專(zhuān)利名稱(chēng)：超高頻rfid讀寫(xiě)器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射頻識(shí)別設(shè)備，特別是一種射頻識(shí)別設(shè)備的讀寫(xiě)器。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別RFID設(shè)備的讀寫(xiě)器模塊的作用是向電子標(biāo)簽發(fā)射微波能量，激勵(lì) 電子標(biāo)簽工作，同時(shí)發(fā)命令給電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽取得微波能量后反射信號(hào)， 讀寫(xiě)器通過(guò)對(duì)標(biāo)簽反射回來(lái)的回波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、放大、解碼和譯碼處理，實(shí) 現(xiàn)標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的固定數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)的讀取，也可以對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn) 行改寫(xiě)。在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，讀寫(xiě)器的工作頻段為860MHz 960MHz，可以對(duì)滿(mǎn) 足ISO18000-6B/6C協(xié)議的電子標(biāo)簽中的內(nèi)容進(jìn)行近距離讀寫(xiě)，并將所讀寫(xiě)的電 子標(biāo)簽的信息傳送給射頻識(shí)別終端?，F(xiàn)有技術(shù)的讀寫(xiě)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，要解決技術(shù)問(wèn)題是 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。
本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 一種超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，所述超高頻 RFID讀寫(xiě)器模塊包括微波射頻電路、基帶處理電路和供電電路，微波射頻電路 由發(fā)射電路和接收電路構(gòu)成。
本實(shí)用新型發(fā)射電路的載波合成電路產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)緩沖放大后輸入至平衡 到不平衡轉(zhuǎn)換器后，再經(jīng)前置放大器、功率放大器、射頻低通濾波器、方向性 耦合器至天線連接器。
本實(shí)用新型的載波合成電路由RFID芯片內(nèi)的壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路，RFID芯片外的匹配溫度補(bǔ)償晶體振蕩器構(gòu)成。 本實(shí)用新型的RFID芯片采用AS3990。
本實(shí)用新型接收電路的天線接收的信號(hào)經(jīng)方向性耦合器、平衡到不平衡轉(zhuǎn)
換器、平衡混頻電路、濾波電路至數(shù)字整形電路。
本實(shí)用新型的基帶處理電路采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、單片機(jī)。 本實(shí)用新型現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列采用APA150，單片機(jī)采用C8051F023。 本實(shí)用新型的供電電路為單片機(jī)提供3.3V電源，為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列提供
3.3V和2.5V電源，為RFID芯片提供5.3V電源，為射頻前置放大器提供3V電
源，為射頻功率放大器提供4.2V電源。
本實(shí)用新型微波射頻電路的工作頻段為860MHz 960MHz。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比，采用集成電路芯片，模塊式結(jié)構(gòu)，體積小，
成本低，工作頻段為860MHz 960MHz，可讀寫(xiě)符合ISO18000-6B/6C協(xié)議的電
子標(biāo)簽，讀寫(xiě)距離大于1.2米，通過(guò)對(duì)外接口單元，模塊能方便地嵌入到各類(lèi)產(chǎn)品中。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的微波射頻模塊電路原理圖。 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的編解碼及協(xié)議處理電路框圖。 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的編解碼及協(xié)議處理電路原理圖。 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的供電電路及外圍接口電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型的超 高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，包括微波射頻電路、基帶處理電路和供電電路。
微波射頻部分的功能是發(fā)射射頻載波，通過(guò)載波微波能量激活標(biāo)簽，并將調(diào)制于載波的數(shù)據(jù)信息傳遞給標(biāo)簽；同時(shí)接收標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)信息。對(duì)于符合
ISO 18000-6B協(xié)議的電子標(biāo)簽，微波射頻部分完成數(shù)據(jù)的調(diào)制/解調(diào)、整形。對(duì) 于符合ISO 18000-6C協(xié)議的電子標(biāo)簽，微波射頻部分的AS3990芯片不僅完成 數(shù)據(jù)的調(diào)制/解調(diào)、整形，還會(huì)啟動(dòng)其芯片內(nèi)部的低層協(xié)議處理器，完成標(biāo)簽數(shù) 據(jù)的編解碼?；鶐幚聿糠值墓δ苁菙?shù)據(jù)協(xié)議處理、與外部控制終端通信。
如圖1所示，微波射頻電路分為發(fā)射電路和接收電路。發(fā)射電路RFID 芯片U200AS3990內(nèi)的壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路，U200外匹配溫度補(bǔ)償晶體振 蕩器X200 S5032，20MHZ,構(gòu)成載波合成電路。載波合成后的信號(hào)經(jīng)U200芯片 內(nèi)部緩沖放大，通過(guò)U200芯片的第32、33腳輸出給平衡到不平衡轉(zhuǎn)換器W201。 前置放大器U202的輸入端(第4腳)連接W201的輸出端(第1腳)。功率放 大器U203的輸入端(第6腳)連接U202的輸出端(第1腳)，構(gòu)成末級(jí)功率 放大電路。射頻低通濾波器(W3)的輸入端(第1腳)接U203的輸出端—(第12 腳)。方向性耦合器W202的輸入端(第l腳)接W3的輸出端(第3腳)，方向 性耦合器的輸出端(第2腳)接天線連接器。接收電路的天線接收的信號(hào)經(jīng)方 向性耦合器W202、平衡到不平衡轉(zhuǎn)換器W200至U200內(nèi)的接收通道，接收通 道為平衡混頻電路、濾波電路和數(shù)字整形電路。射頻模塊的工作頻段為 860MHz 960MHz。
如圖2和圖3所示，基帶處理電路由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGAAPA150、單 片機(jī)MCUC8051F023，以及周邊電路共同組成。AS3990的并行口 10 (0: 7) 與單片機(jī)P1 口對(duì)應(yīng)相連，其中102、 103、 105、 106、 IRQ (第40管腳)作為 串行口與FPGA的10管腳相連。FPGA通過(guò)第3 9和18、 19這8位口線與單 片機(jī)的P3口相連，這樣，搭建出射頻部分與基帶部分的通道。
符合ISO 18000-6C協(xié)議的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)AS3990解碼后，直接通過(guò)P1 口送單片機(jī)處理。符合ISO 18000-6B協(xié)議的數(shù)據(jù)，AS3990完成解調(diào)整形后，送給FPGA 解碼，F(xiàn)PGA解碼完畢后，由P3口送入單片機(jī)。向外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，是上述的一 個(gè)逆過(guò)程。
如圖4所示，供電電路為MCU、 FPGA、 RFID芯片、射頻前置放大器和射 頻功率放大器的供電。其中，MCU的工作電壓是3.3V，F(xiàn)PGA的工作電壓是3.3V 和2.5V，這兩路不同的電壓值由雙路穩(wěn)壓芯片U105穩(wěn)壓后輸出。RFID芯片的 工作電壓是5.3V，由外部接口電源提供，通過(guò)接口 JP101的23、 24、 25腳接入。 射頻功率放大器的工作電壓是4.2V，由外部接口電源提供，通過(guò)接口JP101的 18、 19、 20腳接入。射頻前置放大器的工作電壓是3V，由低壓差穩(wěn)壓器U205 的輸出端提供。
本實(shí)用新型的讀寫(xiě)器模塊工作過(guò)程接通電源，打開(kāi)超高頻RFID讀寫(xiě)器模 塊使能后，各部分電路開(kāi)始工作，超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊根據(jù)外部控制終端發(fā) 送的指令進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。在控制終端的控制下，在讀寫(xiě)ISO 18000-6C標(biāo)簽時(shí)， MCU啟動(dòng)RFID芯片內(nèi)的載波合成電路、編解碼和接收/發(fā)射電路，同時(shí)打開(kāi)射 頻前置放大器U205的供電電路，及射頻功率放大器的使能端(第2展卩)和偏置 端(第22腳)，整個(gè)電路進(jìn)入工作狀態(tài)，編解碼的數(shù)據(jù)在MCU和RFID芯片之 間交互處理。當(dāng)讀寫(xiě)ISO 18000-6B標(biāo)簽時(shí)，標(biāo)簽數(shù)據(jù)的整形濾波由RFID芯片 的內(nèi)部電路完成，標(biāo)簽數(shù)據(jù)的編解碼、分析由FPGA和MCU共同完成。
權(quán)利要求1.一種超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊包括微波射頻電路、基帶處理電路和供電電路，微波射頻電路由發(fā)射電路和接收電路構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述發(fā)射電 路的載波合成電路產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)緩沖放大后輸入至平衡到不平衡轉(zhuǎn)換器后， 再經(jīng)前置放大器、功率放大器、射頻低通濾波器、方向性耦合器至天線連接 器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述載波合 成電路由RFID芯片內(nèi)的壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路，RFID芯片外的匹配溫度 補(bǔ)償晶體振蕩器構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述RFID 芯片采用AS3990。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于 所述接收電路的天線接收的信號(hào)經(jīng)方向性耦合器、平衡到不平衡轉(zhuǎn)換器、平 衡混頻電路、濾波電路至數(shù)字整形電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述基帶處 理電路采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、單片機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述現(xiàn)場(chǎng)可 編程門(mén)陣列采用APA150，單片機(jī)采用C8051F023。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述供電電 路為單片機(jī)提供3.3V電源，為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列提供3.3V和2.5V電源，為RFID芯片提供5.3V電源，為射頻前置放大器提供3V電源，為射頻功率放 大器提供4.2V電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，其特征在于所述微波射 頻電路的工作頻段為860MHz 960MHz。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的目的是提供一種超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，要解決技術(shù)問(wèn)題是簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊，所述超高頻RFID讀寫(xiě)器模塊包括微波射頻電路、基帶處理電路和供電電路，微波射頻電路由發(fā)射電路和接收電路構(gòu)成。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比，采用集成電路芯片，模塊式結(jié)構(gòu)，體積小，成本低，工作頻段為860MHz～960MHz，可讀寫(xiě)符合ISO18000-6B/6C協(xié)議的電子標(biāo)簽，讀寫(xiě)距離大于1.2米，通過(guò)對(duì)外接口單元，模塊能方便地嵌入到各類(lèi)產(chǎn)品中。
文檔編號(hào)G06K7/00GK201374070SQ20082023542
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者代小青, 峰 劉, 瑩 周, 周奕兵, 李華強(qiáng), 翁凱利, 黎景明 申請(qǐng)人:深圳市遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)股份有限公司