专利名称：一种多协议超高频读写器的制作方法
一种多协议超高频读写器技术领域本专利涉及一种多协议超高频读写器，具体涉及射频微波技术、测试 技术、电磁理论等领域，尤其属于无线射频识别技术领域。
背景技术：
无线射频标识RFID是一种非接触的自动识别技术，它利用射频信号和 空间耦合来实现对物体的自动识别。与条码相比，RFID技术具有防水、防 磁、使用寿命长、读取距离远、标签上数据可加密、存储数据容量大、存 储信息更改方便等优点。RFID给人类生活带来深刻变化。RFID技术应用不 同的场合，如物流、不停车收费等，根据行业和应用场合的不同，对读写器 的RFID标准、接口等方面有不同的要求。不过目前普遍使用的读写器存在 以下的缺陷1、 一般是单一标准的读写器，不利于广泛的应用；2、电路 复杂，模块化设计程度低，不利于批量生产；成本昂贵，很难适合多种场 合的应用；3、天线组数少，读写器覆盖范围小；4、与上位机的通讯接口 单一。因此，本专利提供一种多协议兼容，模块化程度高，成本低廉，多 天线分时工作增加覆盖范围，多种接口并存的读写器。可有效适用于多个 场合的不同应用。发明内容为解决现有的上述缺陷，本专利提供一种多协议超高频读写器，采用 模块化设计。该读写器由数字控制模块、射频发送模块、本振信号模块、 射频接收模块、收发隔离模块和射频开关组以及天线组组成。本专利的一种多协议超高频读写器，数字控制模块由系统MCU、电源 模块、存储器模块、接口模块、显示、键盘模块组成，多协议的编、解码，射频收发模块的功率控制，PLL锁相环的频率设置均由数字控制模块完成; 接口电路提供了USB、 RS232/485以及网口等多种与上位机的通讯接口 。本专利的一种多协议超高频读写器，射频接收模块包括解调器，中频 线性放大器，带通滤波电路，比较器和解调器的功率控制电路。射频接收 电路未采用ADC转换，直接用比较器将模拟信号转换成数字信号。本专利的一种多协议超高频读写器，射频发送模块由一片功率放大器 构成，电路简单，成本低。本专利的一种多协议超高频读写器,本振信号模块由PLL+VCO电路、 本振驱动电路、功分器构成，通过数字控制模块设置本振信号的频率，可 在跳频或固定频率方式下工作。本专利的一种多协议超高频读写器，收发隔离模块由收发隔离电路或 网络组成，射频开关组由四程控的射频开关组成，用于切换不同方位的天 线。本专利的一种多协议超高频读写器，天线组有四只UHF天线。 本专利的一种多协议超高频读写器，接收灵敏度高；采用模块设计， 电路简单。本专利的有益效果是，电路简单，成本低廉，易于实现，维修方便简 单；该装置的接收灵敏度高，读标签的距离远，可达10米左右，提高了产 品的竞争能力；由于系统的设计灵活，天线覆盖范围广，该读写器适合各 种识别领域的应用。本专利的特点1、 兼容多协议，如EPC Classl、EPC Classl Gen2以及IS018000—6 PART B，利于广泛的应用。2、 电路简单，模块化设计程度高，利于批量生产；成本低廉，适合多 种场合的应用。3、 天线组数多，有4组天线，读写器覆盖范围广。4、 提供了多个与上位机连接的通讯接口 ，如USB， RS232/485以及网口 。5、 接收灵敏度高，读写标签的距离远。6、 射频发送电路采用100XASK调制方式，ASK调制方式采用功率放大 器构成，电路简洁，成本低廉；7、 接收电路采用比较器直接变换成数字信号，未采用ADC转换，电路 简单，成本低廉。
下面将结合附图及实施例对本专利作进一步说明，附图中 图1是本专利的系统总体方框图。其中IOO—数字控制模块，IOI— 射频发送模块，102—本振信号模块，103—射频接收模块，104—收发隔离 模块和射频开关组，105 —天线组。图2是本专利的系统原理图。其中1一系统MCU， 2—电源模块，3 一存储器模块，4一接口模块，5—显示、键盘模块，6—发送模块的功率控 制电路，7—发送模块的功率放大器，8—PLL+VCO电路，9一本振信号驱 动模块，IO—功分器，ll一收发隔离电路，12 —解调器，13 —中频线性放 大器，14一带通滤波电路，15 —比较器，16 —解调器的功率控制电路，17 一收发天线，18—射频开关，200—信号软件解码，201—信号软件编码，A —使能端，B—输入端。
具体实施方式
本专利的一个优选实施例中，参照图l，是本专利的系统总体方框图。 其中数字控制模块IOO，射频发送模块101，本振信号模块102，射频接 收模块103，收发隔离模块和射频开关组104，天线组105构成系统。数字 控制模块100主要是系统的管理，包括多协议的编解码，显示键盘，射频 电路的功率控制；接口协议等；射频接收模块103和射频发送模块101主 要的作用是RF信号的收发;本振信号模块102提供一个860MHz 960MHz 高精度和稳定度的本振信号。参照图2，数字基带模块100由系统MCU1，电源模块2，存储器模块 3，接口模块4，显示、键盘模块5组成；系统MCU1完成系统的管理，多协议的编解码，以及设置锁相环的频率以及收发模块的功率控制，多协议的编解码在系统MCU中给出了信号软件解码200，信号软件编码201两个 软件模块，其编解码模块均釆用测量时间宽度的方法。其中接口模块4提 供了多个与上位机连接的通讯接口，如USB, RS232/485以及网口。射频发 送模块101由一片功率放大器7构成100% ASK调制电路，功率放大器7 的输入端B与本振信号相连，功率放大器的使能端A与发送信号相连，电 路简单，成本低;发送模块的功率控制电路6由数字控制模块100采用PWM 方式调节发送模块的功率。本振信号模块102由PLL+VCO电路8产生 860MHz 960MHz的信号，由本振信号驱动模块9驱动后，经功分器10 输出两路的860MHz 960MHz射频信号，分别供射频发送模块101和射频 接收模块103作为本振信号。射频接收模块103中的解调器12将接收到 UHF收发天线17的射频信号变换到IF信号，由中频线性放大器13放大后， 得到放大后的模拟信号，但此信号中有大量的杂波，需要经带通滤波电路 14进行滤波，滤波后的模拟信号直接送入比较器15，得到数字信号，由系 统MCU 1启动信号软件解码模块200进行解码；另外解调器的功率的可由 功率控制电路16进行调节。收发隔离模块和射频开关组104中的收发隔离 电路11可以是环形器或双工器等，射频开关组由四个射频开关18构成， 四个射频开关18可由系统MCU 1进行选通控制。天线组105由四UHF收 发天线17构成。
权利要求
1、一种多协议超高频读写器，包括数字控制模块、射频收发模块、本振信号模块、收发隔离模块和射频开关组以及天线组构成，其特征在于数字控制模块负责多协议的编解码、PLL锁相环的频率设置以及射频收发模块的功率控制；射频发送模块由单片功率放大器构成；射频接收模块由解调器、中频放大器、滤波器、比较器构成。
2、 根据权利要求1所述的一种多协议超高频读写器，其特征在于其 中所述多协议包括EPC Classl、 EPC Classl Gen2和IS018000—6PART B 等，多协议编解码采用测量时间宽度的方法。
3、 根据权利要求1所述的一种多协议超高频读写器，其特征在于其 中所述射频发送模块和射频接收模块的功率控制采用P丽方式。
4、 根据权利要求1所述的一种多协议超高频读写器，其特征在于其中所述射频发送模块由一片功率放大器构成，功率放大器的输入端与本振 信号相连，功率放大器的使能端与发送信号相连。
5、 根据权利要求1所述的一种多协议超高频读写器，其特征在于其 中所述射频接收模块由解调器、中频放大器、滤波器、比较器构成，解调 器采用I/Q正交方式；中频放大器采用高速线性放大器；滤波器采用带通 滤波，滤波器输出的信号直接与比较器相连。
全文摘要
本发明提出了一种多协议超高频读写器，其采用的频段为860～960MHz，支持读写各种协议的标签。该读写器由数字控制模块、射频发送模块、本振信号模块、射频接收模块、收发隔离模块和射频开关组以及天线组组成。该读写器兼容EPC Class1、EPC Class1 Gen2和ISO18000-6PART B等多种UHF国际标准。采用模块化设计，电路简单，成本低。可应用于物流、不停车收费等多种不同的场合。
文档编号G06K17/00GK101303736SQ20071010713
公开日2008年11月12日 申请日期2007年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者严仍友, 孙尚传, 锋 李, 陈家林 申请人:深圳市配天网络技术有限公司