专利名称：Pci卡式读写器模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种射频识别设备，特别是一种射频识别设备的读写器。
背景技术：
在射频识别设备中，PCI (Peripheral Component Interconnect,即外设部 件互连标准)卡式读写器模块可以远距离(与电子标签相距4米)对满足 IS018000-6B/C协议的电子标签中的内容进行读写，并对所读写的电子标签的信 息通过串行接口或网络接口送入上端PC机进行处理。现有技术的固定式读写器 具有较大的物理尺寸和外形，采用外部交流电源供电， 一般仅适合于安装在固 定的地点使用。随着EPC Global组织推出的EPC C1G2标准(后来成为 IS018000-6C标准)成为物流领域的实施标准后，大量的企业、零售超市、物流 行业开始应用RFID (Radio Frequency Identification,即射频识别技术)技术 跟踪和管理商品的生产、流通、零售等，为了减小设备集成的体积和解决读写 器的供电问题，在现场需要一种适合现场应用的读写器，以便对标签进行读写。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种PCI卡式读写器模块，要解决的技术问题是 使读写器体积小，价格低廉，可以集成在PC机内。
本实用新型采用以下技术方案 一种PCI卡式读写器模块，所述PCI卡式
读写器模块包括微波射频模块、编解码处理单元、控制及协议处理部分、io输
出控制处理部分及PCI接口；所述微波射频模块包括发射电路和接收电路，发 射电路包括顺序连接的载波合成电路、前置放大器、混频电路、滤波电路、末级功率放大电路，接收电路包括顺序连接的标签反射信号解调电路、差分放大
电路、低通滤波电路和比较电路；所述编解码处理单元包括有编码和解码单元； 所述控制及协议处理部分具有与编码和解码单元连接的微处理器；所述比较电 路接编码和解码单元；编码和解码单元与载波合成电路、调制驱动电路连接， 调制驱动连接混频电路。
本实用新型的载波合成电路由温补晶体振荡器和频率综合器组成，温补晶 体振荡器采用T12.8H4S，频率合成器采用PLL400-915A。
本实用新型的前置放大器采用射频芯片RF2381。
本实用新型的混频电路采用混频器HMC207S8，所述滤波电路采用声表滤波 器SF2904;所述末级功率放大电路采用功率放大芯片PF01411A。
本实用新型的反射信号解调电路由四个双向二极管构成相距八分之一波长 微带线的四路二极管解调电路，所述差分放大电路由四组三极管构成二级差动 放大器；所述低通滤波电路采用二个可编程滤波器PAC80构成，所述比较电路 由比较芯片MAX942构成。
本实用新型的调制驱动电路由可编程滤波器、第---三极管构成，第一
一一三极管的基极接编码和解码单元，集电极接可编程滤波器输出端，发射极 接地，可编程滤波器输出信号至混频器。
本实用新型的编码和解码单元采用APA150。
本实用新型的编码和解码单元与比较芯片之间连接有信号驱动单元。 本实用新型的微处理器采用MC9S12NE62。
本实用新型的IO输出控制处理部分及PCI接口具有继电器驱动电路，继电 器驱动电路由第一至第三三极管分别构成三组驱动电路，5V电源与第一至第三 三极管发射极之间串接有反向的二极管，各个二极管两端分别接继电器控制线圈两端。
本实用新型与现有的技术相比，采用微波射频模块、编解码处理单元、控制 及协议处理部分、IO输出控制处理部分及PCI接口，读写器发射微波能量激励 电子标签工作，同时发给电子标签命令，电子标签取得微波能量后，根据读写 器发送的命令反射回来相应的结果，PCI卡式读写器模块通过对标签反射回来的 回波信号解调、放大，解码、译码处理实现读取标签内存储的固定数据和数据 区的数据，也可以对数据区内的数据进行改写，体积小，价格低廉，可广泛应
用于满足IS018000-6B/C协议的电子标签的读写，读写距离大于3米，可以方
便的插在PC机的PC插槽上工作，解决了安装和供电问题。
图1是本实用新型实施例的微波射频发射电路原理图。 图2是本实用新型实施例的标签反射信号解调及差分放大电路原理图。 图3是本实用新型实施例的低通滤波及比较电路原理图。 图4是本实用新型实施例的编解码处理单元电路原理图。 图5是本实用新型实施例的控制及协议处理电路原理图。 图6是本实用新型实施例的IO输出控制处理电路原理图。 图7是本实用新型实施例的PCI接口电路原理图。
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详细说明。本实用新型的PCI
卡式读写器模块包括四个部分微波射频模块、编解码处理单元、控制及协议 处理部分、IO输出控制处理部分及PCI接口。
微波射频模块包括发射电路、接收电路。如图1所示，微波射频模块的发射电路包括顺序连接的载波合成电路、 前置放大器、混频电路、滤波电路、末级功率放大电路，其中，混频电路连接
有调制驱动电路。(1)载波合成电路由温补晶体振荡器T100 (T12.8H4S)、频率 综合器U105 (PLL400-915A)组成；(2)前置放大器由射频芯片U106 (RF2381) 构成；(3)混频电路采用混频器U107 (HMC207S8);射频芯片U106输出的信号 至U107的2脚，再由其7脚输出至U108的2脚；(4)滤波电路采用声表滤波 器U108 (SF2904); (5)末级功率放大电路由功率放大芯片U109 (PF01411A) 构成，其1脚接U108的5脚，4脚为功率输出端；(6)调制驱动电路由可编程
滤波器UllO (PAC80)、第---三极管Ulll (3904)构成，三极管的基极接编
解码处理单元的编码和解码单元U2，集电极接U110的9脚，发射极接地，U110 的14脚接U107的5脚。
微波射频模块的接收电路包括顺序连接的标签反射信号解调电路、差分 放大电路、低通滤波电路和比较电路。
如图2所示，(7)标签反射信号解调电路，由第一O—双向二极管DIOI、 第一 0 二双向二极管102、第一 0六双向二极管D106、第一 0七双向二极管107 构成相距八分之一波长微带线的四路二极管解调电路，各二极管解调电路分别 经第一一五电容C115、第一五二电容C152、第一五三电容C153、第一六三电容 C163，接滤波器U104 (LFCN-1000)的3脚，U104与天线连接，第一五四电容 C154—端接U104的3脚，另一端接地，各二极管解调电路输出端分别并联有一 组电容(C101， C105, C136, C140，)和电阻(R102， R104, R120， R122),其 后分别串接有第一0二电容C102、第一0四电容C104、第一三七电容C137、第 一三九电容C139。(8)差分放大电路MAT04由四组三极管U100A U100D、U101A U101D、 U102A U102D、 U103A U103D构成二级差动放大器，分别接收四路二极管解调电路输出的信号。如图3所示，低通滤波电路采用二个可编程滤波器Ull、 U12 (PAC80)构成， 比较电路由比较芯片U13 (MAX942)构成。如图4所示，编解码处理单元包括编码和解码单元U2 (APA150)、时钟单 元X2(24MHz晶振)、连接在编码和解码单元U2与比较电路的比较芯片U13之间 的信号驱动单元U3、 U4 (74HCT245)。如图5所示，控制及协议处理部分包括微处理器U1 (MC9S12NE62)、时钟 单元X1 (25MHz晶振)，以太网变压器及RJ-45接口 Tl， NJ1，接口的驱动芯片 U5采用ADM202。如图6所示，10输出控制处理部分包括由第一至第三三极管Q1 Q3 (PMB3906)分别构成三组继电器驱动电路，5V电源与三极管Q1 Q3发射极之 间串接有反向的二极管D1 D3 (IN4148)， 二极管D1 D3两端分别接继电器 RLY1 RLY3 (TQ2-5V)控制线圈两端。如图7所示，PCI接口 J1采用PCIC0N62。本实用新型的PCI卡式读写器模块的工作流程PCI卡式读写器模块接通电 源时，除微波射频模块中的末级功率放大电路外，其余的功能单元均被供电， 处理器软件通过以太网接口或串行接口与PC机连接并接受PC机的操作指令。 主要功能单元的工作原理微波射频模块的发射电路(TIOO、 U105、 U106、 U107、 U108、 U109、 UllO、 Ulll)的频率合成器U105，由编解码单元的U2通过串行总线(CL0CK、 DATA、 EN) 控制其产生902 928MHz频段范围的单点载波，载波的功率为OdBm，温补晶体 振荡器TlOO为该频率合成器提供频率基准；生成的载波经过前置功率放大器U106后其输出功率为14dBm;放大后的载波进入混频器U107，对将要发射的信 号进行调制，该混频器是无源混频器，会有大约9个dB的衰减，经过调制后的 射频信号功率约为5dBm;调制后的信号输入到声表带通滤波器U108滤除杂波后， 功率衰减为2dBm，带通滤波器的输出信号直接送到功放模块并放大到大约 32.3dBm，通过微带线(射频通道)经天线辐射出去。来自编码和解码单元U2的要发射的信号先经调制驱动电路的第---三极管Ulll处理、再经可编程滤波器Ul 10滤除带外杂波后送入混频器U107进行调制。标签回波信号经由天线接收后，通过由四个在相距八分之一波长微带线处 接入的由二极管D101 102， D105 106搭建的解调电路进行解调，解调输出四 路基带信号，经耦合电容(C102， C104， C137, C139)后隔去了解调输出的直 流成份，基带信号再输入由差分放大器U100 U103为核心器件搭建的二级差分 放大电路，放大为编解码处理所要求的幅度40kHz，再送入低通滤波和比较电路。经解调电路解调并放大后的四路标签回波信号先由可编程滤波器Ull、 U12 组成的滤波电路滤波，滤波后的四路回波信号，分别将反相的两路信号通过差 分比较器U13进行比较后，输出经过整型的两路正交的标签回波信号送到编码 和解码单元U2做解码处理。编解码处理单元(U2、 U3、 U4、 X2)中的编码和解码单元U2与控制及协议 单元的微处理器U1通过数据总线通讯，将来自Ul的发码数据进行编码后将信 号传递给微波射频模块的发射电路的频率合成器。编码和解码单元U2将比较器 输出的两路标签回波信号进行编码和解码，解码产生的数据存储在其缓存中， 通过中断方式通知微处理器Ul读取数据。U3、 U4为驱动芯片，增加比较芯片 U13输出信号的驱动能力。X2是U2的时钟。微处理器U1是Freescale的16位处理器，在本实用新型中承担整个系统控制功能以及IS018000-6B/C协议的实现。串行接口的驱动芯片U5将TTL电平转 换为RS232电平。TI， NJ1为以太网的转换和接口电路。X1是U1的时钟。来自微处理器U1的三路继电器信号分别驱动三个三极管，进而控制三个继 电器实现开合动作，继电器提供给用户用以控制一些信号，如指示灯等。PCI接 口单元为标准PCI接口的PCB金手指封装，用于将本实用新型的PCI卡式读写 器模块插入连接至PC机的PCI插槽内。
权利要求1.一种PCI卡式读写器模块，其特征在于所述PCI卡式读写器模块包括微波射频模块、编解码处理单元、控制及协议处理部分、IO输出控制处理部分及PCI接口；所述微波射频模块包括发射电路和接收电路，发射电路包括顺序连接的载波合成电路、前置放大器、混频电路、滤波电路、末级功率放大电路，接收电路包括顺序连接的标签反射信号解调电路、差分放大电路、低通滤波电路和比较电路；所述编解码处理单元包括有编码和解码单元(U2)；所述控制及协议处理部分具有与编码和解码单元(U2)连接的微处理器(U1)；所述比较电路接编码和解码单元(U2)；编码和解码单元(U2)与载波合成电路、调制驱动电路连接，调制驱动连接混频电路。
2. 根据权利要求1所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述载波合成电路由温补晶体振荡器(T100)和频率综合器(U105)组成，温补晶体振荡器 (T100)采用T12.8H4S，频率合成器(U5)采用PLL400-915A。
3. 根据权利要求2所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述前置放大器 采用射频芯片(U106) RF2381。
4. 根据权利要求3所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述混频电路采 用混频器(U107) HMC207S8，所述滤波电路采用声表滤波器(U108) SF2904; 所述末级功率放大电路采用功率放大芯片(U109) PF01411A。
5. 根据权利要求4所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述反射信号解 调电路由四个双向二极管构成相距八分之一波长微带线的四路二极管解调 电路，所述差分放大电路由四组三极管构成二级差动放大器；所述低通滤波 电路采用二个可编程滤波器(Ull、 U12) PAC80构成，所述比较电路由比较芯片(U13) MAX942构成。
6. 根据权利要求5所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述调制驱动电路由可编程滤波器(U110)、第---三极管(U111)构成，第---三极管(U111)的基极接编码和解码单元(U2)，集电极接可编程滤波器(U110) 输出端，发射极接地，可编程滤波器(U110)输出信号至混频器(U107)。
7. 根据权利要求6所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述编码和解码 单元(U2)采用APA150。
8. 根据权利要求7所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述编码和解码 单元(U2)与比较芯片(U13)之间连接有信号驱动单元(U3、 U4 )。
9. 根据权利要求8所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于:所述微处理器(U1) 采用MC9S12NE62。
10. 根据权利要求9所述的PCI卡式读写器模块，其特征在于所述IO输出控 制处理部分及PCI接口具有继电器驱动电路，继电器驱动电路由第一至第三 三极管(Q1 Q3)分别构成三组驱动电路，5V电源与第一至第三三极管(Q1 Q3)发射极之间串接有反向的二极管(D1 D3)，各个二极管(D1 D3)两 端分别接继电器(RLY1 RLY3)控制线圈两端。
专利摘要本实用新型公开了一种PCI卡式读写器模块，要解决的技术问题是使读写器体积小，价格低廉，本实用新型包括微波射频模块、编解码处理单元、控制及协议处理部分、IO输出控制处理部分及PCI接口，微波射频模块包括发射和接收电路，编解码处理单元包括编码和解码单元，控制及协议处理部分具有微处理器，本实用新型与现有的技术相比，读写器发射微波能量激励电子标签工作，同时发给电子标签命令，电子标签取得微波能量后，根据发送的命令反射回来结果，读写器模块对标签反射回来的回波信号解调、放大，解码、译码处理实现读取标签内存储的固定数据和数据区的数据，也可对数据区内的数据进行改写，体积小，价格低廉。
文档编号G06K7/08GK201117010SQ20072017091
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者刘春江, 刘瑞涛, 文艺清, 春 曹 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司