負載k提供所需的功率輸出模塊(如恒流或恒壓)以通過微控制器b的調控作用實現對負載的亮度、色彩等性能品質的調整，使整個裝置融合到照明燈具的電路中，使其與照明燈具融為一體。

為優化整個裝置的電路結構，作為一個優選方案，如圖5所示，本實施例的無線通信模塊c優選為一與第一供電模塊f相連并受控于微控制器b的WIFI模塊，而射頻讀寫模塊a則采用現有的射頻讀寫器的主要組成元器件(如讀寫控制芯片、天線和天線信號處理器等等)，其組成元器件之間的連接關系為讀寫控制芯片U4與第一供電模塊f相連并受控于微控制器b，射頻天線U5通過天線信號處理器U6與讀寫控制芯片U4相連。

基于上述裝置的電路結構及功能原理，本實施例的裝置可利用廣泛分布于建筑物內的照明燈具作為載體實現對購物載體或消費者或辦公人員的實時位置的監測及定位的裝置來使用，同時也可用作對商品的信息讀取及反饋裝置來使用，從而為商品導購、商業導航、商品結算、商品信息推送以及消費者信息采集等系統的構建提供基礎，有利于形成各個環節的物聯網+互聯網的集中式系統。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。