本发明涉及射频识别领域，尤其涉及一种rfid发卡器。
背景技术：
射频识别(radiofrequencyidentification，rfid)技术是一种非接触式的自动识别技术，其基本工作原理是利用发卡器发射的射频信号，通过空间耦合的方式激活电子标签，电子标签通过特定的方式将自身携带的数据同样通过空间耦合的方式传回给发卡器，实现电子标签的自动识别。
由于rfid技术具有远距离识别、批量识别、移动识别、数据加密等优点，所以在交通、军事和民用等领域得到了广泛的运用。在实际运用中，人们常常需要在各种复杂环境中使用rfid发卡器，当rfid发卡器与上位机等外部设备连接时，或者接入电源时，来自外部设备或者电源的干扰信号会对rfid发卡器带来干扰。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种rfid发卡器，旨在解决现有技术中当rfid发卡器与上位机等外部设备连接时，或者接入电源时，来自外部设备或者电源的干扰信号会对rfid发卡器正常工作产生干扰的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种rfid发卡器，该发卡器包括：基带模块、射频模块以及天线；
所述射频模块一端与所述基带模块与连接，另一端与所述天线连接；
所述基带模块包括：主控模块、电源管理模块以及通信保护模块；
所述电源管理模块一端与电源连接，另一端与所述主控模块以及所述射频模块连接；
所述通信保护模块一端与上位机连接，另一端与所述主控模块连接；
所述电源管理模块用于对所述电源输出的电压信号中的干扰信号进行防护，并将防护后的电压信号输出至所述主控模块以及所述射频模块；
所述通信保护模块用于对所述上位机输出的数据中的干扰信号进行防护，并将防护后的数据传输至所述主控模块；
所述主控模块用于将数据传输至所述射频模块，以及接收所述射频模块根据数据反馈回来的数据信号
本发明提供一种rfid发卡器，设置有基带模块、射频模块以及天线，其中基带模块包括：主控模块、电源管理模块、通信保护模块，电源管理模块用于对电源输出的电压中的干扰信号进行防护，并将防护后的电源输出至主控模块以及射频模块，通信保护模块用于对上位机输入的数据中的干扰信号进行防护，并将防护后的数据传输至主控模块，由于基带模块中的电源管理模块和通信保护模块可以对电源以及上位机等外部设备中的干扰信号进行防护处理，可以避免干扰信号输入发卡器时对发卡器带来干扰，使得发卡器中的数据传输更加稳定以及准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的基带模块的结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的emi防护滤波电路的电路原理图；
图4为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的usb接口保护电路的电路原理图；
图5为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的网口保护电路的电路原理图；
图6为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的基带模块的结构框图；
图7为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的射频模块的结构框图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的结构框图。
如图1所示，该发卡器包括：基带模块1、射频模块2以及天线2。
射频模块2一端与基带模块1连接，另一端与天线3连接。
基带模1块包括：主控模块11、电源管理模块12以及通信保护模块。
电源管理模块12一端与电源连接，另一端与主控模块11以及射频模块2连接。
通信保护模块一端与上位机连接，另一端与主控模块11连接。
电源管理模块12用于对电源中输出的干扰信号进行防护，并将防护后的电源输出至主控模块11以及射频模块2。
通信保护模块用于对上位机输入的数据中的干扰信号进行防护，并将防护后的数据传输至主控模块11。
主控模块11用于将数据传输至射频模块2，以及接收射频模块2根据数据反馈回来的数据信号。
进一步的，请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的基带模块的结构框图。
如图2所示，电源管理模块12包括：电源接口121、电磁干扰(electromagneticinterference，emi)防护滤波电路122以及电压转换电路123。
电源接口121一端与外部电源连接，另一端与emi防护滤波122连接的一端连接，emi防护滤波电路122的另一端与电压转换电路123的一端连接，电压转换电路1123的另一端与主控模块11连接。
进一步的，电源接口121用于接收外部输入的电源，并将电源输送至emi防护滤波电路122，emi防护滤波电路122用于将电源输出的电压中的干扰信号防护以及过滤，并将防护以及过滤的电压输送至电压转换电路123，电压转换电路123用于将处理后的电压转化为第一路电压信号以及第二路电压信号后，将第一路电压信号输送至主控模块11，将第二路电压信号输送至射频板接口电路。
进一步的，电源接口121优选的采用具有防水防尘的军用级别接插件，以满足防水防尘等级要求。
进一步的，请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的emi防护滤波电路的电路原理图；
如图3所示，emi防护滤波电路122包括：接线端子1221、肖基特二极管1222、压敏电阻1223、第一空气放电管1224、第一瞬态抑制二极管1225、第二瞬态抑制二极管1226、第三瞬态抑制二极管1227、第四瞬态抑制二极管1228、第五瞬态抑制二极管1229、第六瞬态抑制二极管12210、第一共模电感12211、第一电容12212、第二电容12213、第一差模电感12214、第三电容12215、自恢复保险丝12216以及第四电容12217。
接线端子1221分别连接电源正极、电源负极以及电源地线，电源正极与肖基特二极管1222的正极连接，肖基特二极管1222的负极与压敏电阻1223的一端连接，肖基特二极管1222用于电路中的电磁防护和滤波。
进一步的，压敏电阻1223的另一端与电源负极连接，第一空气放电管1224的第一极与肖基特二极管1222的负极连接，第一空气放电管1224的第二极与地线连接，第一空气放电管1224的第三极与电源负极连接，第一瞬态抑制二极管1225的负极与电源正极连接，第一瞬态抑制二极管1225的正极与第一瞬态抑制二极管1226的正极连接，第一瞬态抑制二极管1226的负极与地线连接，第三瞬态抑制二极管1227的负极与地线连接，第三瞬态抑制二极管1227的正极与第四瞬态抑制二极管1228的正极连接，第四瞬态抑制二极管1228的负极与电源负极连接，第五瞬态抑制二极管1229的负极与电源正极连接，第五瞬态抑制二极管1229的正极与第六瞬态抑制二极管12210的正极连接，第六瞬态抑制二极管12210的负极与电源负极连接，压敏电阻1223、第一空气放电管1224、第一瞬态抑制二极管1225、第一瞬态抑制二极管1226、第三瞬态抑制二极管1227、第四瞬态抑制二极管1228、第五瞬态抑制二极管1229以及第六瞬态抑制二极管12210共同构成防雷电路，用于当发卡器受到雷击后，将雷击产生的电流过滤掉。
进一步的，第一共模电感12211的第一极与电源正极连接，第一共模电感12211的第二极与电源负极连接，第一共模电感12211的第二极与第一电容12212的一端连接，第一电容12212的另一端与地线连接，第一共模电感12211的第三极与第二电容12213的一端连接，第二电容12213的另一端的与地线连接，第一差模电感12214的一端与第一共模电感12211的第二极连接，第一差模电感12214的第二极与第三电容12215的一端连接，第一差模电感12214的第四极与第一共模电感12211的第三极连接，第一差模电感12214的第三极与第三电容12215的另一端连接，自恢复保险丝12216的一端与第三电容12215的一端连接，自恢复保险丝12216的另一端与电源正极输出接口连接，第四电容12217的一端与电源正极输出接口连接，第四电容12217的另一端与电源负极连接，第一共模电感12211、第一电容12212、第二电容12213、第一差模电感12214、第三电容12215以及第四电容12217构成滤波电路，用于将从外部电源输送过来的电源中的干扰信号过滤掉。自恢复保险丝12216用于防止电路中出现超出额定范围的电流。
进一步的，电压转换电路123包括：第一电压变换器以及第二电压变换器，第一电压变换器用于产生第一路电压信号，优选的第一路电压信号为3.3v电压，并将第一路电压信号传输至主控模块11，用于主控模块11的电源供电，第二电压变换器用于产生第二路电压信号，优选的第二路电压信号为5v电压，并将第二路电压信号传输至射频模块2。
如图2所示，通信保护模块包括：usb模块13以及以太网口模块14。
进一步的，usb模块13包括usb接口131以及usb接口保护电路132。usb接口131用于与上位机进行数据通信，并将接收到的数据传输至usb接口保护电路132，usb接口保护电路132用于将来自上位机的数据中的干扰信号进行防护，并将防护后的数据传输至主控模块11。
进一步的，usb接口131优选的采用具有防水防尘的军用级别接插件，以满足防水防尘等级要求。
进一步的，请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的usb接口保护电路的电路原理图；
如图4所示，usb接口保护电路132包括：第四空气放电管1321、第八瞬态抑制二极管1322、第九瞬态抑制二极管1323、第十瞬态抑制二极管1324、第十一瞬态抑制二极管1325、第十二瞬态抑制二极管1326、第十三瞬态抑制二极管1327以及第四共模电感1328。
第四空气放电管1321的第二极与地线连接，第四空气放电管1321的第一极与usb负信号线以及第八瞬态抑制二极管13221322的负极连接，第四空气放电管1321的第三极与usb正信号线以及第十一瞬态抑制二极管1325的负极连接，第四空气放电管1321用于当发卡器受到雷击后，将雷击产生的电流过滤掉。
进一步的，第八瞬态抑制二极管13221322的负极与第四共模电感1328的第一极以及第十三瞬态抑制二极管1327的负极连接，第八瞬态抑制二极管13221322的正极与第九瞬态抑制二极管1323的正极连接，第九瞬态抑制二极管1323的负极与第十瞬态抑制二极管1324的负极以及地线连接，第十瞬态抑制二极管1324的正极与第十一瞬态抑制二极管1325的正极连接，第十一瞬态抑制二极管1325的负极与第十二瞬态抑制二极管1326的负极以及第四共模电感1328的第三极连接，第十二瞬态抑制二极管1326的正极与第十三瞬态抑制二极管1327的正极连接，第四共模电感1328的第二极与usb负信号线的输出端连接，第四共模电感1328的第四极与usb正信号线的输出端连接，其中第八瞬态抑制二极管13221322、第九瞬态抑制二极管1323、第十瞬态抑制二极管1324、第十一瞬态抑制二极管1325、第十二瞬态抑制二极管1326以及第十三瞬态抑制二极管1327构成共模、共差瞬态抑制二极管电路，用于对电路中的干扰信号进行过滤，第四共模电感1328则用于对两路信号进行滤波处理。
进一步的，如图2所示，以太网口模块14包括网路接口141、网口保护电路142以及网口电路143，网络接口141用于与上位机进行数据通信，并将接收到的数据传输至网口保护电路142，网口保护电路142用于将来自上位机的数据中的干扰信号进行防护，并将防护后的数据传输至网口电路143，网口电路143用于将数据进行电平转换，以及与将电平转换后的数据传输至主控模块11。
进一步的，网络接口141优选的采用具有防水防尘的军用级别接插件，以满足防水防尘等级要求。
进一步的，请参阅图5，图5为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的网口保护电路的电路原理图。
如图5所示，网口保护电路142包括：第二空气放电管1421、第三空气放电管1422、第一限流功率电阻1423、第二限流功率电阻1424、第三限流功率电阻1425、第四限流功率电阻1426、第七瞬态抑制二极管1427、第二共模电感1428以及第三共模电感1429。
进一步的，以太网口的发射负信号线与第二空气放电管1421的第三极连接；以太网口的发射正信号线与第二空气放电管1421的第一极连接，第二空气放电管1421的第二极与地线连接，以太网口的接收负信号线与第三空气放电管1422的第三极连接；以太网口的接收正信号线与第三空气放电管1422的第一极连接，第三空气放电管1422的第二极与地线连接，第一限流功率电阻1423的一端与第二空气放电管1421的第三极连接，第一限流功率电阻1423的另一端与第七瞬态抑制二极管1427的第一引脚连接，第二限流功率电阻1424的一端与第二空气放电管1421的第一极连接，第二限流功率电阻1424的另一端与第七瞬态抑制二极管1427的第二引脚连接，第三限流功率电阻1425的一端与第三空气放电管1422的第三极连接，第三限流功率电阻1425的另一端与第七瞬态抑制二极管1427的第三引脚连接，第四限流功率电阻1426的一端与第三空气放电管1422的第一极连接，第四限流功率电阻1426的另一端与第七瞬态抑制二极管1427的第四引脚连接，第二空气放电管1421、第三空气放电管1422、第一限流功率电阻1423、第二限流功率电阻1424、第三限流功率电阻1425自己第四限流功率电阻1426共同组成防雷电路，用于当发卡器受到雷击后，将雷击产生的电流过滤掉。
进一步的，第二共模电感1428的第一极与第七瞬态抑制二极管1427的第八引脚连接，第二共模电感1428的第三极与第七瞬态抑制二极管1427的第七引脚连接，第三共模电感1429的第一极与第七瞬态抑制二极管1427的第六引脚连接，第三共模电感1429的第三极与第七瞬态抑制二极管1427的第五引脚连接，第二共模电感1428的第二极与以太网口的发射负信号线输出口连接，第二共模电感1428的第四极与以太网口的发射正信号线输出口连接，第三共模电感1429的第二极与以太网口的接收负信号线输出口连接，第三共模电感1429的第四极与以太网口的接收正信号线输出口连接，其中第七瞬态抑制二极管1427用于对电路中的干扰信号进行过滤，第二共模电感1428以及第三共模电感1429则用于对两路信号进行滤波处理。
网口电路143包括：网络变压器以及以太网收发器用于以太网口的数据电平转换以及以太网口的数据与主控模块11的数据通信。
进一步的，请参阅图6，图6为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的基带模块的另一结构框图。
如图6所示，基带模块1还包括：指示灯接口模块15以及射频板接口模块16。
指示灯接口模块16、射频板接口模块15均与主控模块11连接。
进一步的，主控模块11包括：中央处理器、同步动态随机存储器、闪存设备、固态存储器与动画编辑器，主控模块11模块搭载有操作系统，用于采用第一路电路电压信号作为工作电压，接收来自usb模块13传输的数据或者来自以太网口模块14传输的数据，以及根据数据确定当前电子标签的空口协议类型，并将包含当前电子标签的空口协议类型的数据通过射频板接口模块13传输至射频模块2，同时主控模块还用于对数据进行加密以及对安全模块的认证。
具体的，主控模块11根据数据确定当前电子标签的空口协议类型的方法包括：
若usb模块13或者以太网口模块14传输的数据包含当前电子标签的空口协议类型，则唯一确定当前电子标签的空口协议类型。
若usb模块13或者以太网口模块14传输的数据不包含当前电子标签的空口协议类型，则向射频模块2发出控制命令，通过射频模块2内置的若干种空口协议软件包，轮回向当前电子标签发送各空口协议软件包的测试数据，若射频模块2接收到电子标签反馈的信息，则确定当前电子标签的空口协议类型。
进一步的，主控模块11还用于通过射频板接口模块16接收射频模块2反馈回来的数据信号，以及向指示灯接口模块15发出控制指令，用于显示发卡器当前状态。
进一步的，指示灯接口模块15用于根据主控模块11发出的控制指令，显示发卡器当前工作状态，指示灯接口模块15优选的包括三种指示灯以及一个电源线，分别为：控制状态指示灯、天线3指示灯、电源指示灯以及供电电源线，优选的供电电源线提供的电源电压为3.3v。
进一步的，射频板接口模块16用于接收第二路电压信号，并传输至射频模块2，同时接收主控模块11发送的数据，以及将数据传输至射频模块2，其中主控模块11与射频板接口模块16之间的通信方式优选的采用通用异步收发传输器的串口通信方式。
进一步的，射频板接口模块16还用于接收射频模块2反馈回来的数据信号，并传输至主控模块11。
射频模块2用于用于接收数据，并对射频模块2参数进行配置，同时将数据传输至天线3，以及接收天线3反馈回来的数据信号，并将数据信号传输至基带模块1。
天线3用于发射数据至电子标签，并接收电子标签反馈回来的数据信号，同时将数据信号传输至射频模块2。
进一步的，请参阅图7，图7为本发明实施例提供的一种rfid发卡器的射频模块的结构框图。
如图7所示，射频模块2包括：发射模块、接收模块、控制模块以及射频电源模块。
发射模块用于生成第一载波信号和第二载波信号，将第一载波信号与经过放大后的由控制模块发出的调制信号进行幅度调制，成为带调制信息的载波信号，并将带调制信息的载波信号进行放大，通过耦合后，将带调制信息的载波信号传输至天线，天线将带调制信息的载波信号发送至电子标签。
进一步的，发射模块包括：频率综合器211、功分器212、差分放大器213、正交调制器214、功率放大器215、耦合器216以及正向功率检测器217。
频率综合器211与功分器212连接，频率综合器211用于产生射频载波信号，并将射频载波信号传输至功分器212，功分器212将射频载波信号转换成第一载波信号以及第二载波信号，并将第一载波信号以及第二载波信号分别传输至正交调制器214以及接收模块，差分放大器213接收控制模块传输的调制信号，并将调制信号放大后传输至正交调制器214，正交调制器214将第一载波信号和调制信号进行幅度调制，成为带调制的载波信号，并将带调制的载波信号传输至功率放大器215，功率放大器215将带调制的载波信号进行放大，并将放大后的带调制的载波信号通过耦合器216的直通端传输至天线3，正向功率器217与耦合器216的耦合端连接，用于检测耦合后的射频信号的信号功率值。
进一步的，接收模块用于将天线3接收的电子标签反馈回来的数据信号进行放大，其中数据信号为射频信号，将放大后的数据信号进行解调，对解调后的数据信号进行滤波放大，将滤波放大后的数据信号进行数字处理，并对数字处理后的数据信号传输至控制部分。
进一步的，接收模块包括：低噪声放大器221、解调器222、本振放大器223、放大滤波器224、驱动放大器225以及反向功率检测器226。
低噪声放大器221与耦合器216连接，低噪声放大器221用于接收天线3反馈回来的数据信号，将经过耦合器216耦合后的数据信号进行放大后，传输数据信号至解调器222，解调器222将数据信号与经过本振放大器223放大后的第二载波信号进行零中频解调，并将解调后的数据信号传输至放大滤波器224，放大滤波器224对数据信号进行放大以及滤波，并将经过放大以及滤波后的数据信号传输至驱动放大器225，驱动放大器225对数据信号进行进一步的放大，并将数据信号输出至控制模块，反向功率检测器226与耦合器216连接，用于检测天线3是否连接正常。
进一步的，控制模块用于接收射频板接口模块16传输的数据，并对数据进行解码，同时根据数据中包含的当前电子标签的空口协议类型，对发射模块以及接收模块进行参数配置。
进一步的，控制模块还用于对数据进行编码，并转换成调制信号，并将调制信号传输给发射模块进行调制。
进一步的，控制模块还用于将接收模块反馈回来的数据信号经过解码后，并通过射频板接口模块16传输经过解码后的数据信号至基带模块1。
进一步的，控制模块包括：微控制芯片231、fpga芯片232以及数模和模数转换器233。
微控制芯片231与基带模块1以及fpga芯片232连接，微控制芯片231用于接收基带模块1传输的数据，并对数据进行解码，同时根据数据解析出参数配置，将参数配置以及数据传输至fpga芯片232，fpga芯片232与数模和模数转换器233、频率综合器211、正向功率检测器217以及反向功率检测器226连接，fpga芯片232用于根据参数配置调整数模和模数转换器233、频率综合器211、正向功率检测器217以及反向功率检测器226的相关配置，并且fpga芯片232还用于将需要发射的调制信号进行编码，并将编码后的调制信号传输至数模和模数转换器233，以及接收数模和模数转换器233反馈回来的数据信号，并将数据信号进行解码，数模和模数转换器233与差分放大器213以及驱动放大器225连接，数模和模数转换器233用于将fpga芯片232生成的数字类型的调制信号转换成模拟类型的调制信号，并将调制信号传输至差分放大器213，数模和模数转换器233还用于接收驱动放大器225反馈回来的带有电子标签的数据信号，并将数据信号从模拟类型的数据信号转换成数字信号类型的数据信号，并将数据信号传输至fpga芯片232。
进一步的，微控制芯片231以及fpga芯片232中内置有若干种空口协议软件包，微控制芯片231收到来自主控模块11发出的控制命令，则通过发射模块向当前电子标签依次发送微控制芯片231以及fpga芯片232中内置的各空口协议软件包的测试数据，若接收模块接收到当前电子标签反馈的信息，则确定当前电子标签的空口协议类型。
进一步的，射频电源模块包括：第一低压差稳压器、第二低压差稳压器、第三低压差稳压器以及第四低压差稳压器，第一低压差稳压器、第二低压差稳压器以及第三低压差稳压器均于射频板接口模块16连接，接收来自射频板接口模块16传输的第二电压信号后，分别转换成第三电压信号、第四电压信号以及第五电压信号，优选的，第三电压信号为3v电压，第四电压信号为3v电压，第五电压信号为3.3v电压，将第三电压信号输送至发射模块，将第四电压信号输送至接收模块，将第五电压信号分别输送至控制模块以及第四低压差稳压器，第四低压差稳压器接收第五电压信号，并将第五电压信号转化为第六电压信号，优选的，第六电压信号为1.2v电压，同时将第六电压信号传输至控制模块。
进一步的，天线3用于发射带有调制信息的数据至电子标签，并接收电子标签反馈回来的携带有电子标签信息的数据信号，同时将该携带有电子标签信息的数据信号传输至射频模块2。
进一步的，发卡器还包括：外壳。
外壳包括：上盖、壳体以及底盖，上盖为矩形片状结构，壳体为框形结构，且框内设置有水平隔板，底盖也为矩形片状结构，上盖以及下盖和壳体扣合在一起，上盖与壳体内的水平隔板之间设置天线3，底盖与壳体内的水平隔板之间设置基带模块1以及射频模块2。
在本发明实施例提供的一种rfid发卡器中，设置有基带模块、射频模块以及天线，其中基带模块包括：主控模块、电源管理模块、通信保护模块，电源管理模块用于对电源输出的电压中的干扰信号进行防护，并将防护后的电源输出至主控模块以及射频模块，通信保护模块用于对上位机输入的数据中的干扰信号进行防护，并将防护后的数据传输至主控模块，由于基带模块中的电源管理模块和通信保护模块可以对电源以及上位机等外部设备中的干扰信号进行防护处理，可以避免干扰信号输入发卡器时对发卡器带来干扰，使得发卡器中的数据传输更加稳定以及准确。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的发卡器可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
以上为对本发明所提供的一种rfid发卡器的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。