专利名称：电子标签读写器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字信息的读写装置，尤指一种通过非接触方式对电子标签进行数字信息读写的装置。
防伪标签的使用已经十分普及。目前，商品采用的防伪标签主要有条码和激光标签。激光防伪标签需用眼睛观察，无特定的仪器检测，不够精密。而条码标签的应用时间已经很长，技术上已经没有秘密可言，仿造起来非常容易。此外，条码的识别是通过光学方式，由于光的直线传播，所以不仅对识别距离有严格限制，而且还有很强的方向要求。
新诞生的电子标签，通常由一块射频芯片、天线、不干胶纸等组成，作为一种信息的载体，其中的信息通过电磁波传递，因此对方向没有严格的要求，工作距离也比较长，而且不受障碍物的影响，可以安置在商品包装的内部，不像条码那样必须印在外面，从而增加了保密性。电子标签内部有微控制器，采用不同的工作频率，不同的信息编码格式，不同的调制方式，使得只有通过特定的读写机具才能读取其内部的信息。因此，在商品中，例如火车票、飞机票中附加一个电子标签，其防伪作用是显著的。
从工作原理来说，电子标签是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。射频识别技术起源于80年代中期，与条码、磁条相比，射频识别技术具有无接触、工作距离大、精度高、信息收集处理快捷以及较为适应应用环境等一系列优点。参阅
图1，一个典型的射频识别系统由两部分组成，一是被称为射频识别标志的应答器，二是寻呼器，其中寻呼器的主要部分是无线收发机；在应答器内装有感应线圈(天线)及用于存储有关应用表示信息的存储器。其工作过程包括寻呼器发射无线激励信号及有关询问信号；应答器进入相应寻呼器的工作区域，被寻呼器信号激励并发射应答信号；寻呼器接受应答器的应答信号，并作进一步处理。
现在市场上流行的电子标签读写器，无论外观是什么样子，其基本结构与原理大致相同。图2所示为市场现有电子标签读写器逻辑结构框图，其主要工作过程如下1.晶体振荡器提供一定频率的正弦载波信号，通过线圈天线发射出去。
2.电子标签接受到载波信号，根据自己要返回的信息，用不同的调制方法调制载波信号，返回给读写机具。
3.读写器接受部分将接受到的调制信号，经放大、滤波、解调。
4.单片微处理器，将接受到的信息和处理结果，经串行接口(COM)传到主机，由主机监控操作结果。
但是，目前一般的电子标签读写器，往往只提供一个串行接口与主机相连。由于现在的电脑，特别是微机，所带的串行接口有限，一般为两个(COM1，COM2)，而调制解调器(MODEM)或鼠标(MOUSE)都要占用串行口，所以可能会遇到无串口用的情况，即使能接串口，也阻碍了微机继续扩展串行外设的能力。另外，串口无法提供电源，所以这种类型的电子标签读写器还需另接变压电源输入，既不方便使用，又提高了成本。
本实用新型的目的，是提供一种能克服现有技术的上述缺陷、具有与电脑主机多接口相连接的电子标签读写器。
为实现上述目的，本实用新型提供一种电子标签读写器，该电子标签储存有数字信息，该读写器包括晶体振荡器，产生振荡信号；分频与放大器，对振荡信号进行分频和放大，产生所需的载波信号；天线，发射载波信号并接受经电子标签调制的数字信号；包络检测，滤波放大器，微处理器以及与电脑主机相连的串行接口，其特征是，它还包括至少一个与电脑主机相连的接口。所述的至少一个接口是PS/2键盘接口，或USB接口，或两者，其中，对于PS/2键盘接口，可通过转接插头实现与电脑主机的连接；另外，本实用新型还进一步包括防信号冲突的电路块。
本实用新型提供多个接口与电脑主机相连，因此使用户根据实际需要通过不同的接口传送处理结果或接受主机发送的命令；由于通过转接插头，因此PS/2键盘完全不会和读写器冲突，而且由于键盘接口自带电源输出，不仅无需另接电源，即使在使用标准串口时，也无须外设电源；此外，利用USB接口，对于希望利用USB诸多优点的用户，更是提供了一种切实可行的选择。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详述。
图1是射频识别系统原理框图。
图2是现有电子标签读写器结构框图。
图3是本实用新型电子标签读写器结构框图。
图4是本实用新型电子标签读写器与主机通过RS-232接口连接示意图。
图5是本实用新型电子标签读写器与主机通过键盘PS/2接口连接示意图。
图6是本实用新型电子标签读写器与主机通过USB接口连接示意图。
图7-8是本实用新型电子标签读写器线路原理图。
参阅图3、图7-8，本实用新型电子标签读写器，包括晶体振荡器、分频与信号放大器、天线、包络检测器、滤波放大与整形器以及微处理器。如图所示，4MHz的晶体振荡器Y1，一方面给微处理器U7(PIC16F84)提供时钟信号，一方面则经过16位二进制计数器U6(74HC4060)四分频，产生125kHz的低频载波信号。该载波信号通过U4(ICL7667)、Q1(IRF9520)、Q2(IRF740)放大，然后经由天线线圈L1发射出去。显然，由L1(162μH)和C22(0.01μf)组成的谐振回路，在125kHz频率点处产生谐振，从而使经Q1和Q2放大传输过来的载波信号，得到最大的功率输出。另外，谐振回路的阻抗应尽可能小，以使得天线线圈的电流强度最大，线圈所产生的磁通强度也达最大。
经无线线圈发出的载波信号，使得本实用新型所用的电子标签内的线圈产生感应而获得能量，从而激活其内部的微控制器。该微控制器根据以二进制“0”、“1”形式存储于电子标签芯片内部ROM内的用户信息，对接受到的载波信号进行调制，例如通过FSK(频移键控)方式，对载波信号进行不同的分频(8分频或10分频)来调制载波信号，并通过天线发射出去。
经过电子标签调制的信号，为天线线圈L1接收，并由D8和C26组成的低通检波电路进行包络检测，检测到不同频率的包络正弦信号，即代表了不同的“0”或“1”。包络信号通过U10A、U10C、U10D逐级滤波放大，输入到电压比较器U10B，它输出的脉冲编码信号进入到微处理器U7(PIC16F84)的RB4脚，由微处理器对信号解码并作处理。
参阅图3-6，本实用新型电子标签读写器，提供多种接口与电脑主机相连，从而使用户可根据实际需要通过不同接口传送处理结果，接受主机发送的命令。
图4显示的是通过标准RS-232串口与电脑主机相连的示意图。由于标准串口的应用已非常普通，无需多加赘述。应该说明的是，由于本实用新型还提供了下面将要详述的其他接口，从而使本实用新型在使用标准串口时，不需要如通常那样要另接专用电源。
图5显示的是通过PS/2键盘接口与电脑主机相连的示意图。由于本实用新型采用与键盘相同的数据格式与主机通信，所以主机的键盘接口电路能接受到本实用新型读写器传递过来的数据，并通过改写键盘内微处理器INT9中断，就可以使它分别出是来自键盘的信息还是读写器信息，从而分别加以处理。在实施时，可以通过转接插头(图未示)来连接，键盘完全不会和读写器冲突。由于键盘接口自带电源输出，因此无需另接电源，即使在选用上述标准串口时，也可从键盘口得到必要的工作电源。另外，通过转接插座，还可连接其他使用PS/2接口的外设。
图6显示的是通过USB接口与电脑主机相连的示意图。USB是英特尔公司开发的通用串行总线架构，是为了克服传统I/O模式的缺点，如占用系统资源，缺乏灵活性及成本较高等。USB通过PCI总线和PC的内部系统数据线连接，实现数据的传送。USB同时又是一种通信协议，支持主系统和外围设备之间的数据传送。显然，USB具有许多优点，例如，为外设提供单一的标准连接类型；整个USB系统只有一个端口和中断，节省了系统资源；USB支持热插板，即在不关机的情况下可安全地插上或断开USB设备等等。因此，本实用新型提供的USB接口，不仅对那些没有串行口可用，而键盘接口又不是PS/2的用户，提供了一种可选的途径，而且对那些想利用USB诸多优点的用户来说，更提供了一种切实可行的选择。
图3和图7-8还显示，本实用新型读写器具有防冲突功能。一般，电子标签读写器，一次只处理一张标签的信息，如果在读写器的工作范围之内，同时有几张电子标签，那么收到的数据信息就可能混淆起来。为解决这一问题，本实用新型读写器，设有防冲突逻辑来处理可能发生的冲突。一旦冲突产生，冲突信号通过U8、U5输入到微控制器U7的RB6脚，并通过RB1脚控制天线线圈L1的开关，按一定的频率中断载波的发生，从而根据其内部的逻辑，产生一定的先后顺序，一个接一个的发信号给电子标签读写器。虽然从本质上来说，还是一次操作一个电子标签，但是从作用上来说，在短的时间内，“同时”对几个电子标签进行操作，所以本实用新型产品特别适用于流通量较大，比较拥挤的地方。
权利要求1.一种电子标签读写器，该电子标签储存有数字信息，该读写器包括晶体振荡器，产生振荡信号；分频与放大器，对振荡信号进行分频和放大，产生所需的载波信号；天线，发射载波信号并接受经电子标签调制的数字信号；包络检测，滤波放大器，微处理器以及与电脑主机相连的串行接口，其特征是，它还包括至少一个与电脑主机相连的接口。
2.根据权利要求1所述的电子标签读写器，其特征在于，该至少一个接口是PS/2键盘接口。
3.根据权利要求2所述的电子标签读写器，其特征在于，它还包括与电脑主机相连的USB接口。
4.根据权利要求2或3所述的电子标签读写器，其特征在于，通过转接插头与电脑主机PS/2键盘相连。
5.根据权利要求1所述的电子标签读写器，其特征在于，该至少一个接口是USB接口。
6.根据权利要求5所述的电子标签读写器，其特征在于，还包括与电脑主机相连的PS/2键盘接口。
7.根据权利要求6所述的电子标签读写器，其特征在于，通过转接插头与电脑主机PS/2键盘相连。
8.根据权利要求1、2或5所述的电子标签读写器，其特征在于，还包括防信号冲突的电路块。
专利摘要本实用新型提供一种电子标签读写器,它与只提供一个串口的现有技术相比,主要特点在于,至少还提供一个接口,该接口是PS/2键盘接口,或者USB接口,或者同时具有PS/2键盘接口和USB接口。由此,不仅扩展了其应用范围,还使键盘接口获得了必要的工作电源,且为利用USB的诸多优点提供了一种可行的选择。
文档编号G06K7/00GK2480912SQ0123943
公开日2002年3月6日 申请日期2001年5月18日 优先权日2001年5月18日
发明者王洁民, 徐鹤森, 顾啸, 孙忆 申请人:上海华申智能卡应用系统有限公司