专利名称：一种应用于移动数据终端的uhf读写模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种应用于移动数据终端的UHF读写模块。
背景技术：
超高频射频识别技术具有读写距离远，多标签识别，安全性高等优点，广泛应用于物流、酒类防伪、服装、人员监控、食品安全、烟草管理等行业。移动数据终端的超高频读写模块的作用是向ー个或ー个以上的标签发送调制波 信号，标签通过同样的调制射频载波接收功率，被激活的标签反向散射信号，读写模块通过对电子标签反向散射信号进行解调、放大、解码和译码处理，实现对电子标签内部存储的固定或者特有数据的读取，也可以对电子标签的数据进行改写。移动数据终端对超高频读写模块读取的标签信息进行存储，并通过通讯模块传送给后台服务器。超高频RFID读写模块的工作频段为860 960MHz，无线接ロ标准兼容ISO组织制定的IS018000-6B/C以及EPCglobal组织制定的EPC Gen2标准。读写模块可以对满足上述两种标准的电子标签进行远距离读取。目前UHF读写模块存在功耗大，标签读取距离短，多标签识别读取性能差，而且尺寸比较大，不能方便集成在一些移动数据终端上等ー些问题。
实用新型内容针对上述技术问题，本实用新型目的是提供ー种尺寸小，功耗低，发射功率高，抗干扰能力强的应用于移动数据终端的UHF读写模块。本实用新型采用如下方案，包括电源单元，处理控制单元和射频单元，电源单元包括电源变压电路，射频单元包括RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路，电源单元分别与RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路连接，RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路相互连接构成发射电路和接收电路，处理控制单元与RFID读写芯片相互连接，RFID读写芯片外围电路包括功率放大器、定向I禹合器和滤波器，其中功率放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与定向耦合器的输入端连接，电源单元还包括电源线性稳压器芯片电路。所述电源变压电路包括电源无源滤波电路、电源升压电路，其中电源无源滤波电路的输出端与电源升压电路的输入端连接。所述电源线性稳压器芯片电路中包括由处理控制单元控制，用于对功率放大器的控制增益的电压进行占空比大小控制的线性稳压器芯片。所述应用于移动数据终端的UHF读写模块的工作电压由外接锂电池电压源供电。所述处理控制单元是意法半导体公司的STM32F系列的32位cortex M3处理器。[0011 ] 所述应用于移动数据终端的UHF读写模块的工作频段为840 960MHz。 本实用新型提供了ー种尺寸小，功耗低，发射功率高，抗干扰能力强的应用于移动数据终端的UHF读写模块。具有功耗低，而且尺寸小，标签读写距离远，多标签读取速率快，可以方便的集成在各种移动数据终端上的优点。
图I为一个典型的移动数据终端框图；图2为本实用新型的整体模块框图；图3为本实用新型UHF读写模块的电源单元拓扑图；图4为本实用新型UHF读写模块的RFID读写芯片外围电路拓扑图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。如图2、图3和图4所示，本实用新型涉及的一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，包括电源单元，处理控制单元和射频单元，射频单元包括RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路，其中电源单元分别与RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路连接，RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路相互连接构成发射电路和接收电路，处理控制单元与RFID读写芯片相互连接进行交互，并且RFID读写芯片为处理控制单元进行供电，RFID读写芯片外围电路包括功率放大器、定向耦合器和滤波器，其中功率放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与定向耦合器的输入端连接，电源单元包括电源变压电路和电源线性稳压器芯片电路，电源变压电路包括电源无源滤波电路、电源升压电路，其中电源无源滤波电路的输出端与电源升压电路的输入端连接，电源单元外接锂电池电压源分别与电源无源滤波电路的输入端、电源线性稳压器芯片电路的输入端连接。所述电源线性稳压器芯片电路中包括由处理控制单元控制，用于对功率放大器的控制增益的电压进行占空比大小控制的线性稳压器芯片。所述应用于移动数据终端的UHF读写模块的工作电压由外接锂电池电压源供电。所述处理控制单元是意法半导体公司的STM32F系列的32位cortex M3处理器。所述RFID读写芯片是RFID专用读写芯片。所述应用于移动数据终端的UHF读写模块的工作频段为840 960MHz。射频单元中的发射和接收信号的处理(包括调制解调、编码解码)、基带信号的扩频等操作都集成在RFID读写芯片内部，RFID读写芯片的基带信号源采用外部温度补偿晶体振荡器，然后通过内部锁相环电路形成所需的射频信号。射频单元中的发射电路,发射信号由RFID读写芯片输出端输出，由于发射信号功率低，使用功率放大器进行功率放大，放大后的发射信号依次经过滤波器、定向耦合器等器件后输出到天线接口，其中滤波器的作用是抑制UHF读写模块发射信号对其他通讯模块的邻近信道干扰。射频单元中的接收电路由天线接口接收标签信号经过定向耦合器输入到RFID读写芯片的输入端，接收和发射天线采用同一天线，定向耦合器的作用就是隔离射频发射信号和接收反向散射信号，这样可以使UHF读写模块更加小型化。RFID读写芯片外围电路中功率放大器的控制增益的电压由电源线性稳压器芯片电路中的线性稳压器芯片实现，并且线性稳压器芯片的使能脚由处理控制单元控制。这样功率放大器的控制增益的电压为一定占空比的方波，功率放大器的工作方式为非连续性，通过占空比的不同实现不同程度功耗的降低。本实用新型应用于移动数据终端的UHF读写模块的工作电压由外接锂电池电压源供电，其中锂电池电压依次经过电源无源滤波电路、电源升压电路后对RFID读写芯片供电，功率放大器直接采用锂电池电压，且功率放大器的控制增益的电压由电源线性稳压器芯片电路中的线性稳压器芯片实现。所述应用于移动数据终端的UHF读写模块的尺寸不超过56mmX35. 6mmX5mm。如图I所示，本实用新型的UHF读写模块应用于移动数据终端，移动数据终端的操作系统处理平台内实现对标签的应用处理，本实用新型的UHF读写模块不仅可以与其他自动识别的模块如一维扫描头或者摄像头兼容实用，而且可以与GSM或者WIFI通信模块兼容实用。图3显示了本实用新型的UHF读写模块的电源单元拓扑图，UHF读写模块的处理控制单元主要实现对电子标签的各种协议处理，对RFID读写芯片实现控制，对功率放大器 实现功率控制，以及与移动数据终端的接ロ，实现上位机对标签的各种操作。UHF读写模块的RFID读写芯片内部集成了发射机，接收机，锁相环PLL的压控震荡器和鉴相器，还集成了 UHF协议规定对电子标签数据的调制解调，编解码等。如图3本实用新型的UHF读写模块的电源単元拓扑图所示，UHF读写模块的工作电压由外接锂电池电压源供电，UHF读写模块的供电的使能并不在UHF读写模块内部实现，这样可以使UHF读写模块更加小型化。UHF读写模块的RFID读写芯片的工作电压是5V，必须使用电源升压电路给RFID读写芯片供电，才能使RFID读写芯片正常工作。RFID读写芯片正常工作时可以作为电压源，给处理控制单元以及温度补偿晶体振荡器等芯片供电，减少电源芯片的使用，而且RFID读写芯片的输出电源比较稳定，減少电源拓扑的复杂度，利于缩小读写模块的尺寸，方便集成。图3中在电源升压电路之前増加了电源无源滤波电路，电源升压电路的工作原理使得输入端的电源的纹波变大，这ー纹波作为电源干扰源必须进行有效的抑制，其中功率放大器的性能对工作电压的要求严格，所以采用电源无源滤波电路进行隔离两路电源。本实用新型的UHF读写模块的处理控制単元与RFID读写芯片采用井口通信，并ロ通信可以更快的实现RFID读写芯片的数据传输和存储。RFID读写芯片的射频信号的输入和输出都采用差分形式，減少了输入端和输出端的信号干扰，在输入端和输出端使用非平衡平衡转换器等。UHF读写模块的发射机部分采用滤波器进行滤波，既可以实现阻抗匹配，减少模块的带外干扰信号以及信号的衰减等。本实用新型的UHF读写模块只有一个天线接ロ，发送和接收采用同一个天线，模块的发射与接收的隔离采用定向耦合器来实现。本实用新型的UHF读写模块的主要功耗元器件为功率放大器，功率放大器的工作方式为只有当上位机软件发送查询命令时才工作，所以功率放大器的并不是连续工作的，而且通过功率控制电压的控制实现不同占空比，这样不同程度的降低整个UHF读写模块的功耗。本实用新型的UHF读写模块是应用于移动数据终端的，应用中能与其它通信比如通信模块GSM、WIFI、EVD0等兼容使用。对于模块的射频部分以及数字基带处理部分进行屏蔽，这样既可以实现模块对外干扰也可以抑制其他模块对UHF模块的干扰，使模块能正常稳定的工作。[0037]本实用新型的UHF读写模块的尺寸小，可以集成在移动数据终端上，匹配相应的天线，就可以对符合UHF协议的电子标签进行远距离读写。本实用新型的UHF读写模块的功耗低，并且兼容读取IS018000-6系列和EPC Gen2协议的标签，通过后期的再次研发，可广泛地应用于物流、服装、酒类防伪、烟草等众多行业。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于 上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
权利要求1.一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，包括电源单元，处理控制单元和射频单元，电源单元包括电源变压电路，射频单元包括RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路，电源单元分别与RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路连接，RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路相互连接构成发射电路和接收电路，处理控制单元与RFID读写芯片相互连接，其特征在于=RFID读写芯片外围电路包括功率放大器、定向耦合器和滤波器，其中功率放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与定向耦合器的输入端连接，电源单元还包括电源线性稳压器芯片电路。
2.根据权利要求I所述一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，其特征在于所述电源变压电路包括电源无源滤波电路、电源升压电路，其中电源无源滤波电路的输出端与电源升压电路的输入端连接。
3.根据权利要求I所述一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，其特征在于所述电源线性稳压器芯片电路中包括由处理控制单元控制，用于对功率放大器的控制增益的电压进行占空比大小控制的线性稳压器芯片。
4.根据权利要求I所述一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，其特征在于所述应用于移动数据终端的UHF读写模块的工作电压由外接锂电池电压源供电。
5.根据权利要求I所述一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，其特征在于所述处理控制单元是意法半导体公司的STM32F系列的32位cortex M3处理器。
6.根据权利要求I所述一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，其特征在于所述应用于移动数据终端的UHF读写模块的工作频段为840 960MHz。
专利摘要本实用新型涉及一种应用于移动数据终端的UHF读写模块，包括电源单元，处理控制单元和射频单元，射频单元包括RFID读写芯片和RFID读写芯片外围电路，电源单元包括电源无源滤波电路、电源升压电路和电源线性稳压器芯片电路，本实用新型具有功耗低，而且尺寸小，标签读写距离远，多标签读取速率快，可以方便的集成在各种移动数据终端上的优点，匹配相应的UHF天线，对电子标签的读取距离超过2米，广泛的应用于物流、酒类防伪、服装、人员监控、食品安全、烟草管理等各种行业。
文档编号G06K17/00GK202472698SQ20112054601
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者王正坤, 田晓明, 陈惠 , 黄洲泓 申请人:江苏东大集成电路系统工程技术有限公司