专利名称：Uhf射频识别读写器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种UHF (UltraHighFrequency超高频)电子标签识别的读 写器，可以与工作在840-960MHz频段的无源RFID (Radio Frequency Identification的縮写，即射频识别)标签进行无线远距离数据通讯。
背景技术：
射频识别技术是利用无线射频方式与电子标签进行非接触双向通信，以达 到识别目的并交换数据的自动识别技术。UHF射频识别读写器用于对RFID标签进行信息读写操作，UHF射频识别读 写器将待发射的基带信号调制到载波上，发送给RFID标签，然后连续发射无调 制的载波用以提供标签持续工作的能量和标签反射调制需要的载波。RFID标签 从UHF射频识别读写器的载波中获取能量，根据接收到的读写器指令内容，将 RFID标签的返回信息反射调制加载到读写器的连续载波上。UHF射频识别读写 器从连续载波中识别出标签的返回信号。然而，现有的UHF射频识别读写器集成度较低，结构较复杂，成本较高。实用新型内容本实用新型的目的在于，针对现有技术的缺陷提供一种新型的UHF射频识 别读写器。本实用新型的目的通过如下技术方案实现一种UHF射频识别读写器，包括RFID标签及RFID读写器，RFID读写器 包括天线、RF接口模块和基带处理模块，其特征在于，所述基带处理模块包括 单片机及与单片机连接的相互独立的基带发送模块和基带接收模块，所述RF接 口模块包括相互独立的RF发送模块和RF接收模块，RF发送模块与基带发送 模块连接，RF接收模块与基带接收模块连接，且RF发送模块和RF接收模块 通过环形器连接到读写器的天线上，基带发送模块控制RF发送模块产生射频信号提供给RFID标签，基带接收模块将RF接收模块传送回来的标签信号进行解 码。所述基带发送模块由AN231E04、 AT25040A及低通滤波器LPF配合单片机 ATmegal28L实现。所述基带接收模块由AN238K04配合单片机ATmegal28L实现，AN238K04 芯片由两块AN238E04和一块AN238C04组成。所述RF发射模块中使用的器件包括射频调制器LT5568、带通滤波器 B4637、放大器MAR-3和MAVll SM、 AGC系统、功率放大器AH312、及环 行器芯片HY902-928B，其中，AGC系统由AGC模块AV105-12、 AGC模块 LTC5505-1、 AGC模块LRDC-20-2组成；射频调制器LT5568产生RFID发射信 号，经过带通滤波器B4637滤波，然后经过放大器MAR-3和MAV11 SM进行 两级放大，再输入AGC系统，发射信号经过AGC系统控制后，输出到功率放 大器AH312进行末级放大，最后进入环行器芯片HY902-928B，再输出到天线 上。所述RF接收模块使用的器件包括环行器芯片HY902-928B、带通滤波器 B4637、低噪放MAR-3和放大器MAV11 SM组成的放大模块、VGA系统、后 段放大模块、及RF解调器LT5516，其中，VGA系统由MAXIM公司的VGA 芯片MAX2056，功率检测器MAX2015和运算放大器MAX4231组成；接收信 号从天线进入环行器芯片HY902-928B，经过带通滤波器B4637滤波，又经过低 噪放MAR-3和放大器MAV 11 SM组成的放大模块放大，再进入VGA系统，接 收信号经过VGA系统控制后，再经后段放大模块放大，并输出到RF解调器 LT5516进行零中频直接解调。本实用新型与现有技术相比的显著效果本实用新型的UHF射频识别读写 器的电路集成度高，结构简单，性能稳定，可以适应从便携式到基站式各种不 同应用场合的需要。
图1为本实用新型的UHF射频识别读写器中基带控制模块的结构示意图；5图2为本实用新型的UHF射频识别读写器中基带发送模块的结构示意图； 图3为本实用新型的UHF射频识别读写器中基带接收模块的结构示意图； 图4为本实用新型的UHF射频识别读写器中射频发射模块的结构示意图； 图5为本实用新型的UHF射频识别读写器中射频接收模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明 如图1所示，本实施例提供的UHF射频识别读写器的基带处理模块包括如 下器件ATMEL公司的ATmegal28L单片机、Anadigm公司的动态可配置的模 拟信号处理器(DSASP: Dynamically Reconfigumble Analog Signal Processor) AN231E04、 ATMEL公司的AT25040A、低通滤波器LPF、 Anadigm公司的 AN238K04,其中AN238K04由两个现场可编程模拟阵列(FPAA: Field Programmable Analog Array) AN238E04禾卩RFID状态机(State Machine) AN238C04组成。上述各器件组成图2所示的基带发送模块和图3所示的基带接 收模块两个子模块，下面分别进行详细说明。如图1及图2所示，基带处理模块中的基带发送模块由AN231E04、 AT25040A及低通滤波器LPF配合单片机ATmegal28L实现。ATmegal28L将要 发送的RFID指令按照标准规定进行信源编码后发送数字信号给AN231E04， AN231E04将该数字信号滤波放大后转换为模拟基带信号然后发送给调制器。 AN231E04可以完成对信号的调整、滤波、放大、整流、求和、相减、相乘等操 作，通过设计工具AnadigmDesigner可以对其进行可视化图形配置，然后通过 SPI方式下载到目标芯片中，AN231E04通过将芯片内部I/0 口的运算放大器配 置为平滑滤波器，可以实现将数字信号转换为模拟信号差分输出。AT25040A是 SPI方式EEPROM，在RFID读写器脱机运行时，其可以用来对AN231E04内部 寄存器进行配置。如图3所示，基带处理模块中的基带接收模块采用了现场可编程模拟阵列 (FPAA: Field Programmable Analog Array)技术，由AN238K04配合单片机 ATmegal28L实现。AN238K04芯片支持EPC Global Classl Genl&Gen2和IS018000-6标准，由两块AN238E04和一块AN238C04组成，其中的AN238C04 是对AN238E04进行配置的状态机，而AN23 8E04是Field Programmable Analog Arrays(FPAAs)， AN238E04主要完成低通滤波，将模拟信号转换为数字信号等 功能。AN238K04从解调器接收到基带模拟信号后，在其内部进行低通滤波并提 供数字和模拟基带输出，选择数字基带信号输出并将此传输给单片机。采用2 片AN238E04可以分别处理由I/Q解调器输出的两路基带信号，接收时使用I/Q 正交解调法，每一路需要一个AN238E04，而这两个AN238E04可以通过一个 AN238C04进行配置，单片机ATmegal28L的PE2与PE3接收I/Q两路数字信 号。如图4所示，本实施例提供的UHF射频识别读写器中的RF发送模块包括 如下器件Linear公司的射频调制器LT5568、 EPCOS公司的带通滤波器B4637、 Mini-Circuits公司的放大器MAR-3和MAV11 SM(在图中的Gain Block系统内)、 AGC系统，AGC系统(由Skyworks公司的AGC模块AV105-12、 Linear公司 的AGC模块LTC5505-1、 Mini-Circuits公司的AGC模块LRDC-20-2组成)、 WJ Communications公司的功率放大器AH312及深圳华扬公司的环行器芯片 HY902-928B。图4中各级器件之间所标高的参数为经过各级芯片后发射信号的 功率。上述RF发送模块采用直接调制的方式产生RFID系统的本振信号和载波信 号。其中，射频调制器LT5568产生RFID发射信号，经过带通滤波器B4637滤 波，然后经过Gain Block系统(包括Mini-Circuits公司的放大器MAR-3和MAV11 SM)进行两级放大，再输入AGC系统，发射信号经过AGC系统控制后，输出 到功率放大器AH312进行末级放大，最后进入环行器芯片HY902-928B，再输 出到天线上。如图5所示，本实施例提供的UHF射频识别读写器中的RF接收模块包括 如下器件深圳华扬公司的环行器芯片HY902-928B、 EPCOS公司的带通滤波 器B4637、 Mini-Circuits公司的低噪放MAR-3和放大器MAV 11 SM组成的放大 模块(图5中标示为Amplifier)、 VGA系统(VGA系统由MAXIM公司的VGA 芯片MAX2056，功率检测器MAX2015和运算放大器MAX4231组成)、后段放7大模块、及Linear公司的RF解调器LT5516，其中RF接收模块与图4所示的 RF发送模块共用环行器芯片HY902-928B。图5中各级器件之间所标高的参数 为经过各级芯片后接收信号的功率。上述RF接收模块采用零中频接收电路结构，直接混频产生I/Q两路基带信 号。接收信号从天线进入环行器芯片HY902-928B，经过带通滤波器B4637滤波， 又经过低噪放MAR-3和放大器MAV 11 SM组成的放大模块放大，再进入VGA 系统，接收信号经过VGA系统控制后，再经放大，并输出到RF解调器LT5516 进行零中频直接解调。本实施例提供的超高频电子标签识别器还包括电源电路及指示灯电路，电 源电路为识别器中各器件供电，显示电路与单片机连接，显示单片机的信息处 理结果。该超高频电子标签识别器在使用时可以通过RS232与计算机通讯。
权利要求1.一种UHF射频识别读写器，其特征在于，包括天线、RF接口模块和基带处理模块，所述基带处理模块包括单片机及与单片机连接的相互独立的基带发送模块和基带接收模块，所述RF接口模块包括相互独立的RF发送模块和RF接收模块，RF发送模块与基带发送模块连接，RF接收模块与基带接收模块连接，且RF发送模块和RF接收模块通过环形器连接到读写器的天线上，基带发送模块控制RF发送模块产生射频信号提供给RFID标签，基带接收模块将RF接收模块传送回来的标签信号进行解码。
2. 根据权利要求1所述的UHF射频识别读写器，其特征在于，所述基带发送模 块由AN231E04、 AT25040A及低通滤波器LPF配合单片机ATmegal28L实现。
3. 根据权利要求1所述的超高频电子标签识别器，其特征在于，所述基带接收 模块由AN238K04配合单片机ATmegal28L实现，AN238K04芯片由两块 AN238E04和一块AN238C04组成。
4. 根据权利要求1所述的UHF射频识别读写器，其特征在于，所述RF发射模 块中使用的器件包括射频调制器LT5568、带通滤波器B4637、放大器MAR-3 和MAV11SM、 AGC系统、功率放大器AH312、及环行器芯片HY902-928B， 其中，AGC系统由AGC模块AV105-12、 AGC模块LTC5505-1、 AGC模块 LRDC-20-2组成；射频调制器LT5568产生RFID发射信号，经过带通滤波器 B4637滤波，然后经过放大器MAR-3和MAV11 SM进行两级放大，再输入AGC 系统，发射信号经过AGC系统控制后，输出到功率放大器AH312进行末级放 大，最后进入环行器芯片HY902-928B，再输出到天线上。
5. 根据权利耍求1所述的UHF射频识别读写器，其特征在于，所述RF接收模 块使用的器件包括环行器芯片HY卯2-928B、带通滤波器B4637、低噪放MAR-3 和放大器MAVll SM组成的放大模块、VGA系统、后段放大模块、及RF解调 器LT5516，其中，VGA系统由MAXIM公司的VGA芯片MAX2056,功率检 测器MAX2015和运算放大器MAX4231组成；接收信号从天线进入环行器芯片 HY902-928B，经过带通滤波器B4637滤波，又经过低噪放MAR-3和放大器MAV 11 SM组成的放大模块放大，再进入VGA系统，接收信号经过VGA系统控制 后，再经后段放大模块放大，并输出到RF解调器LT5516进行零中频直接解调。6.根据权利要求1所述的UHF射频识别读写器，其特征在于，还包括电源电路 及指示灯电路，电源电路为识别器中各器件供电，显示电路与单片机连接，显 示单片机的信息处理结果。
专利摘要本实用新型公开了一种UHF射频识别读写器，可以与工作在超高频(860-960MHz)频段的无源射频识别标签进行远距离无线数据通讯。本实用新型公开的UHF射频识别读写器结构，由射频接口模块和基带处理模块组成。射频接口模块采用零中频电路结构代替传统的超外差混频电路结构，提高了系统的可靠性。基带处理模块采用了动态可配置的模拟信号处理器(DSASPDynamically Reconfigurable Analog Signal Processor)作为读写器的基带信号调制平台，采用了可编程模拟系统芯片(Field Programmable Analog Array，FPAA)作为读写器的基带信号解调平台，简化了电路设计，降低了读写器成本。本实用新型的电子标签识别器结构简单，性能稳定，可以适应从便携式到基站式各种不同应用场合的需要。
文档编号G06K17/00GK201111095SQ200720056748
公开日2008年9月3日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者余爱民, 谢泽明, 赖声礼, 陈一天 申请人:华南理工大学;广东科学技术职业学院