CN201134111Y

CN201134111Y - 基于sdio接口的插卡式电子标签读写器设备

Info

Publication number: CN201134111Y
Application number: CNU2007200292310U
Authority: CN
Inventors: 王明磊; 钱恒; 刘丽梅; 张洪辰; 张东
Original assignee: SHANDONG INSTITUTE OF STANDARDIZATION
Current assignee: SHANDONG INSTITUTE OF STANDARDIZATION
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2017-10-23

Abstract

本实用新型涉及一种RFID(射频识别)系统中的电子标签读写器设备，尤指一种基于SDIO接口的，用于为掌上电脑、智能手机等手持智能终端提供电子标签读写功能的插卡式便携电子标签读写器设备。本实用新型将PCB天线、射频前端ASIC芯片、协议处理单片机、SDIO接口控制芯片等电路单元集成在一片印刷电路板上，以符合SD接口标准尺寸的外壳容纳，插入提供SD接口的手持设备使用。同时具备：基于SDIO接口，小巧便携；支持多种电子标签协议，功能强大；可嵌入提供SD接口的手持终端，作为近似一体化的设备使用等优点。

Description

基于SDIO接口的插卡式电子标签读写器设备

技术领域

本实用新型涉及一种RFID(射频识别)系统中的电子标签读写器设备，尤指一种基于SDIO接口的，用于为掌上电脑、智能手机等手持智能终端提供电子标签读写功能的插卡式便携电子标签读写器设备。

背景技术

电子标签、读写器以及RFID应用平台等部分共同组成一个典型的RFID系统。按照电子标签工作的无线电频率不同，可划分可LF、HF、UHF等频段的RFID系统，其中HF频段RFID系统在全世界范围内应用量最大。在HF频段，国际标准化组织制定了ISO15693、ISO18000-3、ISO14443A/B/C等不同的电子标签与读写器之间数据传输的协议标准，不同协议标准的电子标签与相应的读写器配合，在数据编码/解码方式、RF信号调制/解调方式、读写距离、数据传输率等方面表现出不同的特性。由于HF频段不同协议标准的电子标签均得到了较广泛的应用，仅支持单协议电子标签的读写器往往不能满足RFID系统实施的需求。

电子标签读写器分为台式和便携式两类，台式读写器适用于桌面设备，便携式读写器适用于手持设备。早期的电子标签读写器为台式，读写器通过串口与主机连接，仅支持一种协议电子标签的操作。后来台式阅读器相继发展出USB接口、以太网接口，并向支持多种协议类型电子标签读写发展。随着RFID应用系统的广泛推广，对各种类型读写器的需求也随之增加。尤其是基于RFID电子标签较短的非接触式读取距离(约10CM)这一特性，需要大量的现场RFID信息处理手持设备，例如基于掌上电脑、PDA、智能手机、笔记本电脑等的便携式RFID数据采集手持终端。与掌上电脑等手持智能终端连接的便携式电子标签读写器一般依托于设备提供的CF、SD等扩展卡接口，采用插卡的方式。前几年手持设备支持的扩展卡接口以CF卡为主流，RFID设备厂商也推出了CF卡接口的电子标签读写器来满足用户需求。近年来，SD接口已经逐步取代CF等接口，并扩展了可以支持外围设备连接，与SD接口硬件兼容的SDIO接口，支持SDIO接口的设备应用越来越多，CF接口已经逐渐的退出市场。

但是，目前便携式电子标签读写器产品还停留在CF卡接口阶段。这不仅限制了RFID系统中硬件设备的选用，也不利于硬件设备的小型化、便利化、多功能化。

发明内容

本实用新型提供一种基于SDIO接口的外形小巧、使用方便、功能强大的插卡式的电子标签读写器设备，用于为掌上电脑、智能手机等手持智能终端提供电子标签读写功能。

本实用新型的技术方案是：将下述电路单元集成在一片印刷电路板上，以符合SD接口标准尺寸的外壳容纳，插入提供SD接口的手持设备。读卡器由手持设备供电，并在运行于手持设备的应用软件控制下，完成对电子标签的读写操作。

电路单元包括：PCB天线，以电磁感应原理完成对电子标签的供电和电子标签与读写器之间的射频信号传输；射频前端ASIC芯片，用于完成读写器与电子标签之间数据流的射频调制和解调；协议处理单片机，用于按标准协议对发给电子标签的指令和数据进行编码和对从电子标签接收到的数据进行解码；SDIO接口控制芯片，用于实现SDIO协议的数据编解码处理，完成读写器与设备之间的数据接口。

本实用新型的有益效果是：基于SDIO接口，为掌上电脑、智能手机等手持智能终端提供电子标签读写设备支持；同时支持ISO15693、ISO18000-3、ISO14443A/B/C等多种国际标准协议的HF频段电子标签的读写操作，功能强大、适用范围更广；设备外壳采用SD插卡式设计，外形小巧，可嵌入提供SD接口的手持终端使用，形成外观上近似一体化的设备。

附图说明

图1为实用新型的硬件框图；

图2为实用新型与掌上设备结合的应用示例图。

具体实施方式

在图1中，PCB天线101，以电磁感应原理完成对电子标签的供电和电子标签与读写器之间的射频信号传输。PCB天线101是一个直接制作在印刷电路板上的一个电感线圈，根据线径、线间距和布线圈数、线圈直径的不同，其电感值在0.8-1.4uH之间。为了使天线线圈与后续的驱动电路更好匹配，需在线圈两端并联谐振电容和串联阻抗匹配电容。射频前端ASIC芯片102，用于完成读写器与电子标签之间数据流的射频调制和解调。由于HF频段不同国际标准协议约定的调制/解调方式各不相同，如ISO15693协议中规定读写器向电子标签发送数据采用10％或100％的ASK，电子标签向读写器传送数据采用256取1或4取1的负载调制。而ISO14443A协议中规定读写器向电子标签发送数据采用100％的ASK，电子标签向读写器传送数据采用振幅键控调制847KHz的负载调制协。因此，支持多协议电子标签读写操作的射频前端ASIC芯片102应内含不同方式的调制解调电路，并可由外部信号控制不同调制/解调方式的切换。本例中射频前端芯片选用Inside公司的PICO RF大规模集成电路芯片。协议处理单片机103，用于按标准协议对发给电子标签的指令和数据进行编码和对从电子标签接收到的数据进行解码。HF频段不同电子标签国际标准协议对数字基带信号的字节格式、数据帧格式、收发时序、基本指令集等均有着不同的约定。为减轻上位机的负担，本例中以一片Microchip公司的PIC18F2520单片机来承担协议处理的工作。SDIO接口控制芯片104，用于实现SDIO协议的数据编/解码处理，完成读写器与手持设备之间的数据接口。SDIO接口控制芯片可以是通用型单片机配合协议解析程序实现，也可以选用专门的SDIO桥接芯片，如Arasan公司的AC2200。经接口控制芯片的解析，可以将手持设备经SDIO接口105传输给协议处理器103的指令转变为UART串口、SPI、并口等数据接口方式。

SDIO标准中对接口设备的外形尺寸、电气连接、数据交换格式等均有严格规定，符合SDIO的设备，除了有能力完成SDIO协议数据通讯过程之外，还必须提供SDIO约定的电气接口105，以及符合标准的设备外形尺寸。将上述电路单元集成在一片印刷电路板上，以符合SD接口标准尺寸的外壳容纳，插入提供SD接口的手持设备。读卡器由手持设备供电，并在运行于手持设备的应用软件控制下，完成对电子标签的读写操作。

图2中给出了本实用新型201在不同种类手持设备上的使用示例，其中202为基于微软公司Win CE操作系统的掌上电脑，203为使用PALM操作系统的PDA，204为智能手机，205为笔记本电脑。以上设备的共同特点是拥有SD电气接口，支持SDIO安全外部设备输入输出协议。

Claims

1. 一种基于SDIO接口的插卡式电子标签读写器设备，尤指一种用于为掌上电脑、智能手机提供电子标签读写功能的插卡式便携电子标签读写器设备，其特征是：将PCB天线、射频前端ASIC芯片、协议处理单片机、SDIO接口控制芯片集成在一片印刷电路板上，以符合SD接口标准尺寸的外壳容纳，插入提供SD接口的手持设备使用。

2. 根据权利要求1所述的基于SDIO接口的插卡式电子标签读写器设备，其特征是：读写器与手持设备之间采用SD标准的电气接口，数据传输遵循SDIO标准协议，用于完成手持设备向读写器供电及手持设备与读写器之间的命令和数据交换。

3. 根据权利要求1所述的基于SDIO接口的插卡式电子标签读写器设备，其特征是：同时支持对HF频段ISO15693、ISO14443A/B/C、ISO18000-3国际标准协议电子标签的读写操作。