CN103366197A - Rfid读写器及其组件 - Google Patents

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CN103366197A CN2013100717128A CN201310071712A CN103366197A CN 103366197 A CN103366197 A CN 103366197A CN 2013100717128 A CN2013100717128 A CN 2013100717128A CN 201310071712 A CN201310071712 A CN 201310071712A CN 103366197 A CN103366197 A CN 103366197A
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江东晔
陈宗正
陈韦璇
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赵崇杰
李雅琦
郑晏凝
杜明训
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Abstract

本发明公开了一种RFID读写器及其组件，RFID读写组件包含一RFID读写器及一移动电话，该RFID读写器包含一第一微型USB连接器，该移动电话包含一第二微型USB连接器，该第二微型USB连接器经配置以连接该第一微型USB连接器。在本发明的一实施例中，该RFID读写器包含一电路板，包含一第一处理器及一第一USB控制器，该第一USB控制器连接该第一处理器及该第一微型USB连接器；以及一天线板，叠置于该电路板上，其中该天线板包含一倒F型天线。在本发明的一实施例中，该移动电话包含一第二处理器；以及一第二USB控制器，连接该第二处理器及该第二微型USB连接器。本发明公开的技术将USB控制器及微型USB连接器整合于RFID读写器。

Description

RFID读写器及其组件
技术领域
本发明涉及一种RFID((Radio Frequency Identification)读写器，特别涉及一种可与移动电话连接的RFID读写器及其组件。
背景技术
无线射频辨识(RFID)技术是一种利用RFID标签，通过无线射频信号的收发，以达成自动辨识的技术。无线射频辨识的系统一般由RFID标签和RFID辨识设备所组成。该标签发射辨识信号或是被动地接收该辨识设备的信号而产生辨识信号，而由该辨识设备接收该辨识信号以达到辨识的目的。
由于无线射频辨识技术的便利性，其目前主要应用在企业供应链管理，例如产品跟踪和仓储管理。其他诸如公路收费、护照系统、车辆管理、动物标签、人体植入物和图书馆藏管理皆是其可应用的领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可与移动电话连接的RFID读写器及其组件。
本发明的RFID读写器的一实施例，包含一电路板，包含一USB(Universal-Serial-Bus)控制器；一微型USB连接器，电气连接于该USB控制器；以及一天线板，叠置于该电路板上，其中该天线板包含一倒F型天线。
本发明的RFID读写组件的一实施例，包含一RFID读写器及一移动电话，该RFID读写器包含一第一微型USB连接器，该移动电话包含一第二微型USB连接器，该第二微型USB连接器经配置以连接该第一微型USB连接器。在本发明的一实施例中，该RFID读写器包含一电路板，包含一第一处理器及一第一USB控制器，该第一USB控制器连接该第一处理器及该第一微型USB连接器；以及一天线板，叠置于该电路板上，其中该天线板包含一倒F型天线。在本发明的一实施例中，该移动电话包含一第二处理器；以及一第二USB控制器，连接该第二处理器及该第二微型USB连接器。
本发明的有益效果在于，一般的移动电话均具有USB控制器及微型USB连接器，本发明公开的技术将USB控制器及微型USB连接器整合于RFID读写器，因此该RFID读写器可直接连接于移动电话，以移动电话为使用者接口。
上文已相当广泛地概述本发明的技术特征及优点，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域中的技术人员应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中的技术人员亦应了解，这类等同建构无法脱离后附的权利要求所界定的本发明的精神和范围。
附图说明
图1及图2例示本发明一实施例的RFID读写组件；
图3例示本发明一实施例的RFID读写组件的功能方框图；
图4本发明一实施例的RFID读写器的分解图；
图5例示本发明一实施例的RFID读写器的功能方框图；
图6A、图6B、图7例示与图5对应的电路设计图；
图8例示本发明一实施例的第一USB控制器的电路设计图；
图9例示本发明一实施例的RFID读写器的电力分配图；
图10例示本发明一实施例的第一微型USB连接器的立体图；
图11例示本发明一实施例的第一微型USB连接器与电路板的立体图；以及
图12例示本发明一实施例的天线板的立体图。
其中，附图标记说明如下：
10    RFID读写组件
100   移动电话
110   第二微型USB连接器
120   第二USB控制器
130   第二处理器
200   RFID读写器
210   第一微型USB连接器
211   金属壳体
213   焊脚
215   水平部
217   直立部
220   第一USB控制器
221   第一保护电路
223   第二保护电路
230   第一处理器
240   绝缘壳体
241   本体
243   前开口
245   前盖
247   开孔
250   电路板
251   上金属屏蔽
252A  金属框
252B  金属盖
253   下金属屏蔽
254A  金属框
254B  金属盖
257   电连接器
260   天线板
261   倒F型天线
263A  第一水平段
263B  第二水平段
263C  第二水平段
265   直立段
267   电连接器
270   射频信号处理电路
271   振荡器
280   传送电路
281   功率放大电路
283   衰减器
285   平衡电路
290   接收电路
300   耦合器
310   检测电路
320   低通滤波器
330   切换电路
具体实施方式
图1及图2例示本发明一实施例的RFID读写组件10。在本发明的一实施例中，该RFID读写组件10包含一RFID读写器200及一移动电话100，该RFID读写器200包含一第一微型USB连接器210，该移动电话100包含一第二微型USB连接器110，该第二微型USB连接器110经配置以连接该第一微型USB连接器210。在本发明的一实施例中，该RFID读写器200的尺寸小于该移动电话100的尺寸。
图3例示本发明一实施例的RFID读写组件10的功能方框图。在本发明的一实施例中，该RFID读写器200包含一第一处理器230及一第一USB控制器220，该第一USB控制器220连接该第一处理器230及该第一微型USB连接器210；该移动电话100包含一第二处理器130以及一第二USB控制器120，该第二USB控制器120连接该第二处理器130及该第二微型USB连接器110。
图4为本发明一实施例的RFID读写器200的分解图。在本发明的一实施例中，该RFID读写器200包含一绝缘壳体240、一电路板250、设置于该电路板250的上表面的一上金属屏蔽251、设置于该电路板250的下表面的一下金属屏蔽253、叠置于该上金属屏蔽251上方的一天线板260，其中该天线板260包含一倒F型天线261。在本发明的一实施例中，该电路板250具有一电连接器257，该天线板260具有一电连接器267，而通过一导线(未显示于图中)连接该电连接器257及该电连接器264即可在该电路板250与该天线板260之间形成一信号传输通路。
在本发明的一实施例中，该绝缘壳体240包含一本体241及一前盖245，该本体241具有一前开口243，该前盖245经配置以封闭该前开口243，其中该电路板250及该天线板260置放于该绝缘壳体240内部。在本发明的一实施例中，该前盖245具有一开孔247，该第一微型USB连接器210从该开孔247伸出该绝缘壳体240。在本发明的一实施例中，该上金属屏蔽251包含一金属框252A及一金属盖252B；该下金属屏蔽253包含一金属框254A及一金属盖254B。
图5例示本发明一实施例的RFID读写器200的功能方框图，图6A、图6B、图7例示对应的电路设计图。在本发明的一实施例中，除了电气连接于该第一USB控制器220的处理器230之外，该RFID读写器200还包含一射频信号处理电路270，电气连接于该第一处理器230；一传送电路280，电气连接于该射频信号处理电路270；一接收电路290，电气连接于该射频信号处理电路270；一振荡器271，电气连接于该射频信号处理电路270；一耦合器300，电气连接于该传送电路280及该接收电路290；一检测电路310，电气连接该耦合器300及该第一处理器230；一低通滤波器320，电气连接该耦合器300及该倒F型天线261；以及一切换电路330，电气连接该第一处理器230及该传送电路280的一功率放大电路281。在本发明的一实施例中，该传送电路280包含一平衡电路285，电气连接于该射频信号处理电路270；以及一衰减器283，电气连接该平衡电路285及该功率放大电路281。
图8例示本发明一实施例的第一USB控制器220的电路设计图。在本发明的一实施例中，该第一USB控制器220具有7根端子，其端子编号、信号名称、类别及功能例示于表1。
表1
名称 编号 类别 功能
VBUS 1 电力 5V电压输入
D- 2 模拟 USB数据端口
D+ 3 模拟 USB数据端口
ID 4 数字 OTG(On-The-Go)
GND 5,6,7 接地 接地
在本发明的一实施例中，该RFID读写器200还包含一第一保护电路221，电气连接该第一USB控制器220的一电力端子(VBUS)及该第一处理器230的一电力接点(VBUS)；以及一第二保护电路223，电气连接该第一USB控制器220的一信号端子(D+、D-)及该第一处理器230的一数据接点(D+、D-)。
图9例示本发明一实施例的RFID读写器200的电力分配图。在本发明的一实施例中，该第一微型USB连接器210为一微型USB插头，该第二微型USB连接器110为一微型USB插座。在本发明的一实施例中，该移动电话100经配置以提供该RFID读写器200的操作电力。在本发明的一实施例中，当该RFID读写器200的第一微型USB连接器210插入该移动电话100的第二微型USB连接器110时，该移动电话100即经由该第二微型USB连接器110及该第一微型USB连接器210提供操作电力至该RFID读写器200。如图9所示，该第二保护电路223、该第一处理器230、该射频信号处理电路270、该振荡器271、该功率放大电路281、该检测电路310、及该切换电路330的操作电力均来自该第一USB控制器220，其经由该第一微型USB连接器210连接于该移动电话100的第二微型USB连接器110。
图10例示本发明一实施例的第一微型USB连接器210的立体图，图11例示本发明一实施例的第一微型USB连接器210与电路板250的立体图。在本发明的一实施例中，该第一微型USB连接器210包含一金属壳体211，该金属壳体211包含两根焊脚213，该焊脚213包含一水平部215及一直立部217，该直立部217连接于该水平部215。在本发明的一实施例中，该电路板250包含两个设置于边缘的通孔，该焊脚213的直立部217置放于该通孔，且以焊料固定于该电路板250上，如此该电路板250与该第一微型USB连接器210的组合具有较小的厚度。
图12例示本发明一实施例的天线板260的立体图。在本发明的一实施例中，该天线板260的倒F型天线261包含一第一水平段263A；一第二水平段263B，实质上以垂直方式连接于该第一水平段263A；一第三水平段263C，实质上以垂直方式连接于该第二水平段263B；以及多个直立段265，连接该天线板260的基板与该第一水平段263A、该第二水平段263B及该第三水平段263C。该倒F型天线的优点包含尺寸小、结构薄、频带宽，且不受金属干涉。
本发明的技术直接将该第一微型USB连接器210(例如B型插头)整合于超高频(Ultra-high frequency，UHF)的RFID读写器200，且一并在该RFID读写器200上实现USB OTG功能，因此该RFID读写器200可直接连接于该移动电话100。在本发明的一实施例中，该RFID读写器200整合了该第一处理器230(例如一微控制器)、该射频信号处理电路270、射频前端电路及该倒F型天线261。在本发明的一实施例中，该射频前端电路组合传送天线及接收天线(即单位收发合置技术，monostatic technology)，RFID标签的反馈信号则馈入该倒F型天线261，且该耦合器300及该接收电路290的平衡电路则连接于该射频信号处理电路270的解调器。
在本发明的一实施例中，该第一处理器230包含RFID的系统固件(firmware)，其主要功能包含控制该射频信号处理电路270的运作，并处理RFID协议。该第一处理器230亦控制其它元件的功能，例如该功率放大电路281、该切换电路330、内部温度传感器、模拟/数字转换器等等的功能。此外，该第一处理器230处理传送/接收指令的USB通信。在本发明的一实施例中，该射频信号处理电路270从该振荡器271(例如电压控制振荡器)的振荡波(频率介于860-960MHz)产生一载波信号，其与基频信号进行调制(modulation)以便传送。该射频信号处理电路270亦根据RFID协议，处理射频信号的解调及数据解码。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属技术领域中的技术人员应了解，在不背离后附权利要求所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多工艺可以不同的方法实施或以其它工艺予以取代，或者采用上述两种方式的组合。
此外，本发明的权利范围并不局限于上文揭示的特定实施例的工艺、机台、制造、物质的成分、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域中的技术人员应了解，基于本发明教示及揭示工艺、机台、制造、物质的成分、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本发明实施例揭示者以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本发明。因此，以下的权利要求用以涵盖用以此类工艺、机台、制造、物质的成分、装置、方法或步骤。

Claims (23)

1.一种RFID读写器，包含：
一电路板，包含一USB控制器；
一微型USB连接器，电气连接于该USB控制器；以及
一天线板，叠置于该电路板上，其中该天线板包含一倒F型天线。
2.如权利要求1所述的RFID读写器，其中该电路板还包含：
一处理器，电气连接于该USB控制器；
一射频信号处理电路，电气连接于该处理器；
一传送电路，电气连接于该射频信号处理电路；
一接收电路，电气连接于该射频信号处理电路；以及
一耦合器，电气连接于该传送电路及该接收电路。
3.如权利要求2所述的RFID读写器，其中该电路板还包含一检测电路，电气连接该耦合器及该处理器。
4.如权利要求2所述的RFID读写器，其中该电路板还包含一低通滤波器，电气连接该耦合器及该倒F型天线。
5.如权利要求2所述的RFID读写器，其中该电路板还包含一切换电路，电气连接该处理器及该传送电路的一功率放大电路。
6.如权利要求2所述的RFID读写器，其中该电路板还包含：
一第一保护电路，电气连接该USB控制器的一电力端子及该处理器的一电力接点；以及
一第二保护电路，电气连接该USB控制器的一信号端子及该处理器的一数据接点。
7.如权利要求1所述的RFID读写器，其中该微型USB连接器包含一金属壳体，该金属壳体包含两根焊脚，该两根焊脚的至少一根包含一水平部及一直立部，该直立部连接于该水平部。
8.如权利要求1所述的RFID读写器，其中该倒F型天线包含：
一第一水平段；
一第二水平段，实质上以垂直方式连接于该第一水平段；以及
第三水平段，实质上以垂直方式连接于该第二水平段。
9.如权利要求1所述的RFID读写器，还包含：
一上金属屏蔽，设置于该电路板的一上表面；以及
一下金属屏蔽，设置于该电路板的一下表面。
10.如权利要求1所述的RFID读写器，还包含一绝缘壳体，该电路板及该天线板置于该绝缘壳体内部，该微型USB连接器伸出该绝缘壳体。
11.一种RFID读写组件，包含一RFID读写器及一移动电话，该RFID读写器包含一第一微型USB连接器，该移动电话包含一第二微型USB连接器，该第二微型USB连接器经配置以连接该第一微型USB连接器；
其中该RFID读写器包含：
一电路板，包含一第一处理器及一第一USB控制器，该第一USB控制器连接该第一处理器及该第一微型USB连接器；以及
一天线板，叠置于该电路板上，其中该天线板包含一倒F型天线；
其中该移动电话包含：
一第二处理器；以及
一第二USB控制器，连接该第二处理器及该第二微型USB连接器。
12.如权利要求11所述的RFID读写组件，其中该电路板还包含：
一射频信号处理电路，电气连接于该第一处理器；
一传送电路，电气连接于该射频信号处理电路；
一接收电路，电气连接于该射频信号处理电路；以及
一耦合器，电气连接于该传送电路及该接收电路。
13.如权利要求12所述的RFID读写组件，其中该电路板还包含一检测电路，电气连接该耦合器及该第一处理器。
14.如权利要求12所述的RFID读写组件，其中该电路板还包含一低通滤波器，电气连接该耦合器及该倒F型天线。
15.如权利要求12所述的RFID读写组件，其中该电路板还包含一切换电路，电气连接该第一处理器及该传送电路的一功率放大电路。
16.如权利要求12所述的RFID读写组件，其中该电路板还包含：
一第一保护电路，电气连接该第一USB控制器的一电力端子及该第一处理器的一电力接点；以及
一第二保护电路，电气连接该第一USB控制器的一信号端子及该第一处理器的一数据接点。
17.如权利要求11所述的RFID读写组件，其中该第一微型USB连接器包含一金属壳体，该金属壳体包含两根焊脚，该两根焊脚的至少一根包含一水平部及一直立部，该直立部连接于该水平部。
18.如权利要求11所述的RFID读写组件，其中该倒F型天线包含：
一第一水平段；
一第二水平段，实质上以垂直方式连接于该第一水平段；以及
第三水平段，实质上以垂直方式连接于该第二水平段。
19.如权利要求11所述的RFID读写组件，还包含：
一上金属屏蔽，设置于该电路板的一上表面；以及
一下金属屏蔽，设置于该电路板的一下表面。
20.如权利要求11所述的RFID读写组件，还包含一绝缘壳体，该电路板及该天线板置于该绝缘壳体内部，该第一微型USB连接器伸出该绝缘壳体。
21.如权利要求11所述的RFID读写组件，其中该移动电话经配置以提供该RFID读写器的操作电力。
22.如权利要求11所述的RFID读写组件，其中该第一微型USB连接器为一微型USB插头，该第二微型USB连接器为一微型USB插座。
23.如权利要求11所述的RFID读写组件，其中该RFID读写器的尺寸小于该移动电话的尺寸。
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