CN203133879U - 一种无源无线通信的射频识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无源无线通信的射频识别装置，包括：阅读器、无源应答器，所述无源应答器包括：适于对待发送信号进行调制的ASK调制模块，与所述ASK调制模块相连的第一耦合线圈，该第一耦合线圈适于产生感应电能和发送调制信号；所述阅读器包括：适于传送感应电能和接收所述调制信号的第二耦合线圈，与该第二耦合线圈相连的ASK解调模块；本射频识别装置中含有的ASK调制模块和ASK解调模块，该调制和解调模块功耗较低，同时降低了阅读器的发射功率，并且频带宽度较宽特别适合信号传输。

Description

一种无源无线通信的射频识别装置

技术领域

本实用新型涉及一种射频通信领域,尤其涉及一种无源无线通信的射频识别装置。

背景技术

射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，该技术可以识别高速运动物体并可同时识别多个目标对象，操作方便。一套完整的射频识别系统，包括阅读器、应答器及应用软件系统三个部分所组成，其工作原理是阅读器发射一特定频率的射频信号，位于目标对象上的应答器进入磁场后接收阅读器发射一特定频率的射频信号，位于目标对象上的应答器进入磁场后收到阅读器发出的射频信号，将应答器内的芯片中所存储的目标对象的数据发送给阅读器，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用软件系统做相应的处理。

现有技术中的应答器采用有源和无源两种方式，有源应答器使用内部电池的能量，识别距离较长，可达几十米，但寿命有限并且价格较高，由于带有电池，体积比无源应答器大，无法做成薄卡。无源应答器不含电池，通过耦合阅读器的能量为内部电路供电，成本低、寿命长，可以制成薄卡或者挂扣;但它的识别距离受限，一般是几十厘米到几米，而且阅读器需要有较大的发射功率。因此如何减小无源应答器的功耗使阅读器的发射功率降低是本领域的技术难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适于减小无源应答器的功耗的无源无线通信的射频识别装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无源无线通信的射频识别装置，包括：阅读器、无源应答器;所述无源应答器包括：适于对待发送信号进行调制的ASK调制模块，与所述ASK调制模块相连的第一耦合线圈，该第一耦合线圈适于产生感应电能和发送调制信号；所述阅读器包括：适于传送感应电能和接收所述调制信号的第二耦合线圈，与该第二耦合线圈相连的ASK解调模块。

进一步，为了提供应答器的工作电压，所述无源应答器还包括：与该耦合线圈相连的适于提供工作电压的储能电容。

进一步，所述无源应答器还包括：适于存储数据的芯片，与该芯片相连的编码模块，该编码模块与所述ASK调制模块相连；所述阅读器还包括：与所述ASK解调模块相连的解码模块。

进一步，为了实现低功耗，降低制作成本，所述编码模块采用SC2262编码芯片，所述解码模块采用SC2272解码芯片，上述两种芯片工作电压低，非常适合能量供给有限的场合。

进一步，为了给无源应答器提供合适的感应电能，所述阅读器还包括：振荡单元电路、功率放大电路，所述振荡电路产生相应振荡信号经过所述功率放大电路放大，再输入至所述第二耦合线圈进行感应电能传送。

进一步，为了简化电路，采用有源晶振来实现振荡源，所述振荡单元电路包括：有源晶振，与该有源晶振的输出端相连的低通滤波器；所述低通滤波器包括：电感，第一、第二电容，可变电容，所述电感一端与所述有源晶振的输出端相连，其另一端与第一电容、可变电容、第二电容的一端相连，所述第一电容、可变电容的另一端接地，所述第二电容的另一端输出振荡信号。

进一步，为了避免放大器产生谐波，在功率放大电路中加入了二阶低通滤波器滤除高次谐波，这样电路才能工作在最佳状态。所述功率放大电路包括：一级、二级放大电路，在所述一级放大电路的输出端与二级放大器的输入端之间连接一二阶低通滤波器。

进一步，为了精简电路，合理的利用电路板板面支援，降低制作成本，所述第一耦合线圈盘绕并嵌设于所述无源应答器的至少一层电路板面上；所述第二耦合线圈盘绕并嵌设于所述阅读器的至少一层电路板面上。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1）本射频识别装置中含有的ASK调制模块和ASK解调模块，该调制和解调模块功耗较低，同时降低了阅读器的发射功率，并且频带宽度较宽特别适合信号传输；（2）采用SC2262解码芯片和SC2272解码芯片，其工作电压低，非常适合能量供给有限的场合；（3）采用二阶低通滤波器，避免放大器产生谐波，有效的滤除干扰信号；（4）第一、第二耦合线圈均盘绕并嵌设于电路板面上，在不影响无线信号和感应能量传输的前提下精简了电路结构，降低了制作成本。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的无源无线通信的射频识别装置中的无源应答器的结构示意图；

图2为本实用新型的无源无线通信的射频识别装置中的阅读器的结构示意图；

图3为本实用新型的无源无线通信的射频识别装置中的振荡单元电路的结构示意图；

图4为本实用新型的无源无线通信的射频识别装置中的功率放大电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

见图1、2，一种无源无线通信的射频识别装置，包括：阅读器、应答器，所述应答器包括：适于对待发送信号进行调制的ASK调制模块，与所述ASK调制模块相连的第一耦合线圈，该第一耦合线圈适于产生感应电能和发送调制信号；所述阅读器包括：适于传送感应电能和接收所述调制信号的第二耦合线圈，与该第二耦合线圈相连的ASK解调模块。

幅移键控（ASK）。这种调制方式是根据信号的不同，调节正弦波的幅度。幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。ASK调制模块简单，功耗较低，常用于简单的低速数据通信，ASK解调模块也十分简单。

所述无源应答器还包括：与该耦合线圈相连的适于提供工作电压的储能电容。

所述无源应答器还包括：适于存储数据的芯片，与该芯片相连的编码模块，该编码模块与所述ASK调制模块相连；所述阅读器还包括：与所述ASK解调模块相连的解码模块。

所述编码模块采用SC2262编码芯片，所述解码模块采用SC2272解码芯片。

所述阅读器还包括：振荡单元电路、功率放大电路，所述振荡电路产生相应振荡信号经过所述功率放大电路放大，再输入至所述第二耦合线圈进行感应电能传送。

见图3，所述振荡单元电路包括：有源晶振，与该有源晶振的输出端相连的低通滤波器；所述低通滤波器包括：电感L，第一电容C1、第二电容C2，可变电容C，所述电感L一端与所述有源晶振的输出端相连，其另一端与第一电容C1、可变电容C、第二电容C2的一端相连，所述第一电容C1、可变电容C的另一端接地，所述第二电容C2的另一端输出振荡信号。

采用电感L与可变电容C组成并联谐振回路，测试得线圈电感为11uH,可变电容容量为5～25PF，谐振频率： $F=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}$ 可得谐振频率为：21MHZ到9MHZ之间。对回路进行谐振频率测量得到谐振频率为11MHZ。因而，阅读器采用11.0952MHZ有源晶振产生接近与谐振频率的能源载波频率。

电感L，第一电容C1，可变电容C组成了低通滤波器。有源晶振产生的方波经低通滤波器后得到十分标准的频率为11.0592MHz的正弦波，通过第二电容C2送给功率放大电路。

见图4，所述功率放大电路包括：一级、二级放大电路，在所述一级放大电路的输出端与二级放大器的输入端之间连接一二阶低通滤波器。

所述第一耦合线圈盘绕并嵌设于所述无源应答器的至少一层电路板面上；所述第二耦合线圈盘绕并嵌设于所述阅读器的至少一层电路板面上。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种无源无线通信的射频识别装置，包括：阅读器、无源应答器，其特征在于，

所述无源应答器包括：适于对待发送信号进行调制的ASK调制模块，与所述ASK调制模块相连的第一耦合线圈，该第一耦合线圈适于产生感应电能和发送调制信号；

所述阅读器包括：适于传送感应电能和接收所述调制信号的第二耦合线圈，与该第二耦合线圈相连的ASK解调模块。

2.根据权利要求1所述的无源无线通信的射频识别装置，其特征在于，所述无源应答器还包括：与该耦合线圈相连的适于提供工作电压的储能电容。

3.根据权利要求2所述的无源无线通信的射频识别装置，其特征在于，所述无源应答器还包括：适于存储数据的芯片，与该芯片相连的编码模块，该编码模块与所述ASK调制模块相连；

所述阅读器还包括：与所述ASK解调模块相连的解码模块。

4.根据权利要求3所述的无源无线通信的射频识别装置，其特征在于，所述编码模块采用SC2262编码芯片，所述解码模块采用SC2272解码芯片。

5.根据权利要求3所述的无源无线通信的射频识别装置，其特征在于，所述阅读器还包括：振荡单元电路、功率放大电路，所述振荡电路产生相应振荡信号经过所述功率放大电路放大，再输入至所述第二耦合线圈进行感应电能传送。

6.根据权利要求5所述的无源无线通信的射频识别装置，其特征在于，所述振荡单元电路包括：有源晶振，与该有源晶振的输出端相连的低通滤波器；所述低通滤波器包括：电感，第一、第二电容，可变电容，所述电感一端与所述有源晶振的输出端相连，其另一端与第一电容、可变电容、第二电容的一端相连，所述第一电容、可变电容的另一端接地，所述第二电容的另一端输出振荡信号。

7.根据权利要求5所述的无源无线通信的射频识别装置，其特征在于，所述功率放大电路包括：一级、二级放大电路，在所述一级放大电路的输出端与二级放大器的输入端之间连接一二阶低通滤波器。

8.根据权利要求1-7任一所述的无源无线通信的射频识别装置，其特征在于，所述第一耦合线圈盘绕并嵌设于所述无源应答器的至少一层电路板面上；所述第二耦合线圈盘绕并嵌设于所述阅读器的至少一层电路板面上。

Images