CN107704909B - 用于射频识别的高频多协议大功率读写器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其属于射频识别领域的技术，包括：射频基站电路、微控制器和调谐电路，所述调谐电路与所述射频基站电路相连，所述调谐电路连有天线；所述调谐电路和所述射频基站电路之间连有第一通路和第二通路；所述第一通路包括串联的第一解调电路和第一放大电路，所述第二通路包括串联的第二解调电路和第二放大电路；所述射频基站电路产生的射频信号经所述调谐电路后由所述天线发出，所述调谐电路接收的信号经所述第一通路或所述第二通路传输至所述射频基站电路。该技术方案的有益效果是：本发明功能的高度集成，能够对采用TYPE A协议和TYPE B协议的射频卡的读写，可扩展性强，适应性高。

Description

用于射频识别的高频多协议大功率读写器
技术领域
本发明涉及的是一种射频识别领域的技术，具体是一种用于射频识别的高频多协议大功率读写器。
背景技术
射频识别技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，又称为电子标签技术，是自动识别技术的一种创新。它以无线通信技术、大规模集成电路技术为核心，利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止或移动目标的自动识别，高效地获得目标信息数据，通过与互联网等技术的结合可以实现全球范围内目标的跟踪与信息的共享。射频识别技术具有众多优点，包括识别过程无需人工干预、可以工作在各种复杂的环境中、抗干扰能力强、使用寿命长，以及可以做到同时识别多个目标等。
目前射频系统主要分为低频、高频、和微波系统。低频系统的工作频率范围为30KHz～300KHz，典型的低频工作频率有125KHz和134.2KHz，低频系统的特点是射频卡内数据存储量较少，读取距离较短，天线方向性不强，低频RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)系统比较成熟，主要用于短距离、数据量较低的射频识别系统。高频系统的工作频率范围为3MHz～30MHz，典型的工作频率有6.75MHz、13.56MHz和27.125MHz，高频系统的特点是传输速率较高，可以传送较大的数据，天线方向性不强，高频RFID系统也是属于比较成熟且应用范围较广的系统。工作频率大于300MHz的通常称为微波系统，微波系统中典型的工作频率有433MHz、860/960MHz、2.45GHz和5.8GHz，微波系统的特点是传输速率高，读取距离远，天线有较强的方向性，微波系统主要用于长距离、数据量较大、需高速读写的场合。
在射频识别系统中，电子标签又称射频标签、射频卡或应答器。电子标签由芯片和天线构成，其中芯片由电源电路、时钟电路、调制解调电路、编解码器、控制器、存储器等功能模块组成。通常电子标签为卡片型，也有环形、纽扣型、条形、钥匙扣型等异形标签。电子标签按供电方式可分为无源电子标签、有源电子标签和半有源电子标签三种。无源电子标签作用距离较短，但使用寿命长，适用于近距离识别、移动速度不高的场合。若要增加无源电子标签的作用距离，需提高读写器的射频发射功率。有源电子标签作用距离较远，对读写器的射频发射功率要求较小，但其使用寿命取决于内部电池，一般为几年，适用于远距离识别、移动速度较高的场合。电子标签按存储方式可分为只读型电子标签、读写型电子标签。只读型电子标签在出厂后标签内所有信息都不能更改，只能通过读写器读取标签内存储的数据信息。读写型电子标签除标签内部分信息不能更改外，标签内部提供可读写的存储空间，读写器可对存储区域中的数据进行读、写或修改，当然这种读或写的过程往往存在加密与不加密两种方式。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其能够实现对各种射频卡的序列号、数据存储区块的读取，功能的高度集成，能够对采用TYPE A协议和TYPE B协议的射频卡的读写，可扩展性强，适应性高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，包括：
射频基站电路，所述射频基站电路用于产生射频信号；
微控制器，所述微控制器与所述射频基站电路相连，以控制所述射频基站电路产生射频信号；
调谐电路，所述调谐电路与所述射频基站电路相连，所述调谐电路连有天线；
所述调谐电路和所述射频基站电路之间连有第一通路和第二通路；
所述第一通路包括串联的第一解调电路和第一放大电路，所述第二通路包括串联的第二解调电路和第二放大电路；
所述射频基站电路产生的射频信号经所述调谐电路后由所述天线发出，所述调谐电路接收射频卡的信号经所述第一通路或所述第二通路传输至所述射频基站电路。
优选的，用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，所述射频卡为无源射频卡。
优选的，用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，所述射频基站电路产生的射频信号为13.56MHz。
优选的，该用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，所述射频基站电路和所述调谐电路之间依次连有推动模块和功放模块，所述射频基站电路产生的射频信号经所述推动模块和所述功放模块传输至所述调谐电路。
优选的，该用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，所述微控制器连有蓝牙模块，以与外部主机进行通信。
优选的，该用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，所述微控制器连有指示模块，以指示所述微控制器的工作状态。
优选的，该用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，所述微控制器连有电源管理模块，所述电源管理模块用于检测工作电压及充放电。
优选的，用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其中，所述第一通路采用ISO/IEC14443协议中的TYPE A协议传输信号，所述第二通路采用ISO/IEC14443协议中的TYPE B协议传输信号。
上述技术方案的有益效果是：本发明够实现对各种射频卡的序列号、数据存储区块的读取，功能的高度集成，能够对采用TYPE A协议和TYPE B协议的射频卡的读写，可扩展性强，适应性高。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，一种用于射频识别的高频多协议大功率读写器结构示意图；
图中：1微控制器、2射频基站电路、3推动模块、4功放模块、5调谐电路、6天线、7第一通路、8第二通路、9蓝牙模块、10指示模块、11电源管理模块、71第一解调电路、72第一放大电路、81第二解调电路、82第二放大电路。
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，本实施例包括：射频基站电路2，射频基站电路2用于产生射频信号；
微控制器1，微控制器1与射频基站电路2相连，以控制射频基站电路2产生射频信号；
调谐电路5，调谐电路5与射频基站电路2相连，调谐电路5连有天线6；
调谐电路5和射频基站电路2之间连有第一通路7和第二通路8；
第一通路7包括串联的第一解调电路71和第一放大电路72，第二通路8包括串联的第二解调电路81和第二放大电路82；
射频基站电路2产生的射频信号经调谐电路5后由天线6发出，调谐电路5接收射频卡的信号经第一通路7或第二通路8传输至射频基站电路2。本装置所采用的射频卡为无源射频卡。
射频基站电路2产生的射频信号为13.56MHz，从而能够读取工作频率在13.56MHz的多种型号的射频卡。
射频基站电路2和调谐电路5之间依次连有推动模块3和功放模块4，射频基站电路2产生的射频信号经推动模块3和功放模块4传输到调谐电路5。功放模块4采用功放电路来实现功率放大，推动模块3采用推动管将射频信号放大后形成正弦波。
微控制器1连有蓝牙模块9，以与外部主机进行通信。微控制器1连有指示模块10，以指示微控制器1的工作状态。微控制器1连有电源管理模块11，电源管理模块11用于检测工作电压及充放电。
当读写器工作时，在发射通道中，由微控制器1根据工作模式控制13.56MHz的射频基站电路2产生协议数据并调制到13.56MHz射频能量场上得到射频信号，经推动模块3放大后形成正弦波且隔离射频基站电路2，再经功放模块4放大功率，再经调谐电路5、天线6从而激活射频卡。
在接收通道中，射频卡发出的数据调制在射频能量场上，经天线6、调谐电路5、第一通路7送入微控制器1进行数据解码，实现协议数据解析，此过程称为A模式。射频卡发出的数据调制在射频能量场上，经天线6、调谐电路5、第二通路8送入微控制器1进行数据解码，实现协议数据解析，此过程为B模式。
第一通路7传输数据采用ISO/IEC14443协议中的TYPE A协议实现对数据的解析和传输，第一解调电路71实现对调制系数为100％的幅移键控信号的解调，而后经第一放大电路72放大，再经射频基站电路2传输进入微控制器1。第二通路8采用ISO/IEC14443协议中的TYPE B协议实现对数据的解析和传输，第二解调电路81实现对调制系数为10％的幅移键控信号的解调，而后经第二放大电路82放大，再经射频基站电路2传输进入微控制器1。从而实现对采用TYPE A协议和TYPE B协议的射频卡的读取，从而读取各种工作在13.56MHz的射频卡的序列号、数据存储区块等信息。
此外，微控制器1通过蓝牙模块9与上位机实现无线数据交互，工作模式切换、读写射频卡的操作指令、读写射频卡的结果均由上位机发出与显示。微控制器1通过指示模块10输出电源指示、数据读写指示、蓝牙连接指示。微控制器1通过电源管理模块11实现电源电压监测、对电池进行充电。
与现有技术相比，本发明能够实现对各种射频卡的序列号、数据存储区块的读取，功能的高度集成，能够对采用TYPE A协议和TYPE B协议的射频卡的读写，可扩展性强，适应性高。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其特征在于，包括：
射频基站电路，所述射频基站电路用于产生射频信号；
微控制器，所述微控制器与所述射频基站电路相连，以控制所述射频基站电路产生射频信号；
调谐电路，所述调谐电路与所述射频基站电路相连，所述调谐电路连有天线；
所述调谐电路和所述射频基站电路之间连有第一通路和第二通路；
所述第一通路包括串联的第一解调电路和第一放大电路，所述第二通路包括串联的第二解调电路和第二放大电路；
所述射频基站电路产生的射频信号经所述调谐电路后由所述天线发出，所述调谐电路接收射频卡的信号经所述第一通路或所述第二通路传输至所述射频基站电路；
所述射频基站电路和所述调谐电路之间依次连有推动模块和功放模块，所述射频基站电路产生的射频信号经所述推动模块和所述功放模块传输至所述调谐电路；
所述射频基站电路产生的射频信号为13.56MHz，以读取工作频率在13.56MHz的射频卡；
当所述高频多协议大功率读写器工作时，在发射通道中，由所述微控制器根据工作模式控制13.56MHz的所述射频基站电路产生协议数据并调制到13.56MHz射频能量场上得到射频信号，经所述推动模块放大后形成正弦波且隔离所述射频基站电路，再经所述功放模块放大功率，再经所述调谐电路、所述天线以激活所述射频卡；
在接收通道中，所述射频卡发出的数据调制在射频能量场上，经所述天线、所述调谐电路、所述第一通路传输数据采用ISO/IEC14443协议中的TYPE A协议实现对数据的解析和传输，所述第一解调电路实现对调制系数为100％的幅移键控信号的解调，而后经所述第一放大电路放大，再经所述射频基站电路传输进入所述微控制器；或
在接收通道中，所述射频卡发出的数据调制在射频能量场上，经所述天线、所述调谐电路、所述第二通路采用ISO/IEC14443协议中的TYPE B协议实现对数据的解析和传输，所述第二解调电路实现对调制系数为10％的幅移键控信号的解调，而后经所述第二放大电路放大，再经所述射频基站电路传输进入所述微控制器，以读取工作在13.56MHz，采用TYPE A协议和TYPE B协议的射频卡的序列号、数据存储区块的信息。
2.根据权利要求1所述的用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其特征是，所述微控制器连有蓝牙模块，以与外部主机进行通信。
3.根据权利要求1所述的用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其特征是，所述微控制器连有指示模块，以指示所述微控制器的工作状态。
4.根据权利要求1所述的用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其特征是，所述微控制器连有电源管理模块，所述电源管理模块用于检测工作电压及充放电。
5.根据权利要求1所述的用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其特征是，所述射频卡为无源射频卡。
6.根据权利要求1所述的用于射频识别的高频多协议大功率读写器，其特征是，所述第一通路采用ISO/IEC14443协议中的TYPE A协议传输信号，所述第二通路采用ISO/IEC14443协议中的TYPE B协议传输信号。
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