一种能够被读取模块所识别的电缆连接器及射频识别系统的制作方法

1.本技术一般涉及电缆器连接技术领域。更具体地，本技术涉及一种能够被读取模块所识别的电缆连接器及射频识别系统。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本技术的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.电缆连接器主要用于电缆间的连接以保证不同的电子器件可以进行电性耦合，具体可用于电力传输、音频传输、视频传输或通讯传输等。在装配设备或维修设备过程中，将电缆连接器的插头部分插入电缆连接器的插座部分是一项重要操作，但由于设备内包含大量的电缆连接器，且部分电缆连接器又非常接近，导致偶有插错情况出现且无法及时发现，比如表示正极的插头部分插入表示负极的插座部分，或者表示音频信号的插头部分插入表示视频传输的插座部分等，这种情况下，设备在接线并启动后极易出现故障或烧毁。


技术实现要素：

4.为解决上述一个或多个技术问题，本实用新型提供了一种能够被读取模块所识别的电缆连接器及射频识别系统，其帮助使用者第一时间发现插错情况以便做出调整，进而大幅降低使用该电缆连接器和/或射频识别系统的设备在接线并启动后出现故障或烧毁的风险。
5.根据本实用新型的第一方面，本技术提供一种能够被读取模块所识别的电缆连接器，其特征在于，包括插头部分和插座部分；所述插头部分包括插头和设在所述插头内的标签模块，所述标签模块包括电子标签；所述插座部分包括具有插孔的插座及设在所述插座内的接收线圈；其中，所述接收线圈用于连接读取模块，使得所述读取模块能通过所述接收线圈获取所述电子标签内存储的信息并基于所述信息判断所述插头部分与插座部分的匹配关系。
6.进一步地，所述插头的前端设置有安装孔，所述标签模块还包括插设在所述安装孔内的安装柱。
7.进一步地，所述标签模块还包括与所述安装柱垂直相连并与所述插头的前端相抵靠的安装帽，所述安装帽中设有凹槽，所述凹槽内固定设置所述电子标签。
8.进一步地，所述插头上具有周向设置的导电环，所述插孔内壁上设置有导电接触部，以实现插头部分和插座部分的电连接。
9.进一步地，所述插座部分还包括与所述插孔相邻的容线槽，在所述容线槽的槽底中心处设有定位凸台，所述接收线圈设在所述容线槽内并套在所述定位凸台外。
10.进一步地，所述电子标签包括电路板、射频芯片、电容和发射线圈，所述射频芯片
和所述电容固定于所述电路板的第一侧，所述发射线圈固定于所述电路板的第二侧，所述射频芯片通过电路板与所述电容和所述发射线圈连接并形成所述电子标签的应答电路。
11.根据本实用新型的第二方面，本技术提供一种射频识别系统，其特征在于，包括读取模块及本实用新型第一方面所述的电缆连接器。
12.进一步地，电缆连接器的数量为n个，所述读取模块包括识别电路、处理器、切换电路和电源电路，所述处理器分别与所述切换电路、所述识别电路和所述电源电路相连，所述切换电路与各个所述电缆连接器的插座部分的接收线圈连接，其中第i个所述插头部分插入第i个所述插座部分内，所述处理器被构造成能够控制所述切换电路选择第i个所述插座部分的接收线圈与识别电路耦合，并基于所述识别电路和第i个所述接收线圈从第i 个所述插头部分的电子标签内读取的信息判断第i个所述插头部分与第i个插座部分的匹配关系，其中，i∈[1，n]，n为大于等于2的正整数。
[0013]
进一步地，所述切换电路包括n个通断电路，每个所述通断电路均具有继电器和与所述继电器相连的开关电路，第j个所述通断电路的开关电路与处理器和电源电路相连，而第j个所述通断电路的继电器的信号输入端和信号输出端分别与第j个所述插座部分的接收线圈和识别电路相连，以便所述处理器能通过所述开关电路控制所述继电器的闭合与断开，j∈[1，n]。
[0014]
进一步地，所述读取模块还包括与所述处理器相连的且能向外输出所述处理器的判断结果的can通信电路。
[0015]
在本技术提供的能够被读取模块所识别的电缆连接器及射频识别系统中，可以通过读取模块获取电子标签内储存的信息以判断插头部分和插座部分的匹配关系，帮助使用者第一时间发现插错情况以便做出调整，进而大幅降低使用该电缆连接器和/或射频识别系统的设备在接线并启动后出现故障或烧毁的风险。
附图说明
[0016]
通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0017]
图1示出了本实用新型实施例的电缆连接器的剖视图；
[0018]
图2示出了图1中所示电缆连接器的标签模块的立体图；
[0019]
图3是图1中所示电缆连接器的电子标签的结构示意图；
[0020]
图4是本实用新型的实施例的射频识别系统的读取模块的结构示意图；
[0021]
图5是本实用新型的实施例的射频识别系统的通断电路的结构示意图；
[0022]
图6是本实用新型的实施例的射频识别系统的can通信电路的结构示意图；
[0023]
图7是本实用新型的实施例的射频识别系统的电源电路的结构示意图。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。
[0026]
图1示出了本实用新型实施例的电缆连接器100的剖视图。
[0027]
如图1所示，在本实用新型实施例中，电缆连接器100包括插头部分10和插座部分 20。其中，插头部分10包括插头11和设在插头11内的标签模块12。标签模块12包括电子标签14(见图3)，电子标签14是射频识别技术的载体，能起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。插座部分20包括具有插孔21的插座及设在插座内的接收线圈22，接收线圈22用于连接读取模块30(见图4)。电子标签14内存储有被写入的信息且具有唯一电子编码，由此读取模块30能够通过接收线圈22获取电子标签14内存储的信息并基于获取的信息判断插头部分10与插座部分20的匹配关系。
[0028]
示意性地，电子标签14设在插头部分10，可以存储关于插头部分10的属性信息，例如表示正极的信息，插座部分20的接收线圈22与读取模块30相连并可在读取模块30内预设关于接收线圈22的属性信息，例如表示正极的信息。当插头部分10插入插座部分 20时，读取模块30能够通过接收线圈22获取电子标签14内存储的信息，并将其与预设信息比较，如果二者一致，例如都是正极，则认为插头部分10与插座部分20的匹配关系正确，反之如果二者不一致，例如一个是正极而另一个是负极，则认为插头部分10与插座部分20的匹配关系不正确。
[0029]
在设备内使用该电缆连接器100时，可以通过读取模块30获取电子标签14内储存的信息以判断插头部分10和插座部分20的匹配关系，帮助使用者第一时间发现插错情况并做出改正，进而可以大幅降低使用该电缆连接器100和/或射频识别系统的设备在接线并启动后出现故障或烧毁的风险。
[0030]
在本实施例中，插头部分10的插头11上设有周向设置的导电环13，示意性地，图中白色的为导电环13，黑色的为绝缘部分。与之对应地，插座部分20的插孔21的内壁上设置有导电接触部23。当插头11插入插孔21内时，插头部分10和插座部分2通过导电环13和导电接触部23实现电连接。插座部分20和插头部分10的设置位置并不做限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行调整。
[0031]
示例性地，插座部分20还包括与插孔21相邻的容线槽25，容线槽25的槽底中心处设置有定位凸台24，接收线圈22设在容线槽25内并套在定位凸台24外。定位凸台24 便于对接收线圈22的位置进行定位，以保证接收线圈22的安装位置与设置位置一致。接收线圈22例如通过导线连接设在设备内的读取模块30，使得读取模块30能够通过接收线圈22获取电子标签14内存储的信息。
[0032]
图2示出了图1中所示电缆连接器100的标签模块12的立体图。
[0033]
如图1和图2所示，插头11的前端设置有安装孔11a。标签模块12还包括插设在安装孔11a内的安装柱12a。这种方式适用于对已有的插头11做出改进，不必花费大量时间重新再设计插头11以保证标签模块12装入其内。进一步地，标签模块12还包括与安装柱12a垂直相连并与插头11的前端相抵靠的安装帽12b，安装帽12b中设有凹槽12c，凹槽12c内固定设置电子标签14。通过这种方式，保证电子标签14更加接近接收线圈22，提高二者之间信号传输的可靠性和稳定性。
[0034]
示例性地，安装帽12b中设置的凹槽12c背向安装柱12a，电子标签14灌封固定于凹
槽12c中。优选地，在安装帽12b中设置的凹槽12c朝向安装柱12a，电子标签14安装于凹槽12c中，由于凹槽12c朝向安装柱12a，在将安装帽12b固定于插头11的前端时能够通过安装帽12b将电子标签14灌封于插头11的前端，提升了电子标签14的隐蔽性。优选地，电子标签14的灌封形式采用环氧树脂进行灌封固定。该电子标签14的设置方式使得电子标签14更具隐蔽性，不易被拆卸和破坏，从而有效提升了电缆连接器100的安全性。
[0035]
为了减少金属对射频信号的干扰，在本实施例中还将吸波材料同电子标签14一起灌封于插头11的前端，从而避免了由于金属靠近电子标签14对射频信号造成干扰而导致的读写失败，提高了电缆连接器100的可靠性和稳定性。
[0036]
图3是图1中所示电缆连接器100的电子标签14的示意图。
[0037]
示意性地，电子标签14包括电路板141、射频芯片142、电容143和发射线圈144。射频芯片142和电容143固定于电路板141的第一侧。发射线圈144固定于电路板141的第二侧。射频芯片142通过电路板141与电容143和发射线圈144连接，以形成电子标签 14的应答电路。在一个应用场景中，电路板141作为发射线圈144等器件的安装载体，根据器件的大小、型号和高度等可以分别将发射线圈144、电容143和射频芯片142安装于电路板141的两侧，从而有效减小电子标签14的空间体积，便于电子标签14在插头 11前端的布置。优选地，射频芯片142采用hmcslpetr。
[0038]
图4是本实用新型的实施例的射频识别系统的读取模块30的示意图。
[0039]
本技术提供了一种射频识别系统，其包括读取模块30以及上述的电缆连接器100。可选地，本实施例中电缆连接器100的数量为多个，由此能够满足在不同应用场景下电气设备的连接需求。例如在用于煤矿生产的变频一体机的实施例中，电缆连接器100优选为4 个，其中的3个为常用，剩余的1个作为备用。
[0040]
在一个优选的实施例中，射频识别系统包括多个电缆连接器100。如图4所示，读取模块30包括识别电路31、处理器32、切换电路33和电源电路34。处理器32分别与切换电路33、识别电路31和电源电路34相连，切换电路33与各个电缆连接器100的插座部分20的接收线圈22连接，由此可以实现射频识别系统对多个电缆连接器100的状态的检测。识别电路31能够读取电子标签14内存储的信息，处理器32能够获得此信息并基于此信息判断插头部分10与插座部分20的匹配关系并做出对应的响应。例如，当插头部分10与插座部分20的编码(存储信息与预设信息)一致时，匹配关系正确，处理器32 准许设备启动；当出现插错情景而导致插头部分10与插座部分20的编码不一致时，匹配关系不正确，处理器32可令设备报警和/或禁止设备启动，以实现有效保护。
[0041]
切换电路33通过与不同电缆连接器100的接收线圈22的耦合，使电缆连接器100能够实现控制信号传输通道的切换，有效满足了实际生产中使用多路电缆连接器100的需求，同时降低了硬件生产成本。示例性地，当射频识别系统包括n个电缆连接器100时，第i个插头部分10插入第i个插座部分20内。处理器32被构造成能够控制切换电路33 选择第i个插座部分20的接收线圈22与识别电路31耦合，并基于识别电路31和第i个接收线圈22从第i个插头部分10的电子标签14内读取的信息，判断第i个插头部分10 与第i个插座部分20的匹配关系，其中，i∈[1，n]，n为大于等于2的正整数。
[0042]
图5是本实用新型的实施例的射频识别系统的通断电路35的示意图。
[0043]
示例性地，本实施例中切换电路33还包括通断电路35。需要说明的是，图5中所示
出的通断电路35可以理解为是图4中切换电路33切换为某个传输通道的一种可能的示例性实现方式。因此，前文结合图4中的相关描述同样也适用于下文。
[0044]
优选地，切换电路33包括n个通断电路35，n为大于等于2的正整数。每个通断电路35均具有继电器和与继电器相连的开关电路。其中，第j个通断电路35的开关电路与处理器32和电源电路34相连，而第j个通断电路35的继电器的信号输入端和信号输出端分别与第j个插座部分20的接收线圈22和识别电路31相连，以便处理器32能通过第 j个开关电路控制第j个继电器的闭合与断开，j∈[1，n]。当处理器32通过第j个开关电路控制第j个继电器闭合且无插错情景时，第j个继电器的信号输入端能够通过第j个插座部分20的接收线圈22接收第j个插头部分10的电子标签14发出的射频信号，并将该射频信号通过信号输出端传输给识别电路31。识别电路31能够读取电子标签14内存储的信息，使得处理器32能基于此信息判断第j个插头部分10与第j个插座部分20的匹配关系。
[0045]
示例性地，当需要启动切换电路33时，处理器32需要向开关电路的端口control1发送启动信号，开关管导q1导通，连接电源电路的正压端口v与接地端口gnd之间存在电流并途经继电器的控制线圈35d，该控制线圈35d将得电并产生磁场，从而促使常开触点35a闭合而常闭触点35b断开，即端口352和端口353导通，端口355和端口356导通，端口352和端口351断开，端口355和端口354断开，实现端口a1 和端口a1-分别与对应端口ant1的连接。其中a1 和a1-(即继电器的信号输入端)分别用于连接前述接收线圈22，而两个ant1(即继电器的信号输出端)分别用于与识别电路31连接，在导端口a1 和端口a1-分别与对应端口ant1的连接时，接收线圈22接收到的射频信号经过继电器传输至识别电路31。进一步，为了提升电路的可靠性，在该控制线圈35d的两端还可以反向并联一个二极管35c，以对电路中的电压进行稳压处理，从而避免反向电压的干扰。此外，可以在必要位置增设电阻以调整电动势或保护对应电器元件。
[0046]
图6是本实用新型的实施例的射频识别系统的can通信电路36的示意图。图7是本实用新型的实施例的射频识别系统的电源电路34的示意图。需要说明的是，can通信电路36和电源电路34可以理解为是图4中can通信电路36和电源电路34的一种可能的示例性实现。因此，前文结合图4中的相关描述同样也适用于下文。
[0047]
在本实用新型实施例中，读取模块30还包括与处理器32相连的且能向外输出处理器 32的判断结果的can通信电路36，用于将对射频信号的识别结果发送至其他设备，或实现相应的通信交互过程。另外，为了实现其他形式的通信连接，还可以在该读取模块30 中设置其他的通信电路结构，例如485通信电路或非图6所示的can通信电路。
[0048]
示例性地，如图6所示，can通信电路36包括can芯片36a，can芯片36a与处理器32连接，以获取来自处理器32的信号。例如处理器32可以获取识别电路31对射频信号的识别结果，然后通过can芯片36a将该识别结果传输至其他设备。can芯片36a连接有稳压管36b，用于稳定输出信号。在本实施例中，can芯片36a的输出端还连接有保险丝36c，用于在电流过大时切断电路，保证硬件结构的安全性。优选地，can芯片36a 采用tja1050/c。进一步地，can芯片36a还连接有相应的限流电阻36d，用于对该can 通信电路36进行过流保护。
[0049]
示例性地，如图7所示，电源电路34包括输入端口vin和输出端口vout、控制端口 powre_ctrl，其中输入端口vin和输出端口vout串接在电源和用电电路(例如切换电路 33)之间的回路中，控制端口powre_ctrl连接处理器32，当控制端口powre_ctrl接收到处理器
32的启动信号时，开关管q3导通，第一电阻r1和第二电阻r2中有电流通过并控制开关管q2导通，使得电源的电能可以依次输入端口vin、开关管q2和输出端口vout 进入用电电路。当控制端口powre_ctrl未接收启动信号时，第一电阻r1和第二电阻r2 中无电流，开关管q2关断，电源将无法为用电电路供电。优选地，在第一电阻r1的两端还并联连接一个电容，以保证供电稳定。上述接收线圈22和读取模块30在每次上电时，通过内部自带电容与接收线圈22组成lc电路，形成电感微调节自适应功能，增大感应距离。为确保在循环检测时每路插头11检测可靠，在检测时，利用处理器32控制电源电路的供电，确保检测的可靠性。另外，上述各开关管例如可以采用mos管。进一步，为了保证开关管q3的电压稳定，以保证开关管q3能够有效关断，可以在开关管q3的控制侧和输出侧并联一个电阻r3。
[0050]
示例性地，本实用新型实施例还通过设定的检测程序对电缆连接器100进行检测。例如可以通过插头部分10的标签模块12和插座部分20的接收线圈22的交互过程，以及识别电路31的识别分析过程，判断插头11、插座是否已可靠连接。例如通过信号强度判断是否可靠连接。在读取模块30上电、初始化后，识别电路31能够读取插头部分10上安装的标签模块12中射频芯片142的id并对芯片属性是否合法进行判断。如果检测不合法，将输出告警，并使设备无法启动，以实现有效保护。如果检测合法，则通过信号的有无记录电缆连接器100的插拔次数、发送可靠连接数据、记录插头11id等。同样地，在使用过程中识别电路31还能够定时发送心跳信号，以保证可靠连接，从而保证设备的正常启动和运行。
[0051]
示例性地，本实用新型实施例还能够定时将设备的连接情况传入can总线，便于后期工作面设备故障分析。除此之外，识别电路31还能通过插拔次数数据记录实现电缆连接器100的寿命故障检测及预防性维护功能，有助于电气设备运行和维护人员检测设备状态并及时发现问题，能够对设备突发性故障做出预警，提高了设备运行可靠性。
[0052]
通过上述本实用新型所提出的方案，解决了传统电缆连接器100难以检测连接状态、电缆连接可靠性低、安全性差的问题，处理器32能够读取存储于电子标签14内的信息并基于获取的信息判断插头部分10与插座部分20的匹配关系，帮助使用者第一时间发现插错情况以便做出调整，进而大幅降低设备在接线并启动后出现故障或烧毁的风险。同时，本技术提供的电缆连接器100还能够对电缆实行加密处理，提高了电缆连接器100的安全性，有效避免了不符合要求的电缆连接器100或与之连接的电缆应用到电气设备上。
[0053]
在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0054]
另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
[0055]
虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人
员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。