专利名称：射频识别移动式快速读写终端的制作方法
技术领域：
本实用新型属于RFID (射频识别)读写终端，具体地将是一种在 13. 56MHz频段的手持射频识别移动式快速读写终端。
背景技术：
RFID (射频识别)技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达 到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、 抗千扰强、操作快捷等许多优点。近年来，在交通运输、商品流通、身 份识别、工业自动化领域开始得到广泛应用。在商品流通领域，主要应 用的是符合ISO18000 - 3和IS015693标准的标签，与条形码相比RFID 标签识别距离更远，且抗污损。这种类型的标签和读写器的设计技术是 近期研究开发热点。手持式读写终端由于体积小、重量轻、方便携带， 使用非常灵活，是用途最为广泛的RFID读写器。目前在13.56MHz频段 的手持式读写终端或低功率读写模块的设计普遍是通用单片机、射频处 理芯片、天线电路组成。从性能上一般都存在几个问题 一是识别距离 短，受天线尺寸限制，手持设备接收信号场强很弱，导致在终端与标签 良好耦合情况下只能达到几公分识别距离，若标签方向与读写器天线不 处于平行状态则短至5公分以下。二是读写能力差，受微处理器速度和 算法效率影响，如杲出现比较相似的UID就需要耗费较长的时间，这样 就无法进行移动中扫描读取。三是只能通过数据线把标签ID下载到主机, 不能实时显示存储于服务器的商品相关资料。显然无法在图书管理系统 中进行图书整架、查找及文档检索，对于商品流通和仓储也不便利，因 而在图书管理、资料检索、仓库管理领域应用受到很大限制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有识别距离远、防石i撞读写速度 快及能实时与服务器通信的特点的射频识别移动式快速读写终端，以克 服上述的不足。
为了实现上述目的，本实用新型由识别电路、防碰撞电路、无线通
讯电路和显示器构成，其特点是识别电路由物理层电路(俗称收发芯 片)、功率放大电路、低噪声放大电路和微带天线构成，其中物理层电路 的输入端分别与功率放大电路和低噪声放大电路的输出端相连，功率放 大电路和低噪声放大电路的输入端与微带天线的信号输出端相连接；
上述防碰撞电路由微处理器和物理层电路构成，其中微处理器和物 理层电路之间设置为SPI接口连接，同时微处理器的I/O端口与物理层 电路的Merr端口相连接；
上述无线通讯电路由微处理器、射频调制解调电路和天线构成，其 中微处理器通过模式控制接口线与射频调制解调电路控制线相连接，通 过SPI接口线与射频调制解调电路数椐线相连接，射频调制解调电路还 与天线相连接。
本实用新型由于采用从微带天线上接收的微弱信号先进入滤波放大 单元电路，再送到的物理层电路接收端口，提升了接收动态范围；采用 在微处理器内部软件设计是防碰撞流程，从而大大减少了碰撞发生的概 率，保证在移动中具有平稳可靠的读取速度；采用射频调制解调电路， 实现与服务器的数据交换。
图1为本实用新型识别电路原理框图。 图2为本实用新型防碰撞电路原理框图。
图3为本实用新型无线通讯电路原理才匡图。
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的描述。 本实用新型一方面提供的是有效提高识别距离的电路，能有效识别 十公分以上的软性纸质标签，在标签平面与读写器天线面垂直的状态下 也能保证有距离标签中心8公分的识别能力。该电路包括符合IS018000 - 3协议的物理层电路、功率放大电路、低噪声窄带滤波器、微带小天线， 该电路实现对微处理器发送的ISO指令进行编码调制送到功率放大电路。 小天线接收标签的微弱信号并由低噪声窄带滤波器进行滤波放大处理， 最后由物理层电路进行解调和解码。电路如图1:物理层电路R6C-001A 产生符合ISO18000 - 3的射频信号，送到IRF540组成的输出放大级，提 升输出功率从而使标签处的磁场得到加强。从而标签上感应电场加强。 标签发出的信号也更强。从微带天线上接收的微弱信号先进入TH4120组 成的滤波放大单元电路，再送到R6C-001A的接收端口，提升了接收动态 范围。
本实用新型的另一方面提供的是提高防碰撞读写速度的电路和微处 理器软件设计，保证微处理器能快速执行各项功能指令及防碰撞算法， 通过与物理层电路之间的接口快速交换数据。该部分电路包括微处理器 和物理层电絲-接口。电路组成如图2:采用16位RSIC微处理器MSP430-149 作为CPU单元，该处理器在8MHz频率时为125ns指令周期，且可设置为 SPI接口连接R6C-001A的Din、 Dout、 Clk，数据交换速度是采用对端口 操作的通用单片才几的几倍。同时MSP430-149的1/0端口与R6C-001A的 Merr端口相连，用于检测碰撞状态。在微处理器内部软件设计是采用特 殊的防碰撞流程，可以明显提高防碰撞读取速度。读写器的识别区域内
同时最多只有7-8个标签，而且读写器处于移动状态，在一个读取周期 结束到下一个读取周期开始的间隔中新进入的标签只有1- 3个。在读写
器读取到标签UID后立刻对该标签发送QUIET指令，使其处于停止响应 状态。这样读写区内能发出响应的标签数减少，从而大大减少了碰撞发 生的概率，保证在移动中具有平稳可靠的读取速度。
本实用新型的第三方面提供无线通讯电路，实现与服务器的数据交 换。包括射频调制解调电路和天线。微处理器有1/0接口与射频调制解 调电路连接。电路组成如图3:采用nRF905作为射频调制解调电路，该 电路能工作于433/ 868/ 915 MHz 3个ISM频道。微处理器通过模式控 制接口线控制调制解调参数设置，通过SPI接口线与射频调制解调电路 交换与主机的通讯数据，通过状态接口线获取通信线路状态'。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现 有技术。
权利要求1、一种射频识别移动式快速读写终端，由识别电路、防碰撞电路、无线通讯电路和显示器构成，其特征在于识别电路由物理层电路、功率放大电路、低噪声放大电路和微带天线构成，其中物理层电路的输入端分别与功率放大电路和低噪声放大电路的输出端相连，功率放大电路和低噪声放大电路的输入端与微带天线的信号输出端相连接。
2、 如权利要求1所述的射频识别移动式快速读写终端，其特征在于 防碰撞电路由微处理器和物理层电路构成，其中微处理器和物理层电路 之间设置为SPI接口连接，同时微处理器的I/O端口与物理层电路的Merr 端口相连接。
3、 如权利要求1所述的射频识别移动式快速读写终端，其特征在于 无线通讯电路由微处理器、射频调制解调电路和天线构成，其中微处理 器通过模式控制接口线与射频调制解调电路控制线相连接，通过SPI接 口线与射频调制解调电路数据线相连接，射频调制解调电路还与天线相 连接。
专利摘要本实用新型涉及一种射频识别移动式快速读写终端，由识别电路、防碰撞电路、无线通讯电路和显示器构成，其特点是识别电路由物理层电路、功率放大电路、低噪声放大电路和微带天线构成，其中物理层电路的输入端分别与功率放大电路和低噪声放大电路的输出端相连，功率放大电路和低噪声放大电路的输入端与微带天线的信号输出端相连接。本实用新型由于采用从微带天线上接收的微弱信号先进入滤波放大单元电路，再送到的物理层电路接收端口，提升了接收动态范围；采用在微处理器内部软件设计是防碰撞流程，从而大大减少了碰撞发生的概率，保证在移动中具有平稳可靠的读取速度；采用射频调制解调电路，实现与服务器的数据交换。
文档编号G06K17/00GK201057560SQ20062009607
公开日2008年5月7日 申请日期2006年4月10日 优先权日2006年4月10日
发明者奕 刘, 殷载立, 燕 王, 邓安庆 申请人:武汉飞天智能工程有限责任公司