專利名稱：基于sdio接口的插卡式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種RFID(射頻識(shí)別)系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備，尤指一種基于SDIO 接口的，用于為掌上電腦、智能手機(jī)等手持智能終端提供電子標(biāo)簽讀寫(xiě)功能的插卡式便攜電 子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備。
背景技術(shù)：
電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器以及RFID應(yīng)用平臺(tái)等部分共同組成一個(gè)典型的RFID系統(tǒng)。按照電子 標(biāo)簽工作的無(wú)線電頻率不同，可劃分可LF、 HF、 UHF等頻段的RFID系統(tǒng)，其中HF頻段 RFID系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)應(yīng)用量最大。在HF頻段，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了 IS015693、 ISO18000-3、 IS014443A/B/C等不同的電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，不同協(xié) 議標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽與相應(yīng)的讀寫(xiě)器配合，在數(shù)據(jù)編碼/解碼方式、RF信號(hào)調(diào)制/解調(diào)方式、讀 寫(xiě)距離、數(shù)據(jù)傳輸率等方面表現(xiàn)出不同的特性。由于HF頻段不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽均得 到了較廣泛的應(yīng)用，僅支持單協(xié)議電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)器往往不能滿足RFID系統(tǒng)實(shí)施的需求。
電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器分為臺(tái)式和便攜式兩類，臺(tái)式讀寫(xiě)器適用于桌面設(shè)備，便攜式讀寫(xiě)器適 用于手持設(shè)備。早期的電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器為臺(tái)式，讀寫(xiě)器通過(guò)串口與主機(jī)連接，僅支持一種協(xié) 議電子標(biāo)簽的操作。后來(lái)臺(tái)式閱讀器相繼發(fā)展出USB接口、以太網(wǎng)接口，并向支持多種協(xié)議 類型電子標(biāo)簽讀寫(xiě)發(fā)展。隨著RFID應(yīng)用系統(tǒng)的廣泛推廣，對(duì)各種類型讀寫(xiě)器的需求也隨之 增加。尤其是基于RFID電子標(biāo)簽較短的非接觸式讀取距離(約10CM)這一特性，需要大量 的現(xiàn)場(chǎng)RFID信息處理手持設(shè)備，例如基于掌上電腦、PDA、智能手機(jī)、筆記本電腦等的便 攜式RFID數(shù)據(jù)采集手持終端。與掌上電腦等手持智能終端連接的便攜式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器一 般依托于設(shè)備提供的CF、 SD等擴(kuò)展卡接口，采用插卡的方式。前幾年手持設(shè)備支持的擴(kuò)展卡接口以CF卡為主流，RFID設(shè)備廠商也推出了 CF卡接口的電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器來(lái)滿足用戶需求。 近年來(lái)，SD接口已經(jīng)逐歩取代CF等接口，并擴(kuò)展了可以支持外圍設(shè)備連接，與SD接口硬件 兼容的SDIO接口，支持SDIO接口的設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越多，CF接口已經(jīng)逐漸的退出市場(chǎng)。
但是，目前便攜式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器產(chǎn)品還停留在CF卡接口階段。這不僅限制了RFID系 統(tǒng)中硬件設(shè)備的選用，也不利于硬件設(shè)備的小型化、便利化、多功能化。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種基于SDIO接口的外形小巧、使用方便、功能強(qiáng)大的插卡式的電子標(biāo) 簽讀寫(xiě)器設(shè)備，用于為掌上電腦、智能手機(jī)等手持智能終端提供電子標(biāo)簽讀寫(xiě)功能。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是將下述電路單元集成在一片印刷電路板上，以符合SD接口標(biāo) 準(zhǔn)尺寸的外殼容納，插入提供SD接口的手持設(shè)備。讀卡器由手持設(shè)備供電，并在運(yùn)行于手持 設(shè)備的應(yīng)用軟件控制下，完成對(duì)電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)操作。
電路單元包括PCB天線，以電磁感應(yīng)原理完成對(duì)電子標(biāo)簽的供電和電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器 之間的射頻信號(hào)傳輸；射頻前端ASIC芯片，用于完成讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽之間數(shù)據(jù)流的射頻調(diào) 制和解調(diào)；協(xié)議處理單片機(jī)，用于按標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議對(duì)發(fā)給電子標(biāo)簽的指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和對(duì)從 電子標(biāo)簽接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；SDIO接口控制芯片，用于實(shí)現(xiàn)SDIO協(xié)議的數(shù)據(jù)編解碼處 理，完成讀寫(xiě)器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)接口。
本實(shí)用新型的有益效果是基于SDI0接U，為掌上電腦、智能手機(jī)等手持智能終端提供 電子標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備支持；同時(shí)支持IS015693、 IS018000-3、 IS014443A/B/C等多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 協(xié)議的HF頻段電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)操作，功能強(qiáng)大、適用范圍更廣；設(shè)備外殼采用SD插卡式設(shè) 計(jì)，外形小巧，可嵌入提供SD接口的手持終端使用，形成外觀上近似一體化的設(shè)備。

圖1為實(shí)用新型的硬件框圖2為實(shí)用新型與掌上設(shè)備結(jié)合的應(yīng)用示例圖。 ，具體實(shí)施方式
在圖1中，PCB天線101,以電磁感應(yīng)原理完成對(duì)電子標(biāo)簽的供電和電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之 間的射頻信號(hào)傳輸。PCB天線101是一個(gè)直接制作在印刷電路板上的一個(gè)電感線圈，根據(jù)線 徑、線間距和布線圈數(shù)、線圈直徑的不同，其電感值在0.8-1. 4uH之間。為了使天線線圈與 后續(xù)的驅(qū)動(dòng)電路更好匹配，需在線圈兩端并聯(lián)諧振電容和串聯(lián)阻抗匹配電容。射頻前端ASIC 芯片102，用于完成讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽之間數(shù)據(jù)流的射頻調(diào)制和解調(diào)。由于HF頻段不同國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議約定的調(diào)制/解調(diào)方式各不相同，如IS015693協(xié)議中規(guī)定讀寫(xiě)器向電子標(biāo)簽發(fā)送數(shù) 據(jù)采用10%或100%的ASK，電子標(biāo)簽向讀寫(xiě)器傳送數(shù)據(jù)采用256取1或4取1的負(fù)載調(diào)制。 而IS014443A協(xié)議中規(guī)定讀寫(xiě)器向電子標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)采用100%的ASK，電子標(biāo)簽向讀寫(xiě)器傳 送數(shù)據(jù)采用振幅鍵控調(diào)制847KHz的負(fù)載調(diào)制協(xié)。因此，支持多協(xié)議電子標(biāo)簽讀寫(xiě)操作的射頻 前端ASIC芯片102應(yīng)內(nèi)含不同方式的調(diào)制解調(diào)電路，并可由外部信號(hào)控制不同調(diào)制/解調(diào)方 式的切換。本例中射頻前端芯片選用Inside公司的PICO RF大規(guī)模集成電路芯片。協(xié)議處理 單片機(jī)103，用于按標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議對(duì)發(fā)給電子標(biāo)簽的指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和對(duì)從電子標(biāo)簽接收到 的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。HF頻段不同電子標(biāo)簽國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)的字節(jié)格式、數(shù)據(jù)幀格
、
式、收發(fā)時(shí)序、基本指令集等均有著不同的約定。為減輕上位機(jī)的負(fù)擔(dān)，本例中以一片 Microchip公司的PIC18F2520單片機(jī)來(lái)承擔(dān)協(xié)議處理的工作。SDI0接口控制芯片104，用于 實(shí)現(xiàn)SDI0協(xié)議的數(shù)據(jù)編/解碼處理，完成讀寫(xiě)器與手持設(shè)備之間的數(shù)據(jù)接口。 SDIO接口控制 芯片可以是通用型單片機(jī)配合協(xié)議解析程序?qū)崿F(xiàn)，也可以選用專門(mén)的SDIO橋接芯片，如Arasan公司的AC2200。經(jīng)接口控制芯片的解析，可以將手持設(shè)備經(jīng)SDIO接口 105傳輸給協(xié) 議處理器103的指令轉(zhuǎn)變?yōu)閁ART串口、 SPI、并口等數(shù)據(jù)接口方式。
SDIO標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)接口設(shè)備的外形尺寸、電氣連接、數(shù)據(jù)交換格式等均有嚴(yán)格規(guī)定，符合SDIO 的設(shè)備，除了有能力完成SDIO協(xié)議數(shù)據(jù)通訊過(guò)程之外，還必須提供SD工O約定的電氣接口 105， 以及符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備外形尺寸。將上述電路單元集成在一片印刷電路板上，以符合SD接口標(biāo) 準(zhǔn)尺寸的外殼容納，插入提供SD接口的手持設(shè)備。讀卡器由手持設(shè)備供電，并在運(yùn)行于手持 設(shè)備的應(yīng)用軟件控制下，完成對(duì)電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)操作。
圖2中給出了本實(shí)用新型201在不同種類手持設(shè)備上的使用示例，其中202為基于微軟 公司W(wǎng)in CE操作系統(tǒng)的掌上電腦，203為使用PALM操作系統(tǒng)的PDA, 204為智能手機(jī)，205 為筆記本電腦。以上設(shè)備的共同特點(diǎn)是擁有SD電氣接口，支持SDIO安全外部設(shè)備輸入輸出 協(xié)議。
權(quán)利要求1. 一種基于SDIO接口的插卡式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備，尤指一種用于為掌上電腦、智能手機(jī)提供電子標(biāo)簽讀寫(xiě)功能的插卡式便攜電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備，其特征是將PCB天線、射頻前端ASIC芯片、協(xié)議處理單片機(jī)、SDIO接口控制芯片集成在一片印刷電路板上，以符合SD接口標(biāo)準(zhǔn)尺寸的外殼容納，插入提供SD接口的手持設(shè)備使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SDI0接口的插卡式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備，其特征是讀寫(xiě)器 與手持設(shè)備之間釆用SD標(biāo)準(zhǔn)的電氣接口，數(shù)據(jù)傳輸遵循SDIO標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，用于完成手持設(shè)備 向讀寫(xiě)器供電及手持設(shè)備與讀寫(xiě)器之間的命令和數(shù)據(jù)交換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SDI0接口的插卡式電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備，其特征是同時(shí)支 持對(duì)HF頻段IS015693、 IS014443A/B/C、 IS018000-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)操作。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種RFID(射頻識(shí)別)系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備，尤指一種基于SDIO接口的，用于為掌上電腦、智能手機(jī)等手持智能終端提供電子標(biāo)簽讀寫(xiě)功能的插卡式便攜電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器設(shè)備。本實(shí)用新型將PCB天線、射頻前端ASIC芯片、協(xié)議處理單片機(jī)、SDIO接口控制芯片等電路單元集成在一片印刷電路板上，以符合SD接口標(biāo)準(zhǔn)尺寸的外殼容納，插入提供SD接口的手持設(shè)備使用。同時(shí)具備基于SDIO接口，小巧便攜；支持多種電子標(biāo)簽協(xié)議，功能強(qiáng)大；可嵌入提供SD接口的手持終端，作為近似一體化的設(shè)備使用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K17/00GK201134111SQ20072002923
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者劉麗梅, 東 張, 張洪辰, 王明磊, 恒 錢(qián) 申請(qǐng)人:山東省標(biāo)準(zhǔn)化研究院