本发明涉及短程无线通信技术领域，具体为一种分体式的超高频读写器。
背景技术：
超高频rfid(radiofrequencyidentification)技术是一种工作在900mhz频段附件的通信技术，它通过读写器发射载波给无源的被动标签提供能量的方式进行工作，相对于高频和微波的通信，具有标签成本低廉，通信距离远等特点。越来越多的应用在物流、仓储、交通等领域。传统的大功率读写器，其发射功率可以到1w，搭配12dbi以上的天线，其通信距离可以做到40m以上。对应多区域应用时，尤其是在交通路面应用时，读写器有多通道及安全加密要求。目前交通行业的超高频rfid行业标准已经发布，所有的应用必须搭配特定的加密模块使用。实际工程部署中，多通道切换方式的部署，往往难以满足高速通行要求，同时还存在读写器到天线的射频线缆施工要求比较高，线缆长(通常可以到15m)功率损耗较大成本较高，急需一种布置方便、布置成本低的超高频读写器。为此，我们提出了一种分体式的超高频读写器
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种分体式的超高频读写器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分体式的超高频读写器，包括读写器射频单元和读写器控制单元，还包括用于安装读写器控制单元的竖杆、用于安装读写器射频单元的横杆，竖杆的一端固定垂直安装在地面上，竖杆的另一端与横杆垂直连接；所述读写器射频单元分为读写器射频单元a、读写器射频单元b、读写器射频单元c和读写器射频单元d；读写器射频单元a、读写器射频单元b、读写器射频单元c和读写器射频单元d通过多芯线缆分别与读写器控制单元连接；
所述读写器射频单元包括天线单元、天馈单元、频率综合单元、对消单元、接收调解调单元、发射调制单元、功率放大单元、从处理器单元和从电源单元；所述从处理器单元通过从电源单元供电，从处理器单元与频率综合单元和对消单元均相互连接，频率综合单元的输出端与接收调解调单元和发射调制单元的输入端相连，发射调制单元的输出端与功率放大单元的输入端相连，功率放大单元的输出端与对消单元和天馈单元的输入端相连，对消单元的输出端与天馈单元的输入端相连，天馈单元的输出端与接收调解调单元的输入端相连，天馈单元还与天线单元双向连接；
所述读写器控制单元包括以太网交换单元、主处理器单元、数字信号处理单元、安全加密单元、第一模数转换单元、第二模数转换单元和主电源单元；所述主处理器单元通过主电源单元供电，主电源单元通过读写器控制单元外接输入接口供电；所述主处理器单元与以太网交换单元电性相连，以太网交换单元与从处理器单元通过多芯线缆连接；所述主处理器单元与数字信号处理单元电性相连，数字信号处理单元与安全加密单元电性相连，数字信号处理单元的输入端与第一模数转换单元相连，第一模数转换单元通过多芯线缆与接收调解调单元连接，接收基带信号；所述数字信号处理单元的输出端与第二模数转换单元相连，第二模数转换单元通过多芯线缆与发射调制单元连接，发射基带信号。
优选的，所述主电源单元和从电源单元分别为多个dc/dc转换电路以及ldo转换电路的组合；所述主电源单元通过poe方式给从电源单元提供电压输入。
优选的，所述主处理器单元内部通过mii接口与以太网交换单元连接，并依靠以太网交换单元和读写器射频单元与后台服务器通信；主处理器单元通过总线与数字信号处理单元通信，获取与标签通信的数据。
优选的，所述读写器射频单元通过基带模拟差分电流信号及poe方式进行拉远。
优选的，所述数字信号处理单元通过fpga完成多个读写器射频单元并行处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该分体式的超高频读写器，通过并行多通道处理结构，提高了超高频读写器的工作效率；通过设置射频电路天线一体化的结构，达到了取消射频馈线相关的施工需求的效果，使得对施工的要求降低了；通过设置多芯线缆的结构，达到了代替原来的射频同轴馈线，降低了线缆成本和系统成本。
附图说明
图1为本发明分离式超高频读写器部署示意图；
图2为本发明的控制单元和射频单元系统框图。
图中：1读写器射频单元、11天线单元、12天馈单元、13频率综合单元、14对消单元、15接收调解调单元、16发射调制单元、17功率放大单元、18从处理器单元、19从电源单元、2读写器控制单元、21以太网交换单元、22主处理器单元、23数字信号处理单元、24安全加密单元、25第一模数转换单元、26第二模数转换单元、27主电源单元、3多芯线缆、4横杆、5竖杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种分体式的超高频读写器，包括读写器射频单元1和读写器控制单元2，还包括用于安装读写器控制单元2的竖杆5、用于安装读写器射频单元1的横杆4，竖杆5的一端固定垂直安装在地面上，竖杆5的另一端与横杆4垂直连接；读写器射频单元1分为读写器射频单元a、读写器射频单元b、读写器射频单元c和读写器射频单元d；读写器射频单元a、读写器射频单元b、读写器射频单元c和读写器射频单元d通过多芯线缆3分别与读写器控制单元2连接。
读写器射频单元1包括天线单元11、天馈单元12、频率综合单元13、对消单元14、接收调解调单元15、发射调制单元16、功率放大单元17、从处理器单元18和从电源单元19，其中，读写器射频单元1通过基带模拟差分电流信号及poe方式进行拉远；从处理器单元18通过从电源单元19供电，从处理器单元18与频率综合单元13和对消单元14均相互连接，频率综合单元13的输出端与接收调解调单元15和发射调制单元16的输入端相连，发射调制单元16的输出端与功率放大单元17的输入端相连，功率放大单元17的输出端与对消单元14和天馈单元12的输入端相连，对消单元14的输出端与天馈单元12的输入端相连，天馈单元12的输出端与接收调解调单元15的输入端相连，天馈单元12还与天线单元11双向连接(值得注意的是，天线单元11为相对独立结构，与它平行的是射频电路板)，天馈单元12与天线单元11实现无线连接。
天线单元11用于将射频信号进行辐射和接收，区别于传统的架构，为射频收发天线一体结构。去掉了中间的长射频线缆，大大提升了工程施工的要求，提高了功放利用率。
天馈单元12，其核心是一个具有传输方向性的环形器，在发射时隙将发射的信号传递个天线单元，在接收时隙将发射的载波和接收信号进行根据方向性进行分离。
频率综合单元13，是一个低相位噪声的射频锁相环芯片，受从处理器单元控制，为射频电路提供调制解调所需本振信号。
对消单元14，发射功率放大单元17及接收解调单元15相连，用于从发射耦合载波信号，经过相位及幅度调整，抵消接收信号中泄露的载波信号，提高接收信号的信噪比。与传统的天线拉远式读写器相比，天线与天馈一体结构，具有更小的泄露值，并且一致性好，不受施工线缆影响，对消速度更快，效果更好。
接收解调单元15，将接收到的反向信号进行解调放大，为降低干扰，和拉远，将接收基带电压信号转成差分电流信号传送给控制单元。
发射调制单元16，将控制单元传送的发射基带电流信号转变成电压信号，放大滤波后通过调制器调制为发射信号。
发射功率放大单元17，用于将发射信号进行幅度控制及放大，并耦合出部分能量用于载波抵消。与传统的大功率天线拉远读写器比，省略了天线多通道切换开关，长射频线缆损耗，实际辐射效率至少要高一倍。只需要一个较小的功率放大器就可以满足要求。极大的降低了热耗和功放在整个系统中成本的比重。
从电源单元19，将poe电源提取并转化成射频单元所需电压，是多个开关电压转换器dcdc和线性电压转换器ldo的组合。
从处理器单元18，其核心是一个高速的单片机，通过网口与控制单元通信，负责射频单元的锁相环配置，发射功率调整，载波对消控制等功能，不参与实时性要求高的信号处理过程。
读写器控制单元2包括以太网交换单元21、主处理器单元22、数字信号处理单元23、安全加密单元24、第一模数转换单元25、第二模数转换单元26和主电源单元27；主处理器单元22通过主电源单元27供电，主电源单元27通过读写器控制单元2外接输入接口供电；主处理器单元22与以太网交换单元21电性相连，以太网交换单元21与从处理器单元18通过多芯线缆3连接；主处理器单元22与数字信号处理单元23电性相连，数字信号处理单元23与安全加密单元24电性相连，数字信号处理单元23的输入端与第一模数转换单元25相连，第一模数转换单元25通过多芯线缆3与接收调解调单元15连接，接收基带信号；数字信号处理单元23的输出端与第二模数转换单元26相连，第二模数转换单元26通过多芯线缆3与发射调制单元16连接，发射基带信号。
主电源单元27，将输入的电压转成直流电压；主电源单元27和从电源单元19分别为多个dc/dc转换电路以及ldo转换电路的组合；主电源单元27通过poe方式给从电源单元19提供电压输入，提供不同电路所需的各种规格电压。
主处理器单元22，其核心是一个具有多线程处理能力的处理器，能并行处理多条进程，主处理器单元22内部通过mii接口与以太网交换单元21连接，并依靠以太网交换单元21和读写器射频单元1与后台服务器通信，从而控制射频单元和与后台中间件交互；主处理器单元22通过总线与数字信号处理单元23通信，获取与标签通信的数据。
以太网交换单元21，具有poe功能的以太网交换功能的模块，负责控制器单元与射频单元内部的以太网通信；协助处理器单元对射频单元控制通信。由于处理的控制命令不多，使用两组双绞线的百兆以太网即可。
安全加密单元24，与数字信号处理单元相连，参与协议处理过程中的认证加密流程。在不同的应用中，可以是不同类型的模块，如汽车电子标识应用中，对应的是公安部的安全模块；在国标应用中，对应的是加密的psam卡。
数字信号处理单元23，其核心是现场可编程逻辑阵列fpga，数字信号处理单元23通过fpga完成多个读写器射频单元1并行处理。通过总线与主处理器单元22相连。可以并行处理多个通道的信号，根据实际情况，一般为4个通道。在发射时隙，用于生成发射的基带信号，并通过数模转换单元转换为模拟信号；在接收时隙同时通过模数转换单元获取数字化的基带信号，进行滤波解调；正整个协议处理过程中，还负责与安全加密模块进行交互，配合完成认证加密工作。
第一数模转换单元25，是多通道的dac，或者多个dac组合，与系统支持的最大射频单元数量对应。与射频单元相连，用于将数字信号转换成模拟信号，并进行滤波放大。为了便于拉远，将信号转变为差分的电流信号进行传输，与电压信号相比，具有抗干扰和远距离的特点。
第二模数转换单元26，是多通道的adc，或者多个adc组合，数量与系统支持的最大射频单元数量对应。与射频单元相连，用于将模拟信号转变成数字信号，并进行滤波放大。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。