一种低频半双工读卡装置的制作方法

文档序号:15479255发布日期:2018-09-18 22:13阅读:158来源:国知局

本实用新型涉及射频识别领域,尤其涉及一种低频半双工读卡装置。



背景技术:

随着技术科技的发展,现RFID产品应用至越来越多领域,比如零售领域、物流领域和图书馆,同时带来显著的经济效果。低频RFID读卡装置分有全双工读卡装置和半双工读卡装置,半双工读卡装置实用的是半双工技术,在该技术中,读写器先打开射频场对标签充电以激活标签,然后关闭磁场,标签在读写器磁场关闭的情况下向读写器传送数据。由于在半双工技术通讯中,RFID标签是无源的,读卡装置给RFID标签发送信息时,RFID标签在接收信息的同时存储能量,并使用该能量反馈信息给读卡装置,因此读卡装置接收到的信号是非常微弱的,容易造成读卡装置接收到不准确的信息。如果使读卡装置与标签谐振匹配,则可以让标签能够存储更多能量,从而读卡装置接收到的信号更加准确。现有的读卡装置接收到的信号都只是为了提高读卡装置输出的运放,并没有注重输出谐振匹配,因此,即使读卡装置输出再大的功率,标签与也存储不了多少能量,造成资源的浪费。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型的目的是提供一种低频半双工读卡装置。

本实用新型所采用的技术方案是:一种低频半双工读卡装置,包括控制模块、放大谐振模块、包络检波模块和天线,所述天线的输出端通过包络检波模块与控制模块的输入端连接,所述放大谐振模块包括放大单元和谐振单元,所述控制模块的输出端分别与放大单元的输入端和谐振单元的输入端连接,所述放大单元和谐振单元连接,所述放大单元的输出端与天线的输入端连接。

进一步,还包括蓝牙模块,所述蓝牙模块与控制模块连接。

进一步,所述放大单元采用可变放大单元。

进一步,所述可变放大单元包括第一处理器、第一NPN型双极性晶体管、第二NPN型双极性晶体管、第三NPN型双极性晶体管、第四NPN型双极性晶体管、第五NPN型双极性晶体管、第六NPN型双极性晶体管、耐压二极管和第一电阻;

所述第一处理器的第一引脚、第三引脚、第五引脚、第九引脚、第十一引脚以及第十三引脚均与控制模块连接,所述第一处理器的第二引脚与第一NPN型双极性晶体管的基极连接,所述第一处理器的第四引脚与第二NPN型双极性晶体管的基极连接,所述第一处理器的第六引脚与第三NPN型双极性晶体管的基极连接,所述第一处理器的第十引脚与第四NPN型双极性晶体管的基极连接,所述第一处理器的第十二引脚与第五NPN型双极性晶体管的基极连接,所述第一处理器的第十四引脚与电源连接,所述第一处理器的第七引脚接地,所述第一处理器的第八引脚与耐压二极管的正极连接,所述耐压二极管的负极通过第一电阻接地,所述耐压二极管的负极与第六NPN型双极性晶体管的基极连接,所述谐振单元的输出端分别与第一NPN型双极性晶体管的集电极、第二NPN型双极性晶体管的集电极、第三NPN型双极性晶体管的集电极、第四NPN型双极性晶体管的集电极和第五NPN型双极性晶体管的集电极连接,所述第六NPN型双极性晶体管的集电极分别与第一NPN型双极性晶体管的发射极、第二NPN型双极性晶体管的发射极、第三NPN型双极性晶体管的发射极、第四NPN型双极性晶体管的发射极和第五NPN型双极性晶体管的发射极连接,所述第六NPN型双极性晶体管的发射极接地,所述天线的一端与第五NPN型双极性晶体管的集电极连接,所述天线的另一端与第五NPN型双极性晶体管的发射极连接。

进一步,所述谐振单元包括第二处理器、电感和第一电容;

所述第二处理器的IN引脚与控制模块连接,所述第二处理器的OUT引脚与电感的一端连接,所述电感的另一端与电容的一端连接,所述电容的另一端作为谐振单元的输出端。

进一步,所述天线两端连接有第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容。

进一步,所述第二处理器采用MIC4422芯片。

进一步,所述第一处理器采用SN74LV04芯片。

本实用新型的有益效果是:一种低频半双工读卡装置,包括控制模块、放大谐振模块、包络检波模块和天线,所述天线的输出端通过包络检波模块与控制模块的输入端连接,所述放大谐振模块包括放大单元和谐振单元,所述控制模块的输出端分别与放大单元的输入端和谐振单元的输入端连接,所述放大单元和谐振单元连接,所述放大单元的输出端与天线的输入端连接。通过谐振单元使读卡装置的输出与标签谐振匹配,和通过放大单元增大读卡装置的输出功率,从而使标签能够存储更多的能量,提高能量转换的效率,从而使标签存储更多的能量。

附图说明

图1是本实用新型一种低频半双工读卡装置的结构框图;

图2是放大谐振模块的模拟电子电路图。

具体实施方式

如图1所示,一种低频半双工读卡装置,包括控制模块、放大谐振模块、包络检波模块和天线,所述天线的输出端通过包络检波模块与控制模块的输入端连接,所述放大谐振模块包括放大单元和谐振单元,所述控制模块的输出端分别与放大单元的输入端和谐振单元的输入端连接,所述放大单元和谐振单元连接,所述放大单元的输出端与天线的输入端连接。

上述读卡装置的工作原理为:控制模块将信息发送至放大谐振模块,信号经过谐波单元,使输出的信号与标签谐振匹配,另外,通过放大单元将发送的信号的功率放大,从而使标签能够存储更多的能量。如此标签在反馈信息时,具有更多的能量发送信息,使得读卡装置能够更加准确的接收到标签的信息。另外,通过使输出的信号与标签谐振匹配,避免能量的浪费,提高了能量转换的效率。

进一步作为优选的实施方式,还包括蓝牙模块,所述蓝牙模块与控制模块连接。

控制模块连接有蓝牙模块,用于可以通过蓝牙模块控制读卡装置,方便用户对读卡装置的使用。

进一步作为优选的实施方式,所述放大单元采用可变放大单元。

当读卡装置接收到标签返回的信息时,检测到返回的信号比较微弱,则通过可变放大单元增大放大功率;反之,当检测到反馈信号较强,可以降低放大功率,如此可以更加节约资源,也可以提高通讯的准确度。

参照图2,进一步作为优选的实施方式,所述可变放大单元包括第一处理器U1、第一NPN型双极性晶体管Q1、第二NPN型双极性晶体管Q2、第三NPN型双极性晶体管Q3、第四NPN型双极性晶体管Q4、第五NPN型双极性晶体管Q5、第六NPN型双极性晶体管Q6、耐压二极管D1和第一电阻R1;

所述第一处理器U1的第一引脚、第三引脚、第五引脚、第九引脚、第十一引脚以及第十三引脚均与控制模块连接,所述第一处理器U1的第二引脚与第一NPN型双极性晶体管Q1的基极连接,所述第一处理器U1的第四引脚与第二NPN型双极性晶体管Q2的基极连接,所述第一处理器U1的第六引脚与第三NPN型双极性晶体管Q3的基极连接,所述第一处理器U1的第十引脚与第四NPN型双极性晶体管Q4的基极连接,所述第一处理器U1的第十二引脚与第五NPN型双极性晶体管Q5的基极连接,所述第一处理器U1的第十四引脚与电源连接,所述第一处理器U1的第七引脚接地,所述第一处理器U1的第八引脚与耐压二极管D1的正极连接,所述耐压二极管D1的负极通过第一电阻R1接地,所述耐压二极管D1的负极与第六NPN型双极性晶体管Q6的基极连接,所述谐振单元的输出端分别与第一NPN型双极性晶体管Q1的集电极、第二NPN型双极性晶体管Q2的集电极、第三NPN型双极性晶体管Q3的集电极、第四NPN型双极性晶体管Q4的集电极和第五NPN型双极性晶体管Q5的集电极连接,所述第六NPN型双极性晶体管Q6的集电极分别与第一NPN型双极性晶体管Q1的发射极、第二NPN型双极性晶体管Q2的发射极、第三NPN型双极性晶体管Q3的发射极、第四NPN型双极性晶体管Q4的发射极和第五NPN型双极性晶体管Q5的发射极连接,所述第六NPN型双极性晶体管Q6的发射极接地,所述天线的一端与第五NPN型双极性晶体管Q5的集电极连接,所述天线的另一端与第五NPN型双极性晶体管Q5的发射极连接。

控制模块与第一处理器U1连接,第一处理器U1分别与第一NPN型双极性晶体管Q1、第二NPN型双极性晶体管Q2、第三NPN型双极性晶体管Q3、第四NPN型双极性晶体管Q4及第五NPN型双极性晶体管Q5连接,处理器通过选择开启不同的场效应晶体管来控制输出的放大功率。在本实施例中,当控制模块检测到标签反馈的信号较弱时,发送信息给第一处理器U1,第一处理器U1控制开启第一NPN型双极性晶体管Q1,如果在开启第一NPN型双极性晶体管Q1后,检测到标签反馈信号较大,则控制开启第二NPN型双极性晶体管Q2,直到选择正确的晶体管使标签的反馈信号强度处于合适状态。这样的设置简单,易于控制,且更加节约资源。

进一步作为优选的实施方式,所述谐振单元包括第二处理器U2、电感L1和第一电容C1;

所述第二处理器U2的IN引脚与控制模块连接,所述第二处理器U2的OUT引脚与电感L1的一端连接,所述电感L1的另一端与电容的一端连接,所述电容的另一端作为谐振单元的输出端。

进一步作为优选的实施方式,所述天线两端连接有第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容。

所述第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容用于过滤杂波和噪声,在本实施例中,所述第二电容的电容值为22nF,所述第三电容的电容值为33nF,所述第四电容的电容值为33nF。

进一步作为优选的实施方式,所述第二处理器U2采用MIC4422芯片。

进一步作为优选的实施方式,所述第一处理器U1采用SN74LV04芯片。

上述读卡装置通过谐振单元使读卡装置的输出与标签谐振匹配,和通过放大单元增大读卡装置的输出功率,从而使标签能够存储更多的能量,提高能量转换的效率。另外,使用可变放大单元,控制模块根据标签的反馈信号强弱发送信息给可变放大单元发送信息,从而选择合适的放大功率,避免资源的浪费,起到更加节能的效果。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明,但本实用新型并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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