CN203405836U - 一种基于智能交通应用的uhf频段rfid读写器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于智能交通应用的UHF频段RFID读写器，包括ARM控制模块、FPGA模块、前端模块、锁相环模块、功放模块、定向耦合器模块、射频开关模块、载波功率消除模块、IQ解调放大模块，其中，ARM控制模块通过网线与位于道路两侧的工控机相连，ARM控制模块上连接有FPGA模块，FPGA模块控制锁相环模块，FPGA模块通过前端模块与功放模块、定向耦合器模块、射频开关模块、载波功率消除模块、IQ解调放大模块相连，射频开关模块通过同轴电缆与天线相连。本实用新型将RFID技术引入智能交通应用中，与视频抓拍相配合，能弥补视频抓拍在雾霾和雨雪天气无法清楚抓拍车牌照片的缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于智能交通应用的UHF频段RFID读写器，具体的说是能够安装在公路龙门架上，实时采集高速自由流车辆载有的RFID标签数据的设备。
背景技术
传统的智能交通应用是指在公路上架设龙门架，安装用于车辆监控的设备，设备包含视频抓拍摄像头、闪光灯、球机等。RFID读写器是指与天线和馈线配合，用于读取和写入RFID标签信息的设备。
现在RFID技术尚未引入智能交通应用，传统的智能交通应用在雾霾和雨雪天气无法清楚抓拍车牌照片。
实用新型内容
本实用新型将RFID技术引入智能交通应用中，与视频抓拍相配合，能弥补视频抓拍在雾霾和雨雪天气无法清楚抓拍车牌照片的缺点。
本实用新型包括ARM控制模块、FPGA模块、前端模块、锁相环模块、功放模块、定向耦合器模块、射频开关模块、载波功率消除模块、IQ解调放大模块，其中，ARM控制模块通过网线与位于道路两侧的工控机相连，ARM控制模块上连接有FPGA模块，FPGA模块控制锁相环模块，FPGA模块通过前端模块与功放模块、定向耦合器模块、射频开关模块、载波功率消除模块、IQ解调放大模块相连，射频开关模块通过同轴电缆与天线相连。
进一步改进，所述的功放模块由低噪声放大器RF3827和功率放大器RFPA3800组成。
进一步改进，所述的前端模块上连接有功率检测模块。
本实用新型的有益效果在于：
1、将RFID技术引入智能交通应用中，与视频抓拍相配合，能弥补视频抓拍在雾霾和雨雪天气无法清楚抓拍车牌照片的缺点。
2、既可实时采集车辆携带的RFID标签数据、又可以非常方便的检测所接馈线和天线的状态，提高了设备的环境适应性和易维护性。
3、由于采用了高速的FPGA模块进行编解码工作，所以提高了标签回波的速率到640kbps，又由于采用了载波功率消除模块减少了发射信号泄露对接收支路的影响，将读写器的接收灵敏度提高到了-70dBm，所以可以满足车辆在时速超过120公里每小时的情况下被读写器读取到标签信息。
附图说明
图1为本实用新型模块示意图。
具体实施方式
如图１所示，本实用新型由如下部分构成：读写器的工作控制中心ARM控制模块、实现基带波形滤波整形算法的FPGA模块、实现数模和模数转换的前端模块、实现频率合成的锁相环模块、实现发射信号线性放大的功放模块、实现收发隔离的定向耦合器模块、实现多路输出的射频开关模块、实现发射功率和接收功率检测的功率检测模块、实现降低接收信道阻塞的载波功率消除模块、实现基带信号放大的IQ解调放大模块。
控制模块采用集成了以太网MAC和PHY的luminary ARM7芯片，具有高性能、低功耗，内置资源丰富，外围电路设计简单的优点。根据需要设置相应的数据与网络接口。
基带波形滤波整形算法实现模块采用了XILINX、XC3S400系列芯片，具有性价比高、封装焊接简单的特点。
数模和模数转换前端模块采用MAX19713芯片，集成了A/D和D/A功能，具有转换速率快、精度高和通道多的特点。
锁相环模块采用了LMX2531芯片，该芯片具有功耗低，集成度高，内置VCO，相位噪声低的特点。
功率放大模块由低噪声放大器RF3827和功率放大器RFPA3800组成，具有增益大、线性度高的特点。
定向耦合器模块采用RCP890M10芯片，具有带宽宽、隔离度高的特点。
射频开关模块采用PE42641芯片，具有单刀四掷和静电防护功能。
功率检测模块采用MAX2016芯片，具有同时检测发射功率、接收功率和驻波的功能。
载波功率消除模块采用MAX2047芯片，具有高增益和相位、幅度可调功
IQ解调放大模块0采用MAX2021芯片，具有出色的线性度和噪声指标。
本实用新型的工作过程是：
将读写器放置于道路上端6米处高的龙门架上，4个天线悬挂于龙门架下半米处，读写器射频开关模块的4个端口通过四根同轴电缆与天线相连。
读写器的ARM控制模块通过RJ45网线与位于道路两侧的工控机相连，工控机向ARM控制模块发送读取标签信息的命令，ARM控制模块控制FPGA模块2产生基带数字信号，该信号经过数模模数转换前端模块产生模拟调制信号，该信号控制锁相环模块和功放模块产生UHF 频段的已调波信号，该信号经过经过定向耦合器后，绝大部分功率的信号经过射频开关传给天线后发射出去与贴在车辆挡风玻璃上的RFID标签通信，一小部分信号作为本振信号提供给载波功率消除模块,和解调放大模块0，载波功率消除模块需要FPGA 模块实时发送控制相位和幅度信号来最大程度的减小发射载波对基带信号的阻塞。RFID标签的返回信号被天线接收后，经过解调放大模块0后，被模数转换前端模块数字化并送入FPGA模块2进行数字滤波和解码。
解码后的卡号经过ARM控制模块传给工控机。
如果天线和馈线因为超高车辆的撞击等原因损坏，后台控制人员可通过远程登录工控机来发送查询天线驻波的命令，该命令送到ARM 控制模块后，通过比较功率检测模块测得的发射功率和接收功率的数值，可得出天线驻波，如果驻波大于1.5，则判断天线损坏，需要维修，这样大大节约了人员去现场检测天线性能的工作量。
由于读写器与龙门架上的拍照爆闪灯等设备共用220V交流电源，而爆闪灯在点亮瞬间会严重影响交流电压，最低时只剩下100V左右，所以该读写器可采用宽输入电压范围的开关电源，输入电压范围达到了84V~264V，足以应付复杂的供电环境。
由于采用了高速的FPGA模块进行编解码工作，所以提高了标签回波的速率到640kbps，又由于采用了载波功率消除模块减少了发射信号泄露对接收支路的影响，将读写器的接收灵敏度提高到了-70dBm，所以可以满足车辆在时速超过120公里每小时的情况下被读写器读取到标签信息。
本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于智能交通应用的UHF频段RFID读写器，其特征在于：包括ARM控制模块、FPGA模块、前端模块、锁相环模块、功放模块、定向耦合器模块、射频开关模块、载波功率消除模块、IQ解调放大模块，其中，ARM控制模块通过网线与位于道路两侧的工控机相连，ARM控制模块上连接有FPGA模块，FPGA模块控制锁相环模块，FPGA模块通过前端模块与功放模块、定向耦合器模块、射频开关模块、载波功率消除模块、IQ解调放大模块相连，射频开关模块通过同轴电缆与天线相连。
2.根据权利要求1所述的基于智能交通应用的UHF频段RFID读写器，其特征在于：所述的功放模块由低噪声放大器RF3827和功率放大器RFPA3800组成。
3.根据权利要求1所述的基于智能交通应用的UHF频段RFID读写器，其特征在于：所述的前端模块上连接有功率检测模块。
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| CN (1) | CN203405836U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105741562A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-06 | 浪潮集团有限公司 | 一种基于uhf rfid的车辆管理系统 |
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2013
- 2013-08-22 CN CN201320513088.8U patent/CN203405836U/zh not_active Expired - Lifetime
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