專利名稱：讀寫器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種射頻識別設(shè)備，特別是一種射頻識別設(shè)備的讀寫器。
背景技術(shù)：
射頻識別設(shè)備的讀寫器的作用是向電子標簽發(fā)射微波能量，激勵電子標簽 工作，同時發(fā)給電子標簽命令，電子標簽取得微波能量后，根據(jù)讀寫器發(fā)送的 命令反射回來相應(yīng)的結(jié)果，讀寫器通過對標簽反射回來的回波信號進行解調(diào)、 放大、解碼和譯碼處理，實現(xiàn)讀取標簽內(nèi)存儲的固定數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)，也 可以對數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行改寫。在射頻識別系統(tǒng)中，讀寫器可以遠距離對滿
足IS018000-6B/C協(xié)議的電子標簽中的內(nèi)容進行讀寫，并將所讀寫的電子標簽 的信息送入射頻識別設(shè)備的智能終端進行顯示?，F(xiàn)有技術(shù)的讀寫器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 成本較高，并且不能用于射頻識別設(shè)備的智能運算。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種讀寫器模塊，要解決是技術(shù)問題是簡化結(jié)構(gòu)， 降低成本，滿足射頻識別設(shè)備的智能運算需要。
本實用新型采用以下技術(shù)方案 一種讀寫器模塊，所述讀寫器模塊包括 微波射頻模塊和解碼、編碼及協(xié)議處理模塊；所述微波射頻模塊包括發(fā)射部分
和接收部分，發(fā)射部分包括有順序連接的載波合成電路、前置放大電路和功率 放大電路，接收部分包括有順序連接的標簽反射信號解調(diào)電路、標簽回波差分
放大電路和比較器電路；所述解碼、編碼及協(xié)議處理模塊包括有編碼及解碼單 元，控制編碼及解碼單元的單片機；比較器電路輸出的兩路正交信號至編碼及解碼單元；編碼及解碼單元輸出標簽命令信號至載波合成電路。
本實用新型的載波合成電路由溫補晶體振蕩器和頻率合成器組成，溫補晶 體振蕩器采用T12. 8H4S，頻率合成器采用PLL400-915A。
本實用新型的載波合成電路與前置放大電路之間串接有功率衰減電路，所 述功率衰減電路為第三十七、三十八、三十九電阻組成的T型衰減電路。
本實用新型的前置放大電路連接有反相驅(qū)動三極管，所述三極管的基極與 編碼及解碼單元連接，三極管的集電極接前置放大電路。
本實用新型的前置放大電路采用射頻芯片，射頻芯片采用RF2381,反相驅(qū) 動三極管采用3904。
本實用新型的功率放大電路采用功率放大芯片SKY77325。
本實用新型的標簽反射信號解調(diào)電路是由四個雙向二極管構(gòu)成相距八分之 一波長微帶線的四路二極管解調(diào)電路。
本實用新型的標簽回波差分放大電路由兩個放大芯片構(gòu)成，每個放大芯片 的正向輸入端和反向輸入端分別接相間隔的兩組解調(diào)電路輸出的信號，放大芯 片采用INA128。
本實用新型的比較器電路由比較芯片構(gòu)成，采用LM319，其兩個輸入端接受 兩個放大芯片輸出的正交模擬信號， 一輸出端接編碼及解碼單元，另一輸出端 接地。
本實用新型編碼及解碼單元采用APA150,單片機采用C8051F023。 本實用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比，采用集成電路芯片，模塊式結(jié)構(gòu)，體積小， 成本低，采用單片機，使讀寫器模塊具備智能運算的功能，通過對外接口單元 能夠嵌入各種智能運算系統(tǒng)，可應(yīng)用于滿足IS018000-6B/C協(xié)議的電子標簽的 讀寫，讀寫距離大于l米。

圖1是本實用新型實施例的微波射頻發(fā)射電路原理圖。
圖2是本實用新型實施例的微波射頻接收電路原理圖。 圖3是本實用新型實施例的解碼、編碼及協(xié)議處理電路原理圖。 圖4是本實用新型實施例的供電電路及外圍接口電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。本實用新型的讀寫
器模塊包括二個部分微波射頻模塊部分和解碼、編碼協(xié)議處理模塊部分。
如圖1所示，微波射頻模塊發(fā)射部分包括(1)由溫補晶體振蕩器T2
(T12.8H4S)、頻率合成器U5 (PLL400-915A)組成的載波合成電路；(2)第三 十七電阻R37、三十八電阻R38的一端接地，另兩端接三十九電阻R39兩端，組 成T型功率衰減電路，其一端接頻率綜合器U5的9腳，另一端與前置放大電路 連接；(3)由射頻芯片U7 (RF2381)構(gòu)成前置放大器；(4)第九三極管U9 (3904) 為調(diào)制驅(qū)動電路，基極接編碼及解碼單元U119，集電極接射頻芯片U7的3腳， 發(fā)射極接地；(5)功率放大芯片UIO (SKY77325)構(gòu)成末級功率放大電路，其6 腳接射頻芯片U7的1腳，12腳為功率輸出端。
如圖2所示，微波射頻模塊接收部分包括(6)標簽反射信號解調(diào)電路， 由第二至第五雙向二極管D2 D5構(gòu)成相距八分之一波長微帶線的四路二極管解 調(diào)電路，各二極管解調(diào)電路與天線之間分別串接有第八十一、八十二、八十四、 八十五電容C81、 C82、 C84、 C85，第八十三電容C83—端接天線，另一端接地， 各二極管解調(diào)電路輸出端分別串接有第六十至六十三電容C60 C63，各二極管 解調(diào)電路輸出端與接地端分別接有并聯(lián)的第三十三至三十六電阻R33 R36、第 七十六至七十九電容C76 C79; (7)由兩個放大芯片U12和U13 (INA128)成標簽回波差分放大電路，每個放大芯片的正向輸入端和反向輸入端分別接相
間隔的兩組解調(diào)電路輸出的信號，電源芯片Ull (TPS60403)為芯片U12和U13 提供-3.3V電壓；(8)比較器電路由比較芯片U16 (LM319)構(gòu)成，其兩個輸入 端接受兩個放大芯片U12和U13輸出的正交模擬信號， 一輸出端接編碼及解碼 單元U119，另一輸出端接地；(9)微波射頻模塊接收部分設(shè)有射頻對外接口單 元J1、 J2,用于連接微波射頻模塊和解碼、編碼及協(xié)議處理模塊。
如圖3所示，解碼、編碼協(xié)議處理模塊部分包括編碼及解碼單元U119 (APA150)，單片機U115 (C8051F023)和信號緩沖芯片U116 (74HCT244),時 鐘單元Y101 (22. 1184MHz)和Ulll (24 MHz)，電源處理單元U113 (MIC29302)。
如圖4所示，供電電路及外圍接口電路包括電平轉(zhuǎn)換器U118 (MAX3232)、 電源處理單元U112 (TPS70158)、 U114 (MIC29302),對外接口單元J204、 J3， RS-232傳輸電路使用U118(MAX3232)和連接線坐J202 (DB9)連接單片機U115接 受上端智能運算單元的控制命令。
本實用新型的讀寫器模塊工作過程
接通電源時，除微波射頻模塊中的末級功率放大電路外，其余的各電路均 被供電，讀寫器模塊在上端智能運算軟件的控制下工作。
如圖1所示，微波射頻發(fā)射電路單元(T2、 U5、 U7、 U9、 UIO、)的頻率合成 器U5在編碼、解碼單元控制下，通過控制l (CLOCK)、 2 (DATA)、 3 (EN)管腳 產(chǎn)生915腿z的載波，載波的功率為-6dBm，經(jīng)過由電阻R37、 R38、 R39組成的T 型衰減電路后，輸出功率為-9dBm，再輸入至前置功率放大器U7后輸出功率為 4dBm，來自編碼、解碼單元的標簽命令信號通過第九三極管U9反相驅(qū)動后，控 制功率放大器U7的增益，使輸出腳1達到對915MHz載波信號進行振幅調(diào)制的 目的，經(jīng)過振幅調(diào)制后的調(diào)制載波輸入末級功率放大電路，功率放大芯片U1輸出功率達到27dBm，由12腳輸出，再經(jīng)由天線輻射出去。
如圖2所示，標簽反射信號經(jīng)由天線接收后，通過微波射頻接收電路(U11 U13、 U16、 D2 D5)的四個相距八分之一波長微帶線的四路二極管解調(diào)電路。從 末級功率放大器輸出的功率信號和標簽反射信號同時經(jīng)過二極管解調(diào)后輸出解 調(diào)后的標簽信號，四路信號再輸入差分放大器U12和U13， Ull為差分放大器提 供負電壓，從U12和U13輸出兩路放大的、正交的模擬標簽信號，再通過比較 器U16輸出兩路幅度為3. 3V的標簽信號送到編碼、解碼電路單元做解碼處理。
如圖3所示，解碼、編碼協(xié)議處理模塊部分中的編碼及解碼單元U119在單 片機U115的控制下，產(chǎn)生標簽命令信號控制第九三極管U9和頻率合成器U5生 成915腿z的載波并進行振幅調(diào)制。經(jīng)過比較芯片U16輸出的兩路正交信號進入 編碼及解碼單元U119， U119對標簽信號進行解碼，生成數(shù)據(jù)保存在其內(nèi)部的存 儲區(qū)，然后發(fā)出中斷信號通知單片機U115取數(shù)據(jù)。單片機U115完成標簽協(xié)議 的處理。U116完成3. 3V電平和5V電平之間的轉(zhuǎn)換。Y101是U115的時鐘，Ulll 是U119的時鐘，U113將3. 7V的電池電壓轉(zhuǎn)換成3. 3V電壓，供電給單片機U115 供電。
如圖4所示，供電電路及外圍接口電路的電源處理單元U112將電池電壓 3. 7V轉(zhuǎn)換成3. 3V和2. 5V供給單片機U115，電源處理單元U114將電池電壓3. 7V 轉(zhuǎn)換成3. 3V供給功率放大芯片UIO， U114的EN腳被U115控制作為功率輸出的 開關(guān)腳。電平轉(zhuǎn)換器U118用于RS-232電平轉(zhuǎn)換，Jl、 J2是基帶模塊與微波射 頻模塊的接口 ， J3是天線與微波射頻模塊的接口 ， J204是U119的程序燒錄 接口。
本實用新型采用集成電路芯片，模塊式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、體積小，成本低， 采用單片機，使讀寫器模塊具備智能運算的功能，通過對外接口單元能夠嵌入各種智能運算系統(tǒng)。可應(yīng)用于滿足IS018000-6B/C協(xié)議的電子標簽的讀寫，讀 寫距離大于1米。
權(quán)利要求1.一種讀寫器模塊，其特征在于所述讀寫器模塊包括微波射頻模塊和解碼、編碼及協(xié)議處理模塊；所述微波射頻模塊包括發(fā)射部分和接收部分，發(fā)射部分包括有順序連接的載波合成電路、前置放大電路和功率放大電路，接收部分包括有順序連接的標簽反射信號解調(diào)電路、標簽回波差分放大電路和比較器電路；所述解碼、編碼及協(xié)議處理模塊包括有編碼及解碼單元，控制編碼及解碼單元的單片機；比較器電路輸出的兩路正交信號至編碼及解碼單元；編碼及解碼單元輸出標簽命令信號至載波合成電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀寫器模塊，其特征在于所述載波合成電路由溫 補晶體振蕩器(T2)和頻率合成器(U5)組成，溫補晶體振蕩器(T2)采用 T12. 8H4S，頻率合成器(U5)采用PLL400-915A。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的讀寫器模塊，其特征在于所述載波合成電路與前 置放大電路之間串接有功率衰減電路，所述功率衰減電路為第三十七、三十 八、三十九電阻(R37、 R38、 R39)組成的T型衰減電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的讀寫器模塊，其特征在于所述前置放大電路連接 有反相驅(qū)動三極管，所述三極管的基極與編碼及解碼單元連接，三極管的集 電極接前置放大電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的讀寫器模塊，其特征在于所述前置放大電路采用 射頻芯片(U7)，射頻芯片(U7)采用RF2381，反相驅(qū)動三極管采用3904。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀寫器模塊，其特征在于所述功率放大電路采用 功率放大芯片(U10) SKY77325。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的讀寫器模塊，其特征在于所述標簽反射信號解調(diào)電路是由四個雙向二極管構(gòu)成相距八分之一波長微帶線的四路二極管解調(diào) 電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀寫器模塊，其特征在于所述標簽回波差分放大電路由兩個放大芯片(U12、 U13)構(gòu)成，每個放大芯片的正向輸入端和反向 輸入端分別接相間隔的兩組解調(diào)電路輸出的信號，放大芯片采用INA128。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的讀寫器模塊，其特征在于所述比較器電路由比較 芯片(U16)構(gòu)成，采用LM319，其兩個輸入端接受兩個放大芯片(U12、 U13) 輸出的正交模擬信號， 一輸出端接編碼及解碼單元，另一輸出端接地。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的讀寫器模塊，其特征在于所述編碼及解碼單元采 用APA150，單片機采用C8051F023。
專利摘要本實用新型公開了一種讀寫器模塊，要解決是技術(shù)問題是簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，滿足智能運算需要。本實用新型包括微波射頻模塊和解碼、編碼及協(xié)議處理模塊，微波射頻模塊包括發(fā)射和接收部分，發(fā)射部分包括載波合成、前置放大和功率放大電路，接收部分包括標簽反射信號解調(diào)、標簽回波差分放大和比較器電路，解碼、編碼及協(xié)議處理模塊包括編碼及解碼單元，單片機，比較器電路接編碼及解碼單元，編碼及解碼單元輸出信號至載波合成電路。本實用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比，采用集成電路芯片，模塊式結(jié)構(gòu)，體積小，成本低，采用單片機，使讀寫器模塊具備智能運算的功能，通過對外接口單元能夠嵌入各種智能運算系統(tǒng)。
文檔編號G06K17/00GK201111103SQ20072017067
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者劉春江, 文藝清, 剛 魏 申請人:深圳市遠望谷信息技術(shù)股份有限公司