基于iso 18000-6c和gb 29768-2013兼容型協(xié)議的rfid讀寫器的制造方法
【專利說明】基于ISO 18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RF ID
讀寫器
技術領域
[0001]本實用新型屬于RFID射頻讀寫器技術領域，通過天線與符合歐美IS018000-6C協(xié)議或者國內(nèi)GB 29768協(xié)議的電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或寫入操作。
【背景技術】
[0002]射頻識別(RFID)是一種通信技術，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID技術基本的工作原理是利用讀寫器發(fā)射特定頻率的無線電波，實現(xiàn)對進入讀寫范圍的電子標簽的自動識別。通過把標簽貼在物品上，RFID技術可以實現(xiàn)對物品的全程跟蹤和管理。射頻識別系統(tǒng)一般由讀寫器和標簽兩部分構成，標簽分為有源標簽、無源標簽及半無源標簽。讀寫器產(chǎn)生射頻能量，通過天線向電子標簽發(fā)射射頻能量，電子標簽(無源)接收到射頻能量之后被激活，電子標簽取得射頻能量和指令之后反射信號，讀寫器通過天線接收電子標簽反射回來的信號，對標簽反射回來的信號進行相關處理，使射頻信號轉換成外部終端能夠處理的數(shù)字信號，實現(xiàn)對標簽內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)進行讀的操作，或標簽(有源)主動重復發(fā)送自身標識信息，收到該信息后繼續(xù)進一步的處理。
[0003]制約射頻識別系統(tǒng)發(fā)展的主要問題是標準不兼容。RFID標準體系主要由空中接口規(guī)范、物理特性、讀寫器協(xié)議、編碼體系、測試規(guī)范、應用規(guī)范、數(shù)據(jù)管理、信息安全等標準組成。目前國際上制訂RFID標準的主要組織是國際標準化組織(IS0/IEC)，IS0/IEC JTCl負責制訂與RFID技術相關的國際標準，ISO其他有關技術委員會也制訂部分與RFID應用有關的標準，還有一些相關的組織也開展了 RFID標準化工作。值得注意的是，相關標準之間缺乏達成一致的基礎，國際標準化組織正在積極推動RFID應用層面上的互聯(lián)互通。中國在RFID技術與應用的標準化研究工作上已有一定基礎，目前已經(jīng)從多個方面開展了相關標準的研究制定工作。2013年12月，我國已發(fā)布了 800/900MHZ無源RFID國家標準“GB/T29768-2013信息技術射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議”，空中接口協(xié)議是RFID的核心技術，新國標的發(fā)布將改變以往技術產(chǎn)品接口無法統(tǒng)一的難題，為推進我國自主射頻識別產(chǎn)業(yè)、加快物聯(lián)網(wǎng)建設發(fā)揮重要作用。
[0004]目前各領域已經(jīng)有了比較多的RFID技術應用項目，存在各種產(chǎn)品標準混亂的問題，在800/900MHZ無源RFID應用方便采用的標準主要有ISO 18000-6B、IS018000-6C、IS018000-6D等標準，尤其是近兩年國內(nèi)的RFID項目大部分采用ISO 18000-6C技術標準。國標GB 29768出臺后，必將會有一個逐步向國標統(tǒng)一的過程，兼容ISO 18000-6C和GB29768雙協(xié)議的RFID讀寫器設備，將成為應用的主流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是為了解決RFID讀寫器既能讀取符合GB 29768標準的國標電子標簽，同時又能兼容性讀取國標發(fā)布以前大量使用的IS018000-6C標準的電子標簽。
[0006]本實用新型的技術方案是:基于ISO 18000-6C和GB 29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫器設備，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行的外部硬件條件，包括電源硬件電路模塊、時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)議包通過射頻電路模塊實現(xiàn)RFID數(shù)據(jù)發(fā)射與接收，從而實現(xiàn)ISO18000-6C與GB 29768雙協(xié)議產(chǎn)品的兼容與應用。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型實施的基于ISO 18000-6C和GB 29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫器設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]本實用新型的SO 18000-6C和GB 29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫器設備，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的功能主要是對不同協(xié)議格式的數(shù)據(jù)進行編解碼，調(diào)制信息DA輸出，接收的標簽信息轉換為數(shù)字信號AD采集進行解碼，從而按照指定應用協(xié)議進行解析；電源硬件電路模塊12將交流電轉成直流電提供給微處理器11 ;時鐘硬件電路模塊13提供無源晶振給處理器11產(chǎn)生時鐘；通訊硬件電路模塊14提供數(shù)據(jù)鏈路通道開放給外部處理器，本實用新型支持以太網(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；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、功率放大硬件電路模塊23的功能是放大載波信號、ADC硬件電路模塊26的功能是將解調(diào)后的模擬信號數(shù)字化、低頻放大器硬件電路模塊27的功能是放大標簽?目息、IQ解調(diào)硬件電路模塊28的功能是解調(diào)標簽彳目號、天線切換電路模塊24的功能是實現(xiàn)設備的發(fā)射和接收兩個階段的物理通道分開；天線25的功能是發(fā)射射頻信號和接收射頻信號。
[0011]本實用新型設備實現(xiàn)協(xié)議兼容的關鍵點在于硬件電路設計以及硬件處理器中的嵌入式軟件設計。硬件電路兼容性設計的關鍵點包括以下幾點:I)DAC硬件模塊21轉換處理器11的GB 29768命令格式編碼輸出；2)混頻模塊22完成調(diào)制信號與載波變頻；3)功率放大電路模塊23完成變頻信號放大；4)天線發(fā)射/接收切換模塊24負責隔離發(fā)送和接收到信號；5)天線25負責發(fā)射的射頻信號輻射以及返回信息的接收；6) IQ解調(diào)硬件模塊28負責恢復空間GB 29768協(xié)議標簽信號為模擬信號；7)低頻放大器硬件電路27負責放大GB 29768協(xié)議標簽模擬信號；8)比較器輸出模塊26負責將放大后的GB 29768協(xié)議標簽信號轉換為數(shù)字信號；硬件處理器中的嵌入式軟件兼容性設計的關鍵點包括以下幾點: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)議標簽返回數(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:向卡片發(fā)送的命令格式和協(xié)議標簽位編碼方式。因此，要兼容讀取兩種標簽，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)送給標簽的命令格式，主控MCU以輪詢方式發(fā)送兩種命令；兩種標簽返回的標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，以實現(xiàn)解碼。
【主權項】
1.基于ISO18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RFID讀寫器，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)議包通過射頻電路模塊實現(xiàn)RFID數(shù)據(jù)發(fā)射與接收，從而實現(xiàn)ISO 18000-6C與GB 29768雙協(xié)議產(chǎn)品的兼容與應用。2.根據(jù)權利要求1所述的基于ISO18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RFID讀寫器，其特征在于所述的主處理器單元中的微處理器實現(xiàn)了 IS018000-6C和GB29768-2013雙協(xié)議軟件庫，包括發(fā)射協(xié)議軟件庫和接收協(xié)議軟件庫。3.根據(jù)權利要求1所述的基于ISO18000-6C和GB 29768-2013兼容型協(xié)議的RFID讀寫器，其特征在于射頻硬件電路單元中的射頻硬件電路設計中的以下幾點:1)DAC硬件模塊21轉換11處理器GB 29768命令格式編碼輸出；2)混頻模塊22完成調(diào)制信號與載波變頻；3)功率放大電路模塊23完成變頻信號放大；4)天線發(fā)射/接收切換模塊24負責隔離發(fā)送和接收到信號；5)天線25負責發(fā)射的射頻信號輻射以及返回信息的接收；6)IQ解調(diào)硬件模塊28負責恢復空間GB 29768協(xié)議標簽信號為模擬信號；7)低頻放大器硬件電路27負責放大GB 29768協(xié)議標簽模擬信號；8)比較器輸出模塊26負責將放大后的GB 29768協(xié)議標簽信號轉換為數(shù)字信號。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ISO？18000-6C和GB？29768兼容型協(xié)議的RFID讀寫器設備。2013年，我國發(fā)布了GB？29768-2013，徹底改變了空中接口無法統(tǒng)一的難題。但是需要解決國標發(fā)布之前大量存在的基于ISO？18000-6C歐美技術標準的系列產(chǎn)品。該實用新型設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行的外部硬件條件，微處理器內(nèi)部實現(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)通過發(fā)射通路上的DAC、調(diào)制、放大與天線切換實現(xiàn)射頻信號輸出，射頻信號輸入通過接收通路上的天線切換、解調(diào)、放大、ADC輸入與接收雙協(xié)議軟件包進行數(shù)據(jù)解析。
【IPC分類】G06K17/00
【公開號】CN204946040
【申請?zhí)枴緾N201520546286
【發(fā)明人】谷云輝, 張永軍, 付立, 剛紅潤, 呂慶輝, 李伯勇, 金磊杰, 楊寶光
【申請人】交通運輸部科學研究院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年7月27日