基于iso 18000-6c和gb 29768-2013兼容型協(xié)議的rfid讀寫(xiě)器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于ISO 18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RF ID
讀寫(xiě)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于RFID射頻讀寫(xiě)器技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)天線與符合歐美IS018000-6C協(xié)議或者國(guó)內(nèi)GB 29768協(xié)議的電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌?br>【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別(RFID)是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID技術(shù)基本的工作原理是利用讀寫(xiě)器發(fā)射特定頻率的無(wú)線電波，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入讀寫(xiě)范圍的電子標(biāo)簽的自動(dòng)識(shí)別。通過(guò)把標(biāo)簽貼在物品上，RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的全程跟蹤和管理。射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由讀寫(xiě)器和標(biāo)簽兩部分構(gòu)成，標(biāo)簽分為有源標(biāo)簽、無(wú)源標(biāo)簽及半無(wú)源標(biāo)簽。讀寫(xiě)器產(chǎn)生射頻能量，通過(guò)天線向電子標(biāo)簽發(fā)射射頻能量，電子標(biāo)簽(無(wú)源)接收到射頻能量之后被激活，電子標(biāo)簽取得射頻能量和指令之后反射信號(hào)，讀寫(xiě)器通過(guò)天線接收電子標(biāo)簽反射回來(lái)的信號(hào)，對(duì)標(biāo)簽反射回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，使射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部終端能夠處理的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀的操作，或標(biāo)簽(有源)主動(dòng)重復(fù)發(fā)送自身標(biāo)識(shí)信息，收到該信息后繼續(xù)進(jìn)一步的處理。
[0003]制約射頻識(shí)別系統(tǒng)發(fā)展的主要問(wèn)題是標(biāo)準(zhǔn)不兼容。RFID標(biāo)準(zhǔn)體系主要由空中接口規(guī)范、物理特性、讀寫(xiě)器協(xié)議、編碼體系、測(cè)試規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范、數(shù)據(jù)管理、信息安全等標(biāo)準(zhǔn)組成。目前國(guó)際上制訂RFID標(biāo)準(zhǔn)的主要組織是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(IS0/IEC)，IS0/IEC JTCl負(fù)責(zé)制訂與RFID技術(shù)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，ISO其他有關(guān)技術(shù)委員會(huì)也制訂部分與RFID應(yīng)用有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，還有一些相關(guān)的組織也開(kāi)展了 RFID標(biāo)準(zhǔn)化工作。值得注意的是，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間缺乏達(dá)成一致的基礎(chǔ)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在積極推動(dòng)RFID應(yīng)用層面上的互聯(lián)互通。中國(guó)在RFID技術(shù)與應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作上已有一定基礎(chǔ)，目前已經(jīng)從多個(gè)方面開(kāi)展了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作。2013年12月，我國(guó)已發(fā)布了 800/900MHZ無(wú)源RFID國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“GB/T29768-2013信息技術(shù)射頻識(shí)別800/900MHz空中接口協(xié)議”，空中接口協(xié)議是RFID的核心技術(shù)，新國(guó)標(biāo)的發(fā)布將改變以往技術(shù)產(chǎn)品接口無(wú)法統(tǒng)一的難題，為推進(jìn)我國(guó)自主射頻識(shí)別產(chǎn)業(yè)、加快物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)揮重要作用。
[0004]目前各領(lǐng)域已經(jīng)有了比較多的RFID技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目，存在各種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)混亂的問(wèn)題，在800/900MHZ無(wú)源RFID應(yīng)用方便采用的標(biāo)準(zhǔn)主要有ISO 18000-6B、IS018000-6C、IS018000-6D等標(biāo)準(zhǔn)，尤其是近兩年國(guó)內(nèi)的RFID項(xiàng)目大部分采用ISO 18000-6C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)標(biāo)GB 29768出臺(tái)后，必將會(huì)有一個(gè)逐步向國(guó)標(biāo)統(tǒng)一的過(guò)程，兼容ISO 18000-6C和GB29768雙協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器設(shè)備，將成為應(yīng)用的主流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決RFID讀寫(xiě)器既能讀取符合GB 29768標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)標(biāo)電子標(biāo)簽，同時(shí)又能兼容性讀取國(guó)標(biāo)發(fā)布以前大量使用的IS018000-6C標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:基于ISO 18000-6C和GB 29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器設(shè)備，其特征在于，包括主處理器系統(tǒng)和射頻電路系統(tǒng)。主處理器系統(tǒng)保證了微處理器正常運(yùn)行的外部硬件條件，包括電源硬件電路模塊、時(shí)鐘硬件電路模塊以及通訊硬件電路模塊；微處理器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了 18000-6C與GB 29768發(fā)射與接收雙協(xié)議軟件包；射頻電路系統(tǒng)包括DAC硬件電路模塊、振蕩器混頻硬件電路模塊、功率放大硬件電路模塊、ADC硬件電路模塊、低頻放大器硬件電路模塊、IQ解調(diào)硬件電路模塊、天線切換電路模塊以及天線；微處理器內(nèi)部的雙協(xié)議包通過(guò)射頻電路模塊實(shí)現(xiàn)RFID數(shù)據(jù)發(fā)射與接收，從而實(shí)現(xiàn)ISO18000-6C與GB 29768雙協(xié)議產(chǎn)品的兼容與應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施的基于ISO 18000-6C和GB 29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]本實(shí)用新型的SO 18000-6C和GB 29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器設(shè)備，如圖1所示，包括主處理器系統(tǒng)單元I和射頻硬件電路單元2兩個(gè)部分。
[0009]主處理器單元I包括32位微處理器11、電源硬件電路模塊12、時(shí)鐘硬件電路模塊13以及通訊硬件電路模塊14。微處理器11的功能主要是對(duì)不同協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行編解碼，調(diào)制信息DA輸出，接收的標(biāo)簽信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)AD采集進(jìn)行解碼，從而按照指定應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行解析；電源硬件電路模塊12將交流電轉(zhuǎn)成直流電提供給微處理器11 ;時(shí)鐘硬件電路模塊13提供無(wú)源晶振給處理器11產(chǎn)生時(shí)鐘；通訊硬件電路模塊14提供數(shù)據(jù)鏈路通道開(kāi)放給外部處理器，本實(shí)用新型支持以太網(wǎng)和各種串行通訊協(xié)議，如RS232、RS485和RS422等。
[0010]DAC硬件電路模塊21的功能是產(chǎn)生要調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)；振蕩器混頻硬件電路模塊22的功能是產(chǎn)生載波及調(diào)制信號(hào)、功率放大硬件電路模塊23的功能是放大載波信號(hào)、ADC硬件電路模塊26的功能是將解調(diào)后的模擬信號(hào)數(shù)字化、低頻放大器硬件電路模塊27的功能是放大標(biāo)簽?目息、IQ解調(diào)硬件電路模塊28的功能是解調(diào)標(biāo)簽彳目號(hào)、天線切換電路模塊24的功能是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的發(fā)射和接收兩個(gè)階段的物理通道分開(kāi)；天線25的功能是發(fā)射射頻信號(hào)和接收射頻信號(hào)。
[0011]本實(shí)用新型設(shè)備實(shí)現(xiàn)協(xié)議兼容的關(guān)鍵點(diǎn)在于硬件電路設(shè)計(jì)以及硬件處理器中的嵌入式軟件設(shè)計(jì)。硬件電路兼容性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):I)DAC硬件模塊21轉(zhuǎn)換處理器11的GB 29768命令格式編碼輸出；2)混頻模塊22完成調(diào)制信號(hào)與載波變頻；3)功率放大電路模塊23完成變頻信號(hào)放大；4)天線發(fā)射/接收切換模塊24負(fù)責(zé)隔離發(fā)送和接收到信號(hào)；5)天線25負(fù)責(zé)發(fā)射的射頻信號(hào)輻射以及返回信息的接收；6) IQ解調(diào)硬件模塊28負(fù)責(zé)恢復(fù)空間GB 29768協(xié)議標(biāo)簽信號(hào)為模擬信號(hào)；7)低頻放大器硬件電路27負(fù)責(zé)放大GB 29768協(xié)議標(biāo)簽?zāi)M信號(hào)；8)比較器輸出模塊26負(fù)責(zé)將放大后的GB 29768協(xié)議標(biāo)簽信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；硬件處理器中的嵌入式軟件兼容性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):1)GB29768協(xié)議及ISO 18000-6C協(xié)議命令格式調(diào)制波有主控11處理器編碼產(chǎn)生；2)GB 29768協(xié)議標(biāo)簽返回?cái)?shù)據(jù)由11處理器解碼。3)GB 29768協(xié)議ISO 18000-6C協(xié)議之間的區(qū)別主要有兩點(diǎn):向卡片發(fā)送的命令格式和協(xié)議標(biāo)簽位編碼方式。因此，要兼容讀取兩種標(biāo)簽，需要11主控MCU產(chǎn)生符合GB 29768協(xié)議及ISO 18000-6C協(xié)議編碼的調(diào)制波，以形成協(xié)議要求的發(fā)送給標(biāo)簽的命令格式，主控MCU以輪詢(xún)方式發(fā)送兩種命令；兩種標(biāo)簽返回的標(biāo)簽信息編碼方式也不相同，在硬件電路解調(diào)出放大后的數(shù)字信號(hào)之后，解析兩種卡片數(shù)據(jù)由11主控MCU完成，MCU根據(jù)兩種協(xié)議所規(guī)定的編碼方式，采集每一位的脈寬，以實(shí)現(xiàn)解碼。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于ISO18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器，其特征在于，包括主處理器單元和射頻硬件電路單元；主處理器單元保證了微處理器正常運(yùn)行的外部硬件條件，包括32位微處理器、電源硬件電路模塊、時(shí)鐘硬件電路模塊以及通訊硬件電路模塊；微處理器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了 18000-6C與GB 29768發(fā)射與接收雙協(xié)議軟件包；射頻硬件電路單元包括DAC硬件電路模塊、振蕩器混頻硬件電路模塊、功率放大硬件電路模塊、ADC硬件電路模塊、低頻放大器硬件電路模塊、IQ解調(diào)硬件電路模塊、天線切換電路模塊以及天線；微處理器內(nèi)部的雙協(xié)議包通過(guò)射頻電路模塊實(shí)現(xiàn)RFID數(shù)據(jù)發(fā)射與接收，從而實(shí)現(xiàn)ISO 18000-6C與GB 29768雙協(xié)議產(chǎn)品的兼容與應(yīng)用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ISO18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器，其特征在于所述的主處理器單元中的微處理器實(shí)現(xiàn)了 IS018000-6C和GB29768-2013雙協(xié)議軟件庫(kù)，包括發(fā)射協(xié)議軟件庫(kù)和接收協(xié)議軟件庫(kù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ISO18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器，其特征在于射頻硬件電路單元中的射頻硬件電路設(shè)計(jì)中的以下幾點(diǎn):1)DAC硬件模塊21轉(zhuǎn)換11處理器GB 29768命令格式編碼輸出；2)混頻模塊22完成調(diào)制信號(hào)與載波變頻；3)功率放大電路模塊23完成變頻信號(hào)放大；4)天線發(fā)射/接收切換模塊24負(fù)責(zé)隔離發(fā)送和接收到信號(hào)；5)天線25負(fù)責(zé)發(fā)射的射頻信號(hào)輻射以及返回信息的接收；6)IQ解調(diào)硬件模塊28負(fù)責(zé)恢復(fù)空間GB 29768協(xié)議標(biāo)簽信號(hào)為模擬信號(hào)；7)低頻放大器硬件電路27負(fù)責(zé)放大GB 29768協(xié)議標(biāo)簽?zāi)M信號(hào)；8)比較器輸出模塊26負(fù)責(zé)將放大后的GB 29768協(xié)議標(biāo)簽信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于ISO？18000-6C和GB？29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器設(shè)備。2013年，我國(guó)發(fā)布了GB？29768-2013，徹底改變了空中接口無(wú)法統(tǒng)一的難題。但是需要解決國(guó)標(biāo)發(fā)布之前大量存在的基于ISO？18000-6C歐美技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的系列產(chǎn)品。該實(shí)用新型設(shè)備包括主處理器系統(tǒng)和射頻電路系統(tǒng)。主處理器系統(tǒng)保證了微處理器正常運(yùn)行的外部硬件條件，微處理器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了18000-6C與GB？29768發(fā)射與接收雙協(xié)議軟件包。射頻電路系統(tǒng)保證了發(fā)射雙協(xié)議軟件包數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)射通路上的DAC、調(diào)制、放大與天線切換實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)輸出，射頻信號(hào)輸入通過(guò)接收通路上的天線切換、解調(diào)、放大、ADC輸入與接收雙協(xié)議軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。
【IPC分類(lèi)】G06K17/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204946040
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520546286
【發(fā)明人】谷云輝, 張永軍, 付立, 剛紅潤(rùn), 呂慶輝, 李伯勇, 金磊杰, 楊寶光
【申請(qǐng)人】交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年7月27日