CN203054876U

CN203054876U - 一种rfid读写器电路、模块及其读写器

Info

Publication number: CN203054876U
Application number: CN 201220628283
Authority: CN
Inventors: 魏谢木; 周海斌; 王朝辉; 郭述强; 王炜
Original assignee: Invengo Information Technology Co Ltd
Current assignee: Invengo Information Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2022-11-23

Abstract

本实用新型涉及一种RFID读写器电路，包括基带控制单元和射频单元，所述基带控制单元包括用于处理中间件协议且与外部设备连接的第一处理器和用于处理标签信息、发送标签读写指令且与所述射频单元连接的第二处理器；所述第一处理器和第二处理器之间通过串行数据总线连接；所述射频单元通过天线发送或接收射频信号。本实用新型还涉及一种RFID读写器模块及读写器。实施本实用新型的RFID读写器电路、模块及其读写器，具有以下有益效果：其处理单个标签识别时速度较快，也较能适应多标签识别的环境。

Description

一种RFID读写器电路、模块及其读写器

技术领域

本实用新型涉及射频识别领域，更具体地说，涉及一种RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）读写器电路、模块及其读写器。

背景技术

在物联网高速发展的今天，信息的共享、查询以及跟踪成为当下最前沿的技术。随着RFID核心技术的不断发展和成熟，应用领域日益扩大，已经越来越多的应用在包括军事、航空、仓储物流、商品零售、工业制造、资产管理、交通运输、动物识别和防伪防盗等不同领域，因此具有一款性能稳定、高效、可靠的RFID读写器是在这些领域使用RFID技术的一个必然要求。目前市面上常见的RFID识别设备都是比较传统的设计思路，一般都是采用8位单片机控制外部设备的通讯，频率合成器产生本振频率，调制器调制，放大器进行功率放大，然后使用天线将射频信号发送出去；接收射频信号的顺序则相反。这种电路虽然也可以实现RFID的读写功能，但是，在现在对读写速度要求越来越高、且逐渐要求多标签读写的情况下，由于其速度较慢、性能较低，变得不能适应当前的市场需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述速度慢、性能较低的缺陷，提供一种高性能、高速的RFID读写器电路、模块及其读写器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种RFID读写器电路，包括基带控制单元、射频单元和天线，所述基带控制单元包括用于处理中间件协议且与外部设备连接的第一处理器和用于处理标签信息、发送标签读写指令且与所述射频单元连接的第二处理器；所述第一处理器和第二处理器之间通过串行数据总线连接；所述射频单元通过天线发送或接收射频信号。

更进一步地，所述第一处理器使用的中间件协议包括内建的LLRP协议或私有协议；所述第二处理器用于处理所述标签信息的协议，包括EPC协议。

更进一步地，所述第一处理器设置有用于与外部设备连接的RS-232接口、以太网接口和通用I/O接口；所述第二处理器通过SSC通讯接口与所述射频单元连接。

更进一步地，所述第一处理器和第二处理器在连接其间的串行数据总线上通过UART通讯方式进行数据交互。

更进一步地，所述第一处理器是ARM9处理器，所述第二处理器是ARM7处理器。

更进一步地，还包括与所述第一处理器连接的实时时钟电路、串接在所述第一处理器通用I/O接口输入端的光电隔离电路和分别与所述第一处理器通用I/O接口输出端和以太网接口信号端连接的多个ESD保护电路。

更进一步地，所述天线包括具有多个并接的天线单元的天线阵。

更进一步地，还包括与所述第二处理器连接的外部指示电路和连接在所述第二处理器和所述天线之间、用于在所述第二处理器控制下选择天线单元的天线选择电路。

本实用新型还涉及一种RFID读写器模块，所述RFID读写器模块用于嵌入指定设备中使其具有RFID标签读写功能，所述RFID读写器模块包括RFID读写器电路，所述RFID读写器电路为上述任意一项所述的RFID读写器电路。

本实用新型还涉及一种RFID读写器，包括RFID读写器电路，所述RFID读写器电路为上述任意一项所述的RFID读写器电路。

实施本实用新型的RFID读写器电路、模块及其读写器，具有以下有益效果：由于其基带处理单元具有两个不同的处理器，且这两个不同的处理器分别处理在电子标签识别中不同阶段的不同的事务并通过总线进行数据交互；所以其处理单个标签识别时速度较快，也较能适应多标签识别的环境。

附图说明

图1是本实用新型RFID读写器电路、模块及其读写器实施例中读写器电路的结构示意图；

图2是所述实施例中读写器电路的进一步的结构示意图；

图3是所述实施例中射频单元的结构示意图；

图4是所述实施例中第一处理器的电原理图；

图5是所述实施例中第二处理器的电原理图；

图6是所述实施例中与第一处理器连接的以太网接口的电原理图；

图7是所述实施例中与第一处理器连接的实时时钟的电原理图；

图8是所述实施例中与第一处理器连接的通用I/O接口的电原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图1所示，在本实用新型RFID读写器电路、模块及其读写器实施例中，该RFID读写器电路包括基带控制单元1和射频单元2，其中。基带控制单元1与射频单元2连接，射频单元2还与天线3连接，基带控制单元1还可以和外接设备（图中未示出）连接。在本实施例中，上述基带控制单元1包括第一处理器11和第二处理器12，上述第一处理器11用于处理中间件协议且与外部设备连接，第二处理器12用于发送标签读写指令且与射频单元2连接；第一处理器11和第二处理器12之间通过串行数据总线连接；射频单元2通过天线发送或接收射频信号；第一处理器11使用的中间件协议包括内建的LLRP协议或私有协议（例如，远望谷自有中间件协议）；第二处理器12用处理所述标签信息的协议包括EPC协议。第一处理器11和第二处理器12在连接其间的串行数据总线上通过UART通讯方式进行数据交互。在本实施例中，第一处理器11是ARM9处理器，第二处理器12是ARM7处理器。第一处理器11设置有用于与外部设备连接的RS-232接口、以太网接口和通用I/O接口；与PC机（外部设备）进行数据交互，对内与第二处理器通11过UART通讯方式进行数据交换，通过协议的处理和信息的传递来完成系统任务；第二处理器12通过SSC通讯接口与射频单元2连接，其专用于依据EPC协议完成标签信息的处理，接收射频单元2返回的标签信息及发送标签读写控制指令。

图2是本实施例中基带控制单元1更为详细的结构示意图，在图2中，基带控制单元1分为两个部分，第一部分是ARM9为核心的第一处理器，其连接有晶振、RS-232电路、以太网PHY电路、通用I/O接口电路、实时时钟电路、ESD保护电路。另一部分则是ARM7为核心的第二处理器，其周围连接的电路有晶振电路、天线选择电路、外部指示灯电路、蜂鸣器电路。

请参见图4、图6、图7和图8，在本实施例中，第一处理器11（即ARM9(PAD2)）与上行PC机是通过其第F11、A10脚接入RS232驱动芯片（U8）的第9、10脚，RS232驱动芯片的第7、8脚接入PC机进行数据交互。其下行通讯是通过其UART串口的第B4、A3脚接入ARM7(U14)的UART串口第34、35脚作为通讯接口进行数据交互；所述以太网PHY(U2)是通过ARM9的Ethernet MAC接口连接，并且端口采用ESD保护芯片（D1～D8）对八路信号线进行保护；所述时钟（U9）内部集成了充电电路及备用电池，从而简化了电路的设计以及提高电路的稳定性；所述接口单元是四路输入信号经过光耦隔离器件（U3）接入ARM9处理器的第C8、F9、B8、E9脚，四路输出信号是通过ARM9的第D7、C7、E7、F7脚控制三极管(Q2、Q3、Q4、Q5)的基极从而驱动继电器（K1～K4）的开关，在输入信号端及输出信号端都接有TVS管（U4、U5、U6）进行ESD防护。

如图2所示，ARM7(U14)处理器与上行通过其UART串口与ARM9(PAD2)的UART串口连接进行数据交互，下行则是通过SSC接口与射频单元进行数据交互；在图5中，指示灯驱动电路是通过ARM7的第52、14、15、31脚控制三极管的通断；温度检测电路是通过ARM7的第5脚连接到检波器（U16）的第19脚进行A/D采样；电压检测是通过ARM7的第6脚进行A/D采样。值得一提的是，在本实施例中，上述天线3是具有多个并接的天线单元的天线阵，需要根据现场情况对上述天线单元进行选择。所以，在本实施例中，还包括连接在第二处理器12和天线3之间、用于在第二处理器12控制下选择天线单元的天线选择电路；用于使得接收或发射射频信号时得到较好的效果。天线选择电路是由ARM7的第43、47、23、11脚通过驱动芯片（U40）选择天线。

如图3所示，射频单元包括射频发射电路和射频接收电路两部分。其中，发射电路是由集成射频芯片（U20）的第49脚和晶体振荡器（X2）的第3脚组成最基本的频率综合发生器，射频输出信号是由（U20）的第19、20脚组成差模信号连接巴伦芯片（U25）的第3、4脚，U25的第1脚连接放大器（U39）的第1脚、U39的第3脚连接射频开关（U31）的第5脚，（U31）的第1和3脚分别连接介质滤波器（U29、U32）第1和2脚，U29、U32的第2和1脚连接U30的第3和1脚，U30的第5脚通过一个隔直电容C222连接到功率放大器（U24）的6脚、U24的第11脚接低通滤波器（U22）的第3脚、U22的第1脚连接定向耦合器（U18）的第4脚，U18的第2脚连接四路射频开关进行天线选择。射频单元接收电路是通过天线接收到信号后，通过定向耦合器（U18）的第3脚连接到巴伦芯片（U19）的第1脚，通过巴伦芯片转化成差分信号输入到集成射频芯片（U20）的第4、5脚，通过内部低噪声放大进行混频、解调、滤波、数字信号放大及解码。

射频单元还包括发射功率检测电路，该发射功率检测电路是通过检波器（U16）的第32脚连接到定向耦合器（U18）的第4脚，通过U16的第10脚连接到ARM7(U14)的第3脚进行A/D采样。接收功率检测电路是通过检波器（U16）的第25脚连接到定向耦合器（U18）的第3脚，通过U16的第15脚连接到ARM7(U14)的第4脚进行A/D采样。

当然，在本实施例中，还包括为上述各单元供电的电源电路，该电源电路包括多个相互独立的输出端，分别为上述第一处理器11、第二处理器12以及射频单元2供电。由于其采用现有技术中的电压调节方式，在此不作详细的描述。

此外，在本实施例中，还涉及一种RFID读写器模块，该RFID读写器模块用于嵌入指定设备中使其具有RFID标签读写功能，该RFID读写器模块包括RFID读写器电路，其RFID读写器电路为上述RFID读写器电路。

本实施例中还涉及一种RFID读写器，包括RFID读写器电路，该RFID读写器电路为上述RFID读写器电路。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种RFID读写器电路，包括基带控制单元和射频单元，其特征在于，所述基带控制单元包括用于处理中间件协议且与外部设备连接的第一处理器和用于处理标签信息、发送标签读写指令且与所述射频单元连接的第二处理器；所述第一处理器和第二处理器之间通过串行数据总线连接；所述射频单元通过天线发送或接收射频信号。

2.根据权利要求1所述的RFID读写器电路，其特征在于，所述第一处理器使用的中间件协议包括内建的LLRP协议或私有协议；所述第二处理器用于处理所述标签信息的协议，包括EPC协议。

3.根据权利要求2所述的RFID读写器电路，其特征在于，所述第一处理器设置有用于与外部设备连接的RS-232接口、以太网接口和通用I/O接口；所述第二处理器通过SSC通讯接口与所述射频单元连接。

4.根据权利要求3所述的RFID读写器电路，其特征在于，所述第一处理器和第二处理器在连接其间的串行数据总线上通过UART通讯方式进行数据交互。

5.根据权利要求4所述的RFID读写器电路，其特征在于，所述第一处理器是ARM9处理器，所述第二处理器是ARM7处理器。

6.根据权利要求5所述的RFID读写器电路，其特征在于，还包括与所述第一处理器连接的实时时钟电路、串接在所述第一处理器通用I/O接口输入端的光电隔离电路和分别与所述第一处理器通用I/O接口输出端和以太网接口信号端连接的多个ESD保护电路。

7.根据权利要求6所述的RFID读写器电路，其特征在于，所述天线包括具有多个并接的天线单元的天线阵。

8.根据权利要求7所述的RFID读写器电路，其特征在于，还包括与所述第二处理器连接的外部指示电路和连接在所述第二处理器和所述天线之间、用于在所述第二处理器控制下选择天线单元的天线选择电路。

9.一种RFID读写器模块，所述RFID读写器模块用于嵌入指定设备中使其具有RFID标签读写功能，所述RFID读写器模块包括RFID读写器电路，其特征在于，所述RFID读写器电路为权利要求1-8任意一项所述的RFID读写器电路。

10.一种RFID读写器，包括RFID读写器电路，其特征在于，所述RFID读写器电路为权利要求1-8任意一项所述的RFID读写器电路。