CN106469321A - 一种rfid密集天线切换电路 - Google Patents
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Abstract
一种能实现密集天线的连接和切换的RFID密集天线切换电路。主切换电路将外接电源、上位机控制命令和RFID读写器射频信号合成传输给整个天线切换系统。所有切换电路之间均采用一根50Ω同轴电缆连接，控制信号、电源和RF信号都通过这跟电缆传输。主切换电路中的MCU完成整个天线切换系统的管理，电源/控制合成电路完成电源与控制信号的合成，外部输入的射频信号经射频信号切换电路后，电容和电感完成PWR_CON与射频信号的合成，经同轴电缆传输到下级从切换电路。从切换电路串接不占用天线接口，所有天线采用短路天线，完成本板的天线盘查和天线切换，还控制下级从切换电路的电源和控制信号的传输通道。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线切换电路，尤其是RFID密集天线切换电路。
背景技术
射频识别（RFID）技术是一项利用射频信号进行非接触式双向通信，自动识别目标对象并获取相关数据的无线通信技术。在众多自动识别技术中，RFID具有精度高、适应环境能力强、阅读速度快、抗干扰能力强、便于应用等优点，实现了非接触式操作，无机械磨损，寿命长，支持读/写数据，可重复使用，使用了方重装技术，能同时识别多个告诉运动物体。目前，RFID技术在国内外发展非常迅速，在物流、仓储、零售、制造业、军事、交通、电力、视频和环境等行业已经有了广泛应用，其实现的主要功能有身份识别、物品防伪、资产管理、人员定位、图书、档案管理和汽车防盗等，其应用前景十分可观。
一个RFID读写器需要连接大量的RFID天线。在RFID系统中，读写器天线是重要的组成部分，它被用来发射和接收信号，并负担着向电子标签耦合能量的重要任务。良好的读写器天线可以使识别效果达到最佳状态。
发明内容
为了简单的实现密集天线的连接和切换，本发明提供了一种RFID密集天线切换电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是。
天线切换系统分为主切换电路和从切换电路。主切换电路将外接电源、上位机控制命令和RFID读写器射频信号合成传输给整个天线切换系统。所有切换电路之间均采用一根50Ω同轴电缆连接，控制信号、电源和RF信号都通过这跟电缆传输。主切换电路中的MCU完成整个天线切换系统的管理，电源/控制合成电路完成电源与控制信号的合成，外部输入的射频信号经射频信号切换电路后，电容和电感完成PWR_CON与射频信号的合成，经同轴电缆传输到下级从切换电路。从切换电路串接不占用天线接口，从切换电路天线接口有接或不接两种情况。所有天线采用短路天线，接口被拉成低电平。从切换电路完成本板的天线盘查和天线切换，还控制下级从切换电路的电源和控制信号的传输通道。
本发明的有益效果是，本发明通过设计切换系统的主切换电路和从切换电路，可实现不同性质的信号合成和分离，使得切换电路在工程应用中使用一根同轴电缆即可完成整个天线切换系统的连接，方便了系统的施工和安装。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是天线切换系统组成。
图2是主切换电路。
图3是电源/控制合成电路。
图4是从切换电路。
图5是电源/控制处理电路。
具体实施方式
在图1中，主切换电路和从切换电路组成了天线切换系统。主切换电路将外接电源、上位机控制命令和RFID读写器射频信号合成传输给整个天线切换系统。主切换电路有8个天线接口，每个天线接口可串接1个从切换电路。每个从切换电路有8个天线接口，整个天线系统最多有256个天线接口。所有切换电路之间均采用一根5OΩ同轴电缆连接。控制信号、电源和R F 信号都通过这根电缆传输。
在图2中，MCU、电源/控制合成电路、射频信号切换电路、电容、电感组成主切换电路。MCU完成整个天线切换系统的管理，电源/控制合成电路完成电源与控制信号（PWR_CON)的合成,外部输入的射频信号经射频信号切换电路后，L1和C1完成PWR_CON与射频信号的合成，经同轴电缆传输到下级从切换电路。
在图3中，电 源/控制合成电路中的SWITCH保持高电平。CONTROL保持低电平，电源VCC经场效应管Q1输出端PWR_CON给从切换电路供电当需传输命令到从切换电路时，控制CONTROL 电平，使PWR_CON产生不同宽度低电平信号，表示0/1，给从切换电路。从切换电路返回的响应信号由PWR_CON直接进入MCU。
在图4中，电容和电感实现射频信号与其它两种信号的合成和分离，电容C1只允许射频信号通过，进人射频信号切换电路。电感只允许控制信号和电源通过，进入控制信号处理电路。 控制信号处理电路输出信号经电感和射频信号经电容合成后由同轴电路传输到下一级从切 换电路。
在图5中，同轴电缆输入的合成信号RF_IN经L10，只有电源和控制信号通过，D1及后面的电路取出电源，并消除控制信号，实现电源和控制信号分离。三极管Q3将控制信号传输给本电路MCU。本电路MCU执行主切换电路命令后，响应信号ACK_OUT经Q9、L10和同轴电缆回传给主切换电路MCU。本电路MCU通过Q1控制给下级从切换电路供电和控制信号的传输通道。当PWR_SW为低电平，Q1输出高电平，Q2断开到下级从切换电路的信号通道。当PWR_SW为高电平，Q1输出低电平，Q2允许来自主切换电路的电源和控制信号传到下级从切换电路。
Claims (5)
1.一种RFID密集天线切换电路包括两部分：主切换电路和从切换电路；其特征是所述主切换电路外接电源、上位机控制命令和RFID读写射频信号，有8个天线接口，每个天线接口可串接1~4个从切换电路，每个从切换电路有8个天线接口，整个天线系统最多有256个天线接口；所有切换电路均采用一跟50Ω同轴电缆连接，控制信号、电源和RF信号都通过这根电缆传输。
2.根据权利要求1所述的RFID密集天线切换电路，其特征是所述主切换电路由MCU、电源/控制合成电路、射频信号切换电路、电容、电感组成；MCU完成整个天线切换系统的管理，电源/控制合成电路完成电源与控制信号（PWR_CON)的合成,外部输入的射频信号经射频信号切换电路后，L1和C1完成PWR_CON与射频信号的合成，经同轴电缆传输到下级从切换电路。
3.根据权利要求1所述的RFID密集天线切换电路，其特征是所述电源/控制合成电路以SN74HC04、Si2351DS为主控元件；电 源/控制合成电路中的SWITCH保持高电平，CONTROL保持低电平，电源VCC经场效应管Q1输出端PWR_CON给从切换电路供电当需传输命令到从切换电路时，控制CONTROL 电平，使PWR_CON产生不同宽度低电平信号，表示0/1，给从切换电路；从切换电路返回的响应信号由PWR_CON直接进入MCU。
4.根据权利要求1所述的RFID密集天线切换电路，其特征是所述从切换电路以电容和电感为主控元件；电容和电感实现射频信号与其它两种信号的合成和分离，电容C1只允许射频信号通过，进人射频信号切换电路；电感只允许控制信号和电源通过，进入控制信号处理电路；控制信号处理电路输出信号经电感和射频信号经电容合成后由同轴电路传输到下一级从切换电路。
5.根据权利要求1所述的RFID密集天线切换电路，其特征是所述电源/控制处理电路主控元件为电容、二极管、三极管、Si2351DS，同轴电缆输入的合成信号RF_IN经L10，只有电源和控制信号通过，D1及后面的电路取出电源，并消除控制信号，实现电源和控制信号分离；三极管Q3将控制信号传输给本电路MCU；本电路MCU执行主切换电路命令后，响应信号ACK_OUT经Q9、L10和同轴电缆回传给主切换电路MCU；本电路MCU通过Q1控制给下级从切换电路供电和控制信号的传输通道；当PWR_SW为低电平，Q1输出高电平，Q2断开到下级从切换电路的信号通道；当PWR_SW为高电平，Q1输出低电平，Q2允许来自主切换电路的电源和控制信号传到下级从切换电路。
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2015
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