专利名称：一种超高频rfid移动通信终端的制作方法
技术领域：
一种超高频RFID移动通信终端技术领域[0001]本实用新型属于射频识别技术领域，具体涉及一种移动通信终端的设计。
背景技术：
[0002]伴随这物联网的大力推广，以及大规模集成电路、网络通信、信息安全技术的发 展，射频识别技术(Radio Frequency Identification, RFID)在商业过程中的应用越来越 广泛。对于RFID系统而言，不同的应用领域采用不同的频率、通信协议和读写技术。超高频 段(Ultra High Frequency, UHF)的RFID系统以其识读距离远、多标签同时识读能力强等 技术优势，具有广阔的市场应用前景。与此同时，无源超高频EPC编码标签也以其成本低， 尺寸小，识别距离远等诸多优点在物流、供应链管理等重要发展领域实现了大量应用，美国 沃尔玛从2004年开始便实施了 EPC在零售商品上的应用。在我国，食品安全问题层出不 穷，假酒假烟等假冒伪劣产品泛滥成灾，公众急需一种技术或设备来对产品进行防伪溯源， 正牌商家也需要这样的设备和技术来保护自己的品牌与合法权益。现在众多企业都在生产 和管理中引入RFID技术，EPC防伪溯源应用正处于快速成长期。但是商家引入RFID技术以 后，在商品上贴了 EPC标签，而购买商品的普通用户却没有方便的查询设备进行溯源查询， 这也是影响企业应用RFID技术的一个制约性因素。[0003]手机在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色，手机的功能也从刚开始简单的 语音通话正朝着多元化、智能化方向发展。随着手机产业的不断发展和手机功能的不断完 善，人们也不断提出更高的要求，不仅要求功能齐全而且还要求体积小、功耗低、价格便宜。 将UHF读写功能集成到手机当中即是技术发展的必然结果，同时又是市场需求的重要体 现，然而为了使手机具有UHF RFID读写器功能，不仅需要将UHF RFID读写单元电路嵌入到 手机主板中，同时还需要为手机添加UHF RFID天线，这就需要额外增加很多空间占用和成 本，对手机的小型化和低价位形成了极大的挑战。此外，由于两个天线同时存在，两个射频 单元之间的相互干扰就不可避免，因而对通信质量造成了很大的影响，同时也对设备的接 收灵敏度提出了更高的要求。实用新型内容[0004]本实用新型主要解决了 RFID技术应用过程中存在的上述问题，提出了一种超高 频RFID移动通信终端。[0005]本实用新型采用的技术方案为:一种超高频RFID移动通信终端，具体包括:基带 芯片单兀、手机射频单兀和超闻频RFID读与单兀，其中，所述的超闻频RFID读与单兀用于 电子标签的读写；所述的基带芯片单元用于射频信息的处理，控制和协调超高频RFID读写 模块工作。[0006]进一步的,所述的超高频RFID移动通信终端还包括一天线和一个射频天线开关, 其中，所述的超高频RFID读写单元与手机射频单元共用所述的天线，所述的基带芯片单元 控制所述射频天线开关完成射频单元的选择和切换。[0007]进一步的，所述的超高频RFID移动通信终端具体为手机。[0008]本实用新型的有益效果:本实用新型的超高频RFID移动通信终端通过将超高频 RFID读写单元嵌入到手机主板中，在手机上实现了超高频RFID读写器功能，用户使用手机就可以读取到贴在商品上的EPC标签中的内容，进而可以很方便地对商品进行溯源查询， 此外，通过引入天线复用的思想，使手机射频单元与超高频RFID读写单元分时共用一个天线，通过一个开关在二者之间进行选择和切换，既可以节约空间、降低成本，又可以有效地减少两个射频单元之间的相互干扰，从而实现设备的小型化和高质量通信。
[0009]图[0010]图[0011]图[0012]图[0013]图[0014]图[0015]图[0016]图[0017]图1为本实用新型实施例的超高频RFID移动通信终端结构示意图。2为本实用新型实施例的超闻频RFID读与单兀结构不意图。3为本实用新型实施例的PR9000内部结构示意图。4为本实用新型实施例的超闻频RFID读与单兀时钟电路结构不意图。5为本实用新型实施例的超高频RFID读写单元发射信号变换电路结构示意图。 6为本实用新型实施例的超闻频RFID读与单兀射频收发电路结构意图。7为本实用新型实施例的天线开关工作原理图。8为本实用新型实施例的射频开关芯片引脚分布图。9为本实用新型实施例的天线开关电路结构示意图。
具体实施方式
[0018]
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明。[0019]本实用新型所提出的一种超高频RFID移动通信终端，如图1所示，具体包括:基带芯片单兀、手机射频单兀和超闻频RFID读与单兀，其中，所述的超闻频RFID读与单兀用于电子标签的读写；所述的基带芯片单元用于射频信息的处理，控制和协调超高频RFID读写模块·工作。[0020]为了实现天线复用，这里的超高频RFID移动通信终端还包括一天线和一个射频天线开关，其中，超高频RFID读写单元与手机射频单元共用所述的天线，所述的基带芯片单元控制所述射频天线开关完成射频单元的选择和切换。[0021]可以看出这里的超高频RFID移动通信终端具体可以为手机。[0022]图1中还包括电源单元和外围设备单元，各个模块单元采用电源单元统一供电， 外围设备单元包括液晶显示屏、键盘和USB等。下面重点对UHF RFID读写单元以及天线复用的原理与实现方法进行说明。[0023]如图2所示，UHF RFID读写单元(超高频RFID读写单元)包括UHF RFID读写芯片、 耦合器、巴伦和有源晶振。模块通过UART接口与基带芯片单元进行通信，同时为了更好地实现UHF RFID读写控制，UHF RFID读写单元对外提供了 RESET和VEN两个控制引脚，分别用于对UHF RFID读写单元复位和使能。UHF RFID读写芯片选用PHYCHIPS公司的PR9000，这款芯片支持IS018000-6C/EPC Global Gen II协议，且其内部集成了 80C52微处理器、900MHz 射频收发电路和基带调制解调电路，体积小、功耗低，而且工作频率在860MHz、60MHz软件可调。[0024]PR9000内部结构如图3所示，PR9000内部集成了时钟控制模块，用于实现时钟频率放大和信号提纯，系统能以较低的时钟频率输入获取较高的系统工作频率，本实用新型采用19.2MHz的外部有源晶振TTS18NS作为系统的外部时钟输入。为了获取到本振信号， 系统需要完成频率合成，PR9000内部集成了 PFD和VC0，所以只需要在外部设计相应的锁相环滤波器就可以实现。常用的锁相环滤波器是一种低通滤波器，有有源和无源之分，无源锁相环滤波器一般由电阻、电容组成，有源锁相环滤波器一般还加上放大器，用于滤除PFD中误差电压的高频成分和噪声，从而改善VCO的频谱纯度，提高系统的稳定性。在本方案采用由电阻、电容组成的无源滤波器。UHF RFID读写单元时钟电路原理图如图4所示。[0025]在PR9000内部射频发送端与接收端都是以差分信号的形式作为输入输出，而天线是以单端信号的形式接入电路，这样就需要一个平衡-不平衡转换器，本实用新型采用型号为0900BL18B200的巴伦来完成PR9000的差分信号到单端信号的转换。UHF RFID读写单元的发射信号变换电路结构如图5所示。[0026]本实施例采用收发共用天线，为了提高信号的隔离度，使用定向耦合器 CP0603A942CL来处理收发信号。另外本方案在差分接收端还使用了 Π型衰减网络来减小发射端的载波干扰，进一步提高了接收灵敏度。UHF RFID读写单元射频收发电路结构如图6 所示。[0027]如图7所示，天线开关属收发共用，使用一个天线在手机射频单元与UHF RFID读写单元之间进行切换。本实施例采用插入损耗小、功耗低、体积小的TQP4M3019作为射频开关芯片，芯片引脚分布如图8所示。芯片的V1、V2、V3脚分别接基带芯片的GPIO 口作为天线选择的控制端，表I详细列出了 V1、V2、V3的不同组合对应的天线端口的选择情况。[0028]表I[0029]
权利要求1.一种超高频RFID移动通信终端，其特征在于，具体包括:基带芯片单元、手机射频单 元和超高频RFID读写单元，其中，所述的超高频RFID读写单元用于电子标签的读写；所述 的基带芯片单元用于射频信息的处理，控制和协调超高频RFID读写模块工作。
2.根据权利要求1所述的超高频RFID移动通信终端，其特征在于，所述的超高频RFID 移动通信终端还包括一天线和一个射频天线开关，其中，所述的超高频RFID读写单元与手 机射频单元共用所述的天线，所述的基带芯片单元控制所述射频天线开关完成射频单元的 选择和切换。
3.根据权利要求1或2所述的超高频RFID移动通信终端，其特征在于，所述的超高频 RFID移动通信终端具体为手机。
4.根据权利要求1或2所述的超高频RFID移动通信终端，其特征在于，所述的超高频 RFID读写单元通过UART接口与基带芯片单元进行通信。
5.根据权利要求1所述的超高频RFID移动通信终端，其特征在于，所述的超高频RFID 读写单元具体采用PR9000芯片。
6.根据权利要求2所述的超高频RFID移动通信终端，其特征在于，所述的射频天线开 关具体通过TQP4M3019实现。
7.根据权利要求2所述的超高频RFID移动通信终端，其特征在于，还包括用于给基带 芯片单元、手机射频单元、超高频RFID读写单元和射频天线开关供电的电源单元。
8.根据权利要求2所述的超高频RFID移动通信终端，其特征在于，还包括外围设备单j Li ο
专利摘要本实用新型公开了一种超高频RFID移动通信终端，具体包括基带芯片单元、手机射频单元和超高频RFID读写单元，其中，所述的超高频RFID读写单元用于电子标签的读写；所述的基带芯片单元用于射频信息的处理，控制和协调超高频RFID读写模块工作。本实用新型的移动通信终端通过将超高频RFID读写单元嵌入到手机主板中，在手机上实现了特高频RFID读写器功能，使得它不仅具有普通手机的功能，同时还具有UHF RFID读写器功能，既可以节约空间、降低成本，又可以有效地减少两个射频单元之间的相互干扰，从而实现设备的小型化和高质量通信。
文档编号H04B1/40GK203167016SQ20132005130
公开日2013年8月28日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者文光俊, 马玉林, 李建 申请人:电子科技大学, 广东美晨通讯有限公司