专利名称：读写器模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种射频识别设备，特别是一种射频识别设备的读写器。
背景技术：
射频识别设备的读写器的作用是向电子标签发射微波能量，激励电子标签 工作，同时发给电子标签命令，电子标签取得微波能量后，根据读写器发送的 命令反射回来相应的结果，读写器通过对标签反射回来的回波信号进行解调、 放大、解码和译码处理，实现读取标签内存储的固定数据和数据区的数据，也 可以对数据区内的数据进行改写。在射频识别系统中，读写器可以远距离对满
足IS018000-6B/C协议的电子标签中的内容进行读写，并将所读写的电子标签 的信息送入射频识别设备的智能终端进行显示。现有技术的读写器结构复杂、 成本较高，并且不能用于射频识别设备的智能运算。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种读写器模块，要解决是技术问题是简化结构， 降低成本，满足射频识别设备的智能运算需要。
本实用新型采用以下技术方案 一种读写器模块，所述读写器模块包括 微波射频模块和解码、编码及协议处理模块；所述微波射频模块包括发射部分
和接收部分，发射部分包括有顺序连接的载波合成电路、前置放大电路和功率 放大电路，接收部分包括有顺序连接的标签反射信号解调电路、标签回波差分
放大电路和比较器电路；所述解码、编码及协议处理模块包括有编码及解码单 元，控制编码及解码单元的单片机；比较器电路输出的两路正交信号至编码及解码单元；编码及解码单元输出标签命令信号至载波合成电路。
本实用新型的载波合成电路由温补晶体振荡器和频率合成器组成，温补晶 体振荡器采用T12. 8H4S，频率合成器采用PLL400-915A。
本实用新型的载波合成电路与前置放大电路之间串接有功率衰减电路，所 述功率衰减电路为第三十七、三十八、三十九电阻组成的T型衰减电路。
本实用新型的前置放大电路连接有反相驱动三极管，所述三极管的基极与 编码及解码单元连接，三极管的集电极接前置放大电路。
本实用新型的前置放大电路采用射频芯片，射频芯片采用RF2381,反相驱 动三极管采用3904。
本实用新型的功率放大电路采用功率放大芯片SKY77325。
本实用新型的标签反射信号解调电路是由四个双向二极管构成相距八分之 一波长微带线的四路二极管解调电路。
本实用新型的标签回波差分放大电路由两个放大芯片构成，每个放大芯片 的正向输入端和反向输入端分别接相间隔的两组解调电路输出的信号，放大芯 片采用INA128。
本实用新型的比较器电路由比较芯片构成，采用LM319，其两个输入端接受 两个放大芯片输出的正交模拟信号， 一输出端接编码及解码单元，另一输出端 接地。
本实用新型编码及解码单元采用APA150,单片机采用C8051F023。 本实用新型与现有的技术相比，采用集成电路芯片，模块式结构，体积小， 成本低，采用单片机，使读写器模块具备智能运算的功能，通过对外接口单元 能够嵌入各种智能运算系统，可应用于满足IS018000-6B/C协议的电子标签的 读写，读写距离大于l米。
图1是本实用新型实施例的微波射频发射电路原理图。
图2是本实用新型实施例的微波射频接收电路原理图。 图3是本实用新型实施例的解码、编码及协议处理电路原理图。 图4是本实用新型实施例的供电电路及外围接口电路原理图。
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说明。本实用新型的读写
器模块包括二个部分微波射频模块部分和解码、编码协议处理模块部分。
如图1所示，微波射频模块发射部分包括(1)由温补晶体振荡器T2
(T12.8H4S)、频率合成器U5 (PLL400-915A)组成的载波合成电路；(2)第三 十七电阻R37、三十八电阻R38的一端接地，另两端接三十九电阻R39两端，组 成T型功率衰减电路，其一端接频率综合器U5的9脚，另一端与前置放大电路 连接；(3)由射频芯片U7 (RF2381)构成前置放大器；(4)第九三极管U9 (3904) 为调制驱动电路，基极接编码及解码单元U119，集电极接射频芯片U7的3脚， 发射极接地；(5)功率放大芯片UIO (SKY77325)构成末级功率放大电路，其6 脚接射频芯片U7的1脚，12脚为功率输出端。
如图2所示，微波射频模块接收部分包括(6)标签反射信号解调电路， 由第二至第五双向二极管D2 D5构成相距八分之一波长微带线的四路二极管解 调电路，各二极管解调电路与天线之间分别串接有第八十一、八十二、八十四、 八十五电容C81、 C82、 C84、 C85，第八十三电容C83—端接天线，另一端接地， 各二极管解调电路输出端分别串接有第六十至六十三电容C60 C63，各二极管 解调电路输出端与接地端分别接有并联的第三十三至三十六电阻R33 R36、第 七十六至七十九电容C76 C79; (7)由两个放大芯片U12和U13 (INA128)成标签回波差分放大电路，每个放大芯片的正向输入端和反向输入端分别接相
间隔的两组解调电路输出的信号，电源芯片Ull (TPS60403)为芯片U12和U13 提供-3.3V电压；(8)比较器电路由比较芯片U16 (LM319)构成，其两个输入 端接受两个放大芯片U12和U13输出的正交模拟信号， 一输出端接编码及解码 单元U119，另一输出端接地；(9)微波射频模块接收部分设有射频对外接口单 元J1、 J2,用于连接微波射频模块和解码、编码及协议处理模块。
如图3所示，解码、编码协议处理模块部分包括编码及解码单元U119 (APA150)，单片机U115 (C8051F023)和信号缓冲芯片U116 (74HCT244),时 钟单元Y101 (22. 1184MHz)和Ulll (24 MHz)，电源处理单元U113 (MIC29302)。
如图4所示，供电电路及外围接口电路包括电平转换器U118 (MAX3232)、 电源处理单元U112 (TPS70158)、 U114 (MIC29302),对外接口单元J204、 J3， RS-232传输电路使用U118(MAX3232)和连接线坐J202 (DB9)连接单片机U115接 受上端智能运算单元的控制命令。
本实用新型的读写器模块工作过程
接通电源时，除微波射频模块中的末级功率放大电路外，其余的各电路均 被供电，读写器模块在上端智能运算软件的控制下工作。
如图1所示，微波射频发射电路单元(T2、 U5、 U7、 U9、 UIO、)的频率合成 器U5在编码、解码单元控制下，通过控制l (CLOCK)、 2 (DATA)、 3 (EN)管脚 产生915腿z的载波，载波的功率为-6dBm，经过由电阻R37、 R38、 R39组成的T 型衰减电路后，输出功率为-9dBm，再输入至前置功率放大器U7后输出功率为 4dBm，来自编码、解码单元的标签命令信号通过第九三极管U9反相驱动后，控 制功率放大器U7的增益，使输出脚1达到对915MHz载波信号进行振幅调制的 目的，经过振幅调制后的调制载波输入末级功率放大电路，功率放大芯片U1输出功率达到27dBm，由12脚输出，再经由天线辐射出去。
如图2所示，标签反射信号经由天线接收后，通过微波射频接收电路(U11 U13、 U16、 D2 D5)的四个相距八分之一波长微带线的四路二极管解调电路。从 末级功率放大器输出的功率信号和标签反射信号同时经过二极管解调后输出解 调后的标签信号，四路信号再输入差分放大器U12和U13， Ull为差分放大器提 供负电压，从U12和U13输出两路放大的、正交的模拟标签信号，再通过比较 器U16输出两路幅度为3. 3V的标签信号送到编码、解码电路单元做解码处理。
如图3所示，解码、编码协议处理模块部分中的编码及解码单元U119在单 片机U115的控制下，产生标签命令信号控制第九三极管U9和频率合成器U5生 成915腿z的载波并进行振幅调制。经过比较芯片U16输出的两路正交信号进入 编码及解码单元U119， U119对标签信号进行解码，生成数据保存在其内部的存 储区，然后发出中断信号通知单片机U115取数据。单片机U115完成标签协议 的处理。U116完成3. 3V电平和5V电平之间的转换。Y101是U115的时钟，Ulll 是U119的时钟，U113将3. 7V的电池电压转换成3. 3V电压，供电给单片机U115 供电。
如图4所示，供电电路及外围接口电路的电源处理单元U112将电池电压 3. 7V转换成3. 3V和2. 5V供给单片机U115，电源处理单元U114将电池电压3. 7V 转换成3. 3V供给功率放大芯片UIO， U114的EN脚被U115控制作为功率输出的 开关脚。电平转换器U118用于RS-232电平转换，Jl、 J2是基带模块与微波射 频模块的接口 ， J3是天线与微波射频模块的接口 ， J204是U119的程序烧录 接口。
本实用新型采用集成电路芯片，模块式结构，结构简单、体积小，成本低， 采用单片机，使读写器模块具备智能运算的功能，通过对外接口单元能够嵌入各种智能运算系统。可应用于满足IS018000-6B/C协议的电子标签的读写，读 写距离大于1米。
权利要求1.一种读写器模块，其特征在于所述读写器模块包括微波射频模块和解码、编码及协议处理模块；所述微波射频模块包括发射部分和接收部分，发射部分包括有顺序连接的载波合成电路、前置放大电路和功率放大电路，接收部分包括有顺序连接的标签反射信号解调电路、标签回波差分放大电路和比较器电路；所述解码、编码及协议处理模块包括有编码及解码单元，控制编码及解码单元的单片机；比较器电路输出的两路正交信号至编码及解码单元；编码及解码单元输出标签命令信号至载波合成电路。
2. 根据权利要求1所述的读写器模块，其特征在于所述载波合成电路由温 补晶体振荡器(T2)和频率合成器(U5)组成，温补晶体振荡器(T2)采用 T12. 8H4S，频率合成器(U5)采用PLL400-915A。
3. 根据权利要求2所述的读写器模块，其特征在于所述载波合成电路与前 置放大电路之间串接有功率衰减电路，所述功率衰减电路为第三十七、三十 八、三十九电阻(R37、 R38、 R39)组成的T型衰减电路。
4. 根据权利要求3所述的读写器模块，其特征在于所述前置放大电路连接 有反相驱动三极管，所述三极管的基极与编码及解码单元连接，三极管的集 电极接前置放大电路。
5. 根据权利要求4所述的读写器模块，其特征在于所述前置放大电路采用 射频芯片(U7)，射频芯片(U7)采用RF2381，反相驱动三极管采用3904。
6. 根据权利要求5所述的读写器模块，其特征在于所述功率放大电路采用 功率放大芯片(U10) SKY77325。
7. 根据权利要求6所述的读写器模块，其特征在于所述标签反射信号解调电路是由四个双向二极管构成相距八分之一波长微带线的四路二极管解调 电路。
8. 根据权利要求7所述的读写器模块，其特征在于所述标签回波差分放大电路由两个放大芯片(U12、 U13)构成，每个放大芯片的正向输入端和反向 输入端分别接相间隔的两组解调电路输出的信号，放大芯片采用INA128。
9. 根据权利要求8所述的读写器模块，其特征在于所述比较器电路由比较 芯片(U16)构成，采用LM319，其两个输入端接受两个放大芯片(U12、 U13) 输出的正交模拟信号， 一输出端接编码及解码单元，另一输出端接地。
10. 根据权利要求9所述的读写器模块，其特征在于所述编码及解码单元采 用APA150，单片机采用C8051F023。
专利摘要本实用新型公开了一种读写器模块，要解决是技术问题是简化结构，降低成本，满足智能运算需要。本实用新型包括微波射频模块和解码、编码及协议处理模块，微波射频模块包括发射和接收部分，发射部分包括载波合成、前置放大和功率放大电路，接收部分包括标签反射信号解调、标签回波差分放大和比较器电路，解码、编码及协议处理模块包括编码及解码单元，单片机，比较器电路接编码及解码单元，编码及解码单元输出信号至载波合成电路。本实用新型与现有的技术相比，采用集成电路芯片，模块式结构，体积小，成本低，采用单片机，使读写器模块具备智能运算的功能，通过对外接口单元能够嵌入各种智能运算系统。
文档编号G06K17/00GK201111103SQ20072017067
公开日2008年9月3日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者刘春江, 文艺清, 刚 魏 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司