专利名称：超高频rfid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RFID设备的读写器模块的作用是向电子标签发射微波能量，激励 电子标签工作，同时发命令给电子标签，电子标签取得微波能量后反射信号， 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 现标签内存储的固定数据和数据区的数据的读取，也可以对数据区内的数据进 行改写。在射频识别系统中，读写器的工作频段为860MHz 960MHz，可以对满 足ISO18000-6B/6C协议的电子标签中的内容进行近距离读写，并将所读写的电 子标签的信息传送给射频识别终端。现有技术的读写器结构复杂、成本较高。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种超高频RFID读写器模块，要解决技术问题是 简化结构，降低成本。
本实用新型采用以下技术方案 一种超高频RFID读写器模块，所述超高频 RFID读写器模块包括微波射频电路、基带处理电路和供电电路，微波射频电路 由发射电路和接收电路构成。
本实用新型发射电路的载波合成电路产生的信号经缓冲放大后输入至平衡 到不平衡转换器后，再经前置放大器、功率放大器、射频低通滤波器、方向性 耦合器至天线连接器。
本实用新型的载波合成电路由RFID芯片内的压控振荡器和锁相环电路，RFID芯片外的匹配温度补偿晶体振荡器构成。 本实用新型的RFID芯片采用AS3990。
本实用新型接收电路的天线接收的信号经方向性耦合器、平衡到不平衡转
换器、平衡混频电路、滤波电路至数字整形电路。
本实用新型的基带处理电路采用现场可编程门阵列、单片机。 本实用新型现场可编程门阵列采用APA150，单片机采用C8051F023。 本实用新型的供电电路为单片机提供3.3V电源，为现场可编程门阵列提供
3.3V和2.5V电源，为RFID芯片提供5.3V电源，为射频前置放大器提供3V电
源，为射频功率放大器提供4.2V电源。
本实用新型微波射频电路的工作频段为860MHz 960MHz。 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，工作频段为860MHz 960MHz，可读写符合ISO18000-6B/6C协议的电
子标签，读写距离大于1.2米，通过对外接口单元，模块能方便地嵌入到各类产品中。
图1是本实用新型实施例的微波射频模块电路原理图。 图2是本实用新型实施例的编解码及协议处理电路框图。 图3是本实用新型实施例的编解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。本实用新型的超 高频RFID读写器模块，包括微波射频电路、基带处理电路和供电电路。
微波射频部分的功能是发射射频载波，通过载波微波能量激活标签，并将调制于载波的数据信息传递给标签；同时接收标签返回的数据信息。对于符合
ISO 18000-6B协议的电子标签，微波射频部分完成数据的调制/解调、整形。对 于符合ISO 18000-6C协议的电子标签，微波射频部分的AS3990芯片不仅完成 数据的调制/解调、整形，还会启动其芯片内部的低层协议处理器，完成标签数 据的编解码。基带处理部分的功能是数据协议处理、与外部控制终端通信。
如图1所示，微波射频电路分为发射电路和接收电路。发射电路RFID 芯片U200AS3990内的压控振荡器和锁相环电路，U200外匹配温度补偿晶体振 荡器X200 S5032，20MHZ,构成载波合成电路。载波合成后的信号经U200芯片 内部缓冲放大，通过U200芯片的第32、33脚输出给平衡到不平衡转换器W201。 前置放大器U202的输入端(第4脚)连接W201的输出端(第1脚)。功率放 大器U203的输入端(第6脚)连接U202的输出端(第1脚)，构成末级功率 放大电路。射频低通滤波器(W3)的输入端(第1脚)接U203的输出端—(第12 脚)。方向性耦合器W202的输入端(第l脚)接W3的输出端(第3脚)，方向 性耦合器的输出端(第2脚)接天线连接器。接收电路的天线接收的信号经方 向性耦合器W202、平衡到不平衡转换器W200至U200内的接收通道，接收通 道为平衡混频电路、滤波电路和数字整形电路。射频模块的工作频段为 860MHz 960MHz。
如图2和图3所示，基带处理电路由现场可编程门阵列FPGAAPA150、单 片机MCUC8051F023，以及周边电路共同组成。AS3990的并行口 10 (0: 7) 与单片机P1 口对应相连，其中102、 103、 105、 106、 IRQ (第40管脚)作为 串行口与FPGA的10管脚相连。FPGA通过第3 9和18、 19这8位口线与单 片机的P3口相连，这样，搭建出射频部分与基带部分的通道。
符合ISO 18000-6C协议的数据，经过AS3990解码后，直接通过P1 口送单片机处理。符合ISO 18000-6B协议的数据，AS3990完成解调整形后，送给FPGA 解码，FPGA解码完毕后，由P3口送入单片机。向外发送数据时，是上述的一 个逆过程。
如图4所示，供电电路为MCU、 FPGA、 RFID芯片、射频前置放大器和射 频功率放大器的供电。其中，MCU的工作电压是3.3V，FPGA的工作电压是3.3V 和2.5V，这两路不同的电压值由双路稳压芯片U105稳压后输出。RFID芯片的 工作电压是5.3V，由外部接口电源提供，通过接口 JP101的23、 24、 25脚接入。 射频功率放大器的工作电压是4.2V，由外部接口电源提供，通过接口JP101的 18、 19、 20脚接入。射频前置放大器的工作电压是3V，由低压差稳压器U205 的输出端提供。
本实用新型的读写器模块工作过程接通电源，打开超高频RFID读写器模 块使能后，各部分电路开始工作，超高频RFID读写器模块根据外部控制终端发 送的指令进行相应动作。在控制终端的控制下，在读写ISO 18000-6C标签时， MCU启动RFID芯片内的载波合成电路、编解码和接收/发射电路，同时打开射 频前置放大器U205的供电电路，及射频功率放大器的使能端(第2展卩)和偏置 端(第22脚)，整个电路进入工作状态，编解码的数据在MCU和RFID芯片之 间交互处理。当读写ISO 18000-6B标签时，标签数据的整形滤波由RFID芯片 的内部电路完成，标签数据的编解码、分析由FPGA和MCU共同完成。
权利要求1.一种超高频RFID读写器模块，其特征在于所述超高频RFID读写器模块包括微波射频电路、基带处理电路和供电电路，微波射频电路由发射电路和接收电路构成。
2. 根据权利要求1所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于所述发射电 路的载波合成电路产生的信号经缓冲放大后输入至平衡到不平衡转换器后， 再经前置放大器、功率放大器、射频低通滤波器、方向性耦合器至天线连接 器。
3. 根据权利要求2所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于所述载波合 成电路由RFID芯片内的压控振荡器和锁相环电路，RFID芯片外的匹配温度 补偿晶体振荡器构成。
4. 根据权利要求3所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于所述RFID 芯片采用AS3990。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于 所述接收电路的天线接收的信号经方向性耦合器、平衡到不平衡转换器、平 衡混频电路、滤波电路至数字整形电路。
6. 根据权利要求5所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于所述基带处 理电路采用现场可编程门阵列、单片机。
7. 根据权利要求6所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于所述现场可 编程门阵列采用APA150，单片机采用C8051F023。
8. 根据权利要求7所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于所述供电电 路为单片机提供3.3V电源，为现场可编程门阵列提供3.3V和2.5V电源，为RFID芯片提供5.3V电源，为射频前置放大器提供3V电源，为射频功率放 大器提供4.2V电源。
9.根据权利要求8所述的超高频RFID读写器模块，其特征在于所述微波射 频电路的工作频段为860MHz 960MHz。
专利摘要本实用新型的目的是提供一种超高频RFID读写器模块，要解决技术问题是简化结构，降低成本。本实用新型采用以下技术方案一种超高频RFID读写器模块，所述超高频RFID读写器模块包括微波射频电路、基带处理电路和供电电路，微波射频电路由发射电路和接收电路构成。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，工作频段为860MHz～960MHz，可读写符合ISO18000-6B/6C协议的电子标签，读写距离大于1.2米，通过对外接口单元，模块能方便地嵌入到各类产品中。
文档编号G06K7/00GK201374070SQ20082023542
公开日2009年12月30日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者代小青, 峰 刘, 莹 周, 周奕兵, 李华强, 翁凯利, 黎景明 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司