專利名稱：小型超高頻一體化rfid閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種射頻識別RFID設(shè)備，特別是一種RFID讀寫器。
背景技術(shù)：
射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification)是一種非接觸式標(biāo)簽信息識 別技術(shù)，RFID系統(tǒng)由讀寫器、電子標(biāo)簽和天線組成，它是利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向 數(shù)據(jù)通信，以達(dá)到識別目標(biāo)電子標(biāo)簽的目的?，F(xiàn)有技術(shù)的超高頻RFID讀寫器一般分為兩 種一種是固定式讀寫器，另一種是手持讀寫器。固定式讀寫器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、價格昂 貴，用于較遠(yuǎn)距離快速電子標(biāo)簽信息讀取。手持讀寫器攜帶方便，集掌上電腦PDA、一二維碼 掃描儀、照相機(jī)、GPRS模塊、藍(lán)牙模塊、WIFI模塊為一體，但價格昂貴。這兩類RFID閱讀器 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格貴。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種小型超高頻一體化RFID閱讀器，要解決的技術(shù)問 題是降低RFID讀寫器的成本。本實用新型采用以下技術(shù)方案一種小型超高頻一體化RFID閱讀器，由控制通信 單元、射頻收發(fā)單元和天線順序電連接構(gòu)成，所述控制通信單元、射頻收發(fā)單元采用分立元 器件，設(shè)置在電路板上，電路板設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)。本實用新型的機(jī)殼體積不超過93. 2mmX 59. OmmX 12. 8mm。本實用新型的控制通信單元由單片機(jī)、與單片機(jī)連接的RS232接口、USB接口和5V 直流電源接口構(gòu)成。本實用新型的射頻收發(fā)單元由振蕩器、移幅鍵控調(diào)制器、預(yù)放大器、功率放大器、 微帶線移相網(wǎng)絡(luò)和接收解調(diào)電路構(gòu)成。本實用新型的振蕩器為電容三點式振蕩電路。本實用新型的接收解調(diào)電路采用微帶線移相網(wǎng)絡(luò)連接的兩個檢波管構(gòu)成。本實用新型的解調(diào)信號處理電路采用分立器件，一個運(yùn)算放大器和一個比較器電 連接構(gòu)成。本實用新型的所述天線采用8. 2cm長度的AWG-18電子線制成的線狀天線。本實用新型的單片機(jī)采用LM3S3739-IQC50，振蕩電路采用AT31033芯片，調(diào)制器 采用MMBT3906LT1和MMBT3904LT1芯片，預(yù)放大器采用AT31033芯片，功率放大器輸入信號 功率OdBm、輸出信號放大為18dBm，微帶線移相網(wǎng)絡(luò)采用FR-4PCB，檢波管采用HSMS-2822， 運(yùn)算放大器采用SGM722，比較器采用LMX331。本實用新型的電路板、天線以及連接電路板與天線的電纜封裝在機(jī)殼內(nèi)，電源線、 RS232串口、USB接口的線合成一股電纜線通過機(jī)殼上一開孔弓I出。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用分立元器件，讀寫模塊與天線構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)， 體積不超過93. 2mmX59. OmmX 12. 8mm，結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)小型化、一體化，容易安裝，在保證閱讀
3器性能穩(wěn)定可靠基礎(chǔ)上大大降低了 RFID閱讀器的成本。
圖1是本實用新型的整機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型的整機(jī)功能架構(gòu)圖。圖3是本實用新型的振蕩器、移幅鍵控ASK調(diào)制器電路圖。圖4是本實用新型的接收解調(diào)電路圖。圖5是本實用新型的解調(diào)信號處理電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本實用新 型的小型超高頻一體化RFID閱讀器，由通信控制單元、射頻收發(fā)單元和天線順序電連接構(gòu) 成。所述通信控制單元、射頻收發(fā)單元采用分立元器件，設(shè)置在一個電路板上。電路 板、天線以及連接電路板與天線的電纜封裝在機(jī)殼內(nèi)，電源線、RS232串口、USB接口的線合 成一股電纜線通過機(jī)殼上一開孔引出。機(jī)殼體積不超過93. 2mmX59. 0mmX12. 8mm。所述通信控制單元由單片機(jī)、與單片機(jī)連接的RS232接口、USB接口和5V直流電 源接口構(gòu)成。單片機(jī)采用ARM Cortex-M3內(nèi)核LM3S3739-IQC50。通信控制單元的核心為單 片機(jī)，用于編碼信號輸出、對射頻載波的ASK調(diào)制、對接收電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號的解碼校驗判 斷、實現(xiàn)閱讀器與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信。如圖2所示，所述射頻收發(fā)單元由振蕩器、移幅鍵控ASK調(diào)制器、預(yù)放大器、功率 放大器、微帶線移相網(wǎng)絡(luò)和接收解調(diào)電路構(gòu)成。預(yù)放大器采用分立器件，其輸入信號功 率_5dBm、輸出信號放大為OdBm。功率放大器采用分立器件，其輸入信號功率OdBm、輸出信 號放大為18dBm。如圖3所示，振蕩器為典型的電容三點式振蕩電路，產(chǎn)生920-930MHZ的本地振蕩 信號，采用AT31033芯片。ASK調(diào)制器采用分立器件MMBT3906LT1和MMBT3904LT1芯片，組 成開關(guān)電路控制放大信號輸出，形成移幅鍵控ASK調(diào)制器。預(yù)放大器采用AT31033芯片。如圖4所示，接收解調(diào)電路輸入端為本地振蕩信號和天線接收信號，輸出端為差 分對信號，采用微帶線移相網(wǎng)絡(luò)連接的兩個檢波管構(gòu)成。微帶線移相網(wǎng)絡(luò)采用深圳市遠(yuǎn)望 谷信息技術(shù)股份有限公司的FR-4PCB基板，線寬0. 5mm,線長46mm，制作成90度移相器，兩 個檢波管采用HSMS-2822。如圖5所示，解調(diào)信號處理電路采用分立器件，射頻信號經(jīng)過微帶線移相網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 入檢波管得到解調(diào)信號，經(jīng)過運(yùn)算放大器放大后輸入至比較器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。運(yùn)算放大 器采用SGM722，用于小信號放大，把解調(diào)出的差分對信號放大，提高信號質(zhì)量，比較器采用 LMX331，完成波形整型輸出一路高低電平規(guī)則穩(wěn)定的基帶數(shù)據(jù)信號，便于單片機(jī)解碼校驗 判斷。所述天線采用8. 2cm長度的AWG-18電子線制成的線狀天線。使用時本小型超高頻一體化RFID閱讀器，上電后將電子標(biāo)簽靠近本閱讀器就可 完成電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取，所讀數(shù)據(jù)通過RS232串口或USB 口傳遞到數(shù)據(jù)中心。[0029]如圖2所示，本實用新型的工作原理為振蕩器產(chǎn)生920MHz-930MHz的本地振蕩信 號，由來自于單片機(jī)的調(diào)制信號調(diào)制后產(chǎn)生幅度調(diào)制ASK信號。經(jīng)預(yù)放大器、功率放大器放 大后由微帶線移相網(wǎng)絡(luò)饋給天線，實現(xiàn)閱讀器將RF能量和數(shù)據(jù)信息輻射給電子標(biāo)簽。接收 電子標(biāo)簽返回信號時，本地振蕩信號通過ASK調(diào)制器及功率放大器推動后作為接收信號的 解調(diào)載波，經(jīng)過微帶線移相網(wǎng)絡(luò)及兩檢波管解調(diào)出差分對信號，該差分信號經(jīng)過運(yùn)放放大 處理后由比較器整形送給單片機(jī)解碼，完成整個接收標(biāo)簽信號的過程。本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)普遍使用的HF讀寫器在對讀取標(biāo)簽距離和速率要求不 高的場合，極具價格優(yōu)勢，讀取標(biāo)簽距離控制在5cm至30cm，完全可以取代HF讀寫器，還可 兼容讀取UHF電子標(biāo)簽，因為UHF電子標(biāo)簽的尺寸比HF電子標(biāo)簽尺寸要小，攜帶方便，為考 勤系統(tǒng)門禁系統(tǒng)等場合的應(yīng)用提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，成本低，具有較大的推廣應(yīng)用優(yōu)勢。
權(quán)利要求一種小型超高頻一體化RFID閱讀器，由控制通信單元、射頻收發(fā)單元和天線順序電連接構(gòu)成，其特征在于所述控制通信單元、射頻收發(fā)單元采用分立元器件，設(shè)置在電路板上，電路板設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述機(jī)殼體積 不超過 93. 2mmX59. OmmX 12. 8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述控制通信 單元由單片機(jī)、與單片機(jī)連接的RS232接口、USB接口和5V直流電源接口構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述射頻收發(fā) 單元由振蕩器、移幅鍵控調(diào)制器、預(yù)放大器、功率放大器、微帶線移相網(wǎng)絡(luò)和接收解調(diào)電路 構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述振蕩器為 電容三點式振蕩電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述接收解調(diào) 電路采用微帶線移相網(wǎng)絡(luò)連接的兩個檢波管構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述解調(diào)信號 處理電路采用分立器件，一個運(yùn)算放大器和一個比較器電連接構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述所述天線 采用8. 2cm長度的AWG-18電子線制成的線狀天線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述單片機(jī)采 用LM3S3739-IQC50，振蕩電路采用AT31033芯片，調(diào)制器采用MMBT3906LT1和MMBT3904LT1 芯片，預(yù)放大器采用AT31033芯片，功率放大器輸入信號功率OdBm、輸出信號放大為18dBm， 微帶線移相網(wǎng)絡(luò)采用FR-4PCB，檢波管采用HSMS-2822，運(yùn)算放大器采用SGM722，比較器采 用 LMX331。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的小型超高頻一體化RFID閱讀器，其特征在于所述電路板、 天線以及連接電路板與天線的電纜封裝在機(jī)殼內(nèi)，電源線、RS232串口、USB接口的線合成 一股電纜線通過機(jī)殼上一開孔弓I出。
專利摘要本實用新型公開了一種小型超高頻一體化RFID閱讀器，要解決的技術(shù)問題是降低RFID讀寫器的成本。本實用新型采用以下技術(shù)方案一種小型超高頻一體化RFID閱讀器，由控制通信單元、射頻收發(fā)單元和天線順序電連接構(gòu)成，所述控制通信單元、射頻收發(fā)單元采用分立元器件，設(shè)置在電路板上，電路板設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用分立元器件，讀寫模塊與天線構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)，體積不超過93.2mm×59.0mm×12.8mm，結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)小型化、一體化，容易安裝，在保證閱讀器性能穩(wěn)定可靠基礎(chǔ)上大大降低了RFID閱讀器的成本。
文檔編號G06K7/10GK201716739SQ20102026618
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者嚴(yán)定安, 劉春江, 胡建軍, 魏剛 申請人:深圳市遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)股份有限公司