专利名称：小型超高频一体化rfid阅读器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种射频识别RFID设备，特别是一种RFID读写器。
背景技术：
射频识别技术(Radio Frequency Identification)是一种非接触式标签信息识 别技术，RFID系统由读写器、电子标签和天线组成，它是利用无线射频方式进行非接触双向 数据通信，以达到识别目标电子标签的目的。现有技术的超高频RFID读写器一般分为两 种一种是固定式读写器，另一种是手持读写器。固定式读写器结构复杂、体积大、价格昂 贵，用于较远距离快速电子标签信息读取。手持读写器携带方便，集掌上电脑PDA、一二维码 扫描仪、照相机、GPRS模块、蓝牙模块、WIFI模块为一体，但价格昂贵。这两类RFID阅读器 结构复杂、价格贵。
发明内容本实用新型的目的是提供一种小型超高频一体化RFID阅读器，要解决的技术问 题是降低RFID读写器的成本。本实用新型采用以下技术方案一种小型超高频一体化RFID阅读器，由控制通信 单元、射频收发单元和天线顺序电连接构成，所述控制通信单元、射频收发单元采用分立元 器件，设置在电路板上，电路板设置在机壳内。本实用新型的机壳体积不超过93. 2mmX 59. OmmX 12. 8mm。本实用新型的控制通信单元由单片机、与单片机连接的RS232接口、USB接口和5V 直流电源接口构成。本实用新型的射频收发单元由振荡器、移幅键控调制器、预放大器、功率放大器、 微带线移相网络和接收解调电路构成。本实用新型的振荡器为电容三点式振荡电路。本实用新型的接收解调电路采用微带线移相网络连接的两个检波管构成。本实用新型的解调信号处理电路采用分立器件，一个运算放大器和一个比较器电 连接构成。本实用新型的所述天线采用8. 2cm长度的AWG-18电子线制成的线状天线。本实用新型的单片机采用LM3S3739-IQC50，振荡电路采用AT31033芯片，调制器 采用MMBT3906LT1和MMBT3904LT1芯片，预放大器采用AT31033芯片，功率放大器输入信号 功率OdBm、输出信号放大为18dBm，微带线移相网络采用FR-4PCB，检波管采用HSMS-2822， 运算放大器采用SGM722，比较器采用LMX331。本实用新型的电路板、天线以及连接电路板与天线的电缆封装在机壳内，电源线、 RS232串口、USB接口的线合成一股电缆线通过机壳上一开孔弓I出。本实用新型与现有技术相比，采用分立元器件，读写模块与天线构成一体化结构， 体积不超过93. 2mmX59. OmmX 12. 8mm，结构上实现小型化、一体化，容易安装，在保证阅读
3器性能稳定可靠基础上大大降低了 RFID阅读器的成本。
图1是本实用新型的整机结构框图。图2是本实用新型的整机功能架构图。图3是本实用新型的振荡器、移幅键控ASK调制器电路图。图4是本实用新型的接收解调电路图。图5是本实用新型的解调信号处理电路图。
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。如图1所示，本实用新 型的小型超高频一体化RFID阅读器，由通信控制单元、射频收发单元和天线顺序电连接构 成。所述通信控制单元、射频收发单元采用分立元器件，设置在一个电路板上。电路 板、天线以及连接电路板与天线的电缆封装在机壳内，电源线、RS232串口、USB接口的线合 成一股电缆线通过机壳上一开孔引出。机壳体积不超过93. 2mmX59. 0mmX12. 8mm。所述通信控制单元由单片机、与单片机连接的RS232接口、USB接口和5V直流电 源接口构成。单片机采用ARM Cortex-M3内核LM3S3739-IQC50。通信控制单元的核心为单 片机，用于编码信号输出、对射频载波的ASK调制、对接收电子标签数据信号的解码校验判 断、实现阅读器与上位机的数据通信。如图2所示，所述射频收发单元由振荡器、移幅键控ASK调制器、预放大器、功率 放大器、微带线移相网络和接收解调电路构成。预放大器采用分立器件，其输入信号功 率_5dBm、输出信号放大为OdBm。功率放大器采用分立器件，其输入信号功率OdBm、输出信 号放大为18dBm。如图3所示，振荡器为典型的电容三点式振荡电路，产生920-930MHZ的本地振荡 信号，采用AT31033芯片。ASK调制器采用分立器件MMBT3906LT1和MMBT3904LT1芯片，组 成开关电路控制放大信号输出，形成移幅键控ASK调制器。预放大器采用AT31033芯片。如图4所示，接收解调电路输入端为本地振荡信号和天线接收信号，输出端为差 分对信号，采用微带线移相网络连接的两个检波管构成。微带线移相网络采用深圳市远望 谷信息技术股份有限公司的FR-4PCB基板，线宽0. 5mm,线长46mm，制作成90度移相器，两 个检波管采用HSMS-2822。如图5所示，解调信号处理电路采用分立器件，射频信号经过微带线移相网络进 入检波管得到解调信号，经过运算放大器放大后输入至比较器，转换为数字信号。运算放大 器采用SGM722，用于小信号放大，把解调出的差分对信号放大，提高信号质量，比较器采用 LMX331，完成波形整型输出一路高低电平规则稳定的基带数据信号，便于单片机解码校验 判断。所述天线采用8. 2cm长度的AWG-18电子线制成的线状天线。使用时本小型超高频一体化RFID阅读器，上电后将电子标签靠近本阅读器就可 完成电子标签数据的读取，所读数据通过RS232串口或USB 口传递到数据中心。[0029]如图2所示，本实用新型的工作原理为振荡器产生920MHz-930MHz的本地振荡信 号，由来自于单片机的调制信号调制后产生幅度调制ASK信号。经预放大器、功率放大器放 大后由微带线移相网络馈给天线，实现阅读器将RF能量和数据信息辐射给电子标签。接收 电子标签返回信号时，本地振荡信号通过ASK调制器及功率放大器推动后作为接收信号的 解调载波，经过微带线移相网络及两检波管解调出差分对信号，该差分信号经过运放放大 处理后由比较器整形送给单片机解码，完成整个接收标签信号的过程。本实用新型针对现有技术普遍使用的HF读写器在对读取标签距离和速率要求不 高的场合，极具价格优势，读取标签距离控制在5cm至30cm，完全可以取代HF读写器，还可 兼容读取UHF电子标签，因为UHF电子标签的尺寸比HF电子标签尺寸要小，携带方便，为考 勤系统门禁系统等场合的应用提供强大的技术支持，成本低，具有较大的推广应用优势。
权利要求一种小型超高频一体化RFID阅读器，由控制通信单元、射频收发单元和天线顺序电连接构成，其特征在于所述控制通信单元、射频收发单元采用分立元器件，设置在电路板上，电路板设置在机壳内。
2.根据权利要求1所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述机壳体积 不超过 93. 2mmX59. OmmX 12. 8mm。
3.根据权利要求2所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述控制通信 单元由单片机、与单片机连接的RS232接口、USB接口和5V直流电源接口构成。
4.根据权利要求3所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述射频收发 单元由振荡器、移幅键控调制器、预放大器、功率放大器、微带线移相网络和接收解调电路 构成。
5.根据权利要求4所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述振荡器为 电容三点式振荡电路。
6.根据权利要求5所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述接收解调 电路采用微带线移相网络连接的两个检波管构成。
7.根据权利要求6所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述解调信号 处理电路采用分立器件，一个运算放大器和一个比较器电连接构成。
8.根据权利要求7所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述所述天线 采用8. 2cm长度的AWG-18电子线制成的线状天线。
9.根据权利要求8所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述单片机采 用LM3S3739-IQC50，振荡电路采用AT31033芯片，调制器采用MMBT3906LT1和MMBT3904LT1 芯片，预放大器采用AT31033芯片，功率放大器输入信号功率OdBm、输出信号放大为18dBm， 微带线移相网络采用FR-4PCB，检波管采用HSMS-2822，运算放大器采用SGM722，比较器采 用 LMX331。
10.根据权利要求9所述的小型超高频一体化RFID阅读器，其特征在于所述电路板、 天线以及连接电路板与天线的电缆封装在机壳内，电源线、RS232串口、USB接口的线合成 一股电缆线通过机壳上一开孔弓I出。
专利摘要本实用新型公开了一种小型超高频一体化RFID阅读器，要解决的技术问题是降低RFID读写器的成本。本实用新型采用以下技术方案一种小型超高频一体化RFID阅读器，由控制通信单元、射频收发单元和天线顺序电连接构成，所述控制通信单元、射频收发单元采用分立元器件，设置在电路板上，电路板设置在机壳内。本实用新型与现有技术相比，采用分立元器件，读写模块与天线构成一体化结构，体积不超过93.2mm×59.0mm×12.8mm，结构上实现小型化、一体化，容易安装，在保证阅读器性能稳定可靠基础上大大降低了RFID阅读器的成本。
文档编号G06K7/10GK201716739SQ20102026618
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者严定安, 刘春江, 胡建军, 魏刚 申请人:深圳市远望谷信息技术股份有限公司