CN208421832U - 一种高速多通道智能读卡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速多通道智能读卡器，该读卡器包括有外壳和PCB板，所述PCB板置于外壳内，PCB板与外壳可拆卸式连接；PCB板包括有电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块，电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块均分别固定在PCB板上，电源模块均分别与接口模块、主控模块、射频模块和整理模块电连接，主控模块均分别与射频模块、接口模块、射频模块、电源模块和整理模块电连接；射频模块还与整理模块和接口模块电连接。各模块固定在PCB板上，电源模块为其他各模块提供稳定可靠的电源，主控模块和射频模块均选用适合射频识别的电路架构，使得整个系统高效精确。

Description

一种高速多通道智能读卡器

技术领域

本实用新型属于射频识别领域，特别涉及一种高速多通道智能读卡器。

背景技术

传统读卡器仅能处理单一信号，如SD卡读卡器等，而如需识别处理多种信号的读卡系统则需对应设计电路，电路整体结构复杂，电路规模大，整体性差。

射频识别，RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID读写器又称为“RFID阅读器”，即无线射频识别，通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签，操作快捷方便。传统的射频读卡器系统功能过于单一，仅能实现射频读卡的功能，而随着社会日益发展，越来越多的场合需应用多种读卡通道，在能实现射频读卡的同时，仍需要对其他多种对外接口进行信息读写。

例如申请号为“201420701177.X”的专利申请文件中公开了一种多通道RFID读写器及RFID识别系统，多通道RFID读写器包括单片机；RFID射频模块，RFID射频模块与单片机连接；第一多路信号切换芯片，第一多路信号切换芯片的射频信号端与RFID射频模块的射频信号端连接，第一多路信号切换芯片的第一控制输入端与RFID射频模块的第一控制输出端连接；第二多路信号切换芯片，第二多路信号切换芯片的射频信号端与第一多路信号切换芯片的射频信号分支端连接，第二多路信号切换芯片的第二控制输入端与单片机的第二控制输出端连接；天线，天线与第二多路信号切换芯片的射频信号分支端连接。通过上述方式，该实用新型能够实现了一台多通道RFID读写器对多个天线进行控制。然而，该实用新型提供的读写器电路架构过于复杂，其选用的处理芯片处理速度过慢，使得整个装置的读卡速度慢，无法满足工业应用中对于快速高效的生产速率的需求。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可同时显示射频读卡及其他多种信号读取并处理的高速多通道智能读卡器。

本实用新型的另一个目的在于提供一种高速多通道智能读卡器，该读卡器还集成度高，整体性好，抗干扰能力强，适于广泛推广。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种高速多通道智能读卡器，该读卡器包括有外壳和PCB板，所述PCB板置于外壳内，PCB板与外壳可拆卸式连接；PCB板包括有电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块，电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块均分别固定在PCB板上，电源模块均分别与接口模块、主控模块、射频模块和整理模块电连接，主控模块均分别与射频模块、接口模块、射频模块、电源模块和整理模块电连接；射频模块还与整理模块和接口模块电连接。

各模块均固定在PCB板上，整个系统工作时，电源模块将外部电源转换成为适合各模块使用的电源，为整个系统正常供电，保证各模块正常工作，主控模块对个模块其中控制的作用，在本实用新型中，发明人经过多次试验，选用适合射频识别的过程的智能芯片和射频识别芯片，由此可保证系统中对相关信号的处理高效精确，射频模块可在主控模块的控制下完成对射频信号的接收和发送，完成整个系统中中最为关键的射频识别环节；而设置整理模块，可对整个系统中各路信号进行整理，保证各路信号正常传输、高效处理。

电源模块包括有电源输入调理电路、电源电流采样电路、使能驱动电路和多电压输出电路；电源输入调理电路的其中一个输入端与接口模块连接，所述电源输入调理电路的另一个输入端与主控模块连接，电源输出调理模块的输出端与与多电压输出电路连接；电源电流采样电路的其中一个输入端与多电压输出电路连接，另一个输入端与主控模块对应连接，电源采样电路的其中一个输出端与射频模块连接，电源采样电路的另一个输出端与多电压输出电路连接；所述使能驱动电路的输入端与主控模块连接，其输出端与多电压输出电路连接。电源输入调理电路可对外接电源进行调理，使其适合电源模块使用，电源电流采样电路与与主控模块对应引脚连接，主控模块可对电源电流实时监测，防止其工作异常；而多电压和使能驱动电路配合工作，电源模块可对后续模块输出多电压值的电压，驱动不同功率的射频发射电路工作，实现整个系统多通道运行的功能。

电源输入调理电路的包括有电源共模电感、第一电容和第二电容，所述电源共模电感的第一端口与接口模块连接，电源共模电感的第二端口与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与电源共模电感和接口模块的公共端连接，电源共模电感的第三端口与第二电容的一端连接，第二电容的另一端与多电压输出电路连接，电源共模电感的第四端与多电压输出电路连接。在电源模块中使用共模电感可抑制干扰。减少电源模块输出的电压中的杂波，避免杂波对后续信号处理产生影响。

主控模块包括有智能控制芯片、参考电压电路和USB线路滤波及匹配电路，智能控制芯片的具体型号为AT91SAM75256，参考电压电路和USB线路滤波及匹配电路均分别与智能控制芯片的对应引脚连接。参考电压电路用于ADC过程中为主控芯片提供精确的电压参考，保证主控芯片处理数据精确快速。而USB线路滤波及匹配电路则可在对USB外接信号进行滤波后，将主控芯片与USB外接信号匹配连接起来，完成系统与外部信号源的交互的同时，避免USB端外接信号对整个电路产生干扰，避免从USB端引入杂波影响系统整体性能。

主控模块还包括有温度检测电路，温度检测电路设置有复数个，复数个温度检测电路的电路架构均相同，复数温度检测电路均分别和智能控制芯片的对应引脚连接；每个温度检测电路均包括有温度检测芯片，温度检测芯片的具体型号为：LM60CIM3。温度检测电路设置复数个，复数个温度检测电路安装在PCB板的不同位置，温度检测电路可与主控芯片共同作用，检测不同位置的PCB板的温度情况，如检测到该位置PCB板温度过高，则意味着此处电路工作异常，主控模块可控制进行一系列操作来处理该问题，避免系统发生故障或烧坏。

整理模块包括有功率放大电路、切换电路、衰减电路和射频功率检测电路，功率放大电路、射频功率检测电路和衰减电路均分别与切换电路连接。

功率放大电路包括有功率放大芯片，功率放大芯片的型号为RF5110G，功率放大芯片的OUT引脚与切换电路连接；

衰减电路包括有衰减器芯片，衰减器芯片的具体型号为LMV225，其第三引脚与切换电路连接；

切换电路包括有方向耦合芯片和切换通道芯片，方向耦合芯片的具体型号为XC0900P-10S，功率放大电路与XC0900P-10S的第一引脚连接，衰减电路与XC0900P-10S的第四引脚连接，切换通道芯片的具体型号为：RF1500；XC0900P-10S的第二引脚与RF1500的第五引脚连接；

射频检测电路包括有射频功率检测芯片，射频功率检测芯片的具体型号为：LMV225，XC0900P-10S的第三引脚与LMV225的第三引脚连接。

射频模块包括有射频电路和射频滤波电路，射频电路包括有射频芯片，所述射频芯片的具体型号为：R2000，射频滤波电路与射频电路连接。

射频滤波电路中包括有射频滤波芯片，所述射频滤波芯片的具体型号为：ADG888。设置射频滤波电路，系统可在发射射频信号前，先利用射频滤波电路检测附近空间中有无射频信号发出，如有射频信号发出，则系统等待一段指定时间，待外界射频信号发射完毕后在发射自身的射频信号，由此可避免在同一空间中大批量使用本系统时，避免各个独立系统之间同时发射射频信号互相造成干扰。

该装置还包括有模块独立屏蔽罩，模块独立屏蔽罩金属材质，模块独立屏蔽罩对应系统模块数量设置复数个，复数个独立屏蔽罩均分别罩设在对应独立模块的外部，复数个独立屏蔽罩均分别与外壳固定连接。每个模块外部均设置独立的屏蔽罩，可防止不同模块之间互相干扰。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型当中，各模块固定在PCB板上，电源模块为其他各模块提供稳定可靠的电源，主控模块和射频模块均选用适合射频识别的电路架构，使得整个系统高效精确，整理模块可对整个系统的电路架构起到整理作用，用于多电路中对应信号进行检测、放大、滤波和放大等操作，使整个系统工作正常，保证整个系统高效精确运转。

附图说明

图1是本实用新型高速多通道智能读卡器的电源模块的电路原理图。

图2是本实用新型高速多通道智能读卡器的主控模块的电路原理图。

图3是本实用新型高速多通道智能读卡器的射频模块中的射频电路的电路原理图。

图4是本实用新型高速多通道智能读卡器的射频模块中的射频滤波电路的电路原理图。

图5是本实用新型高速多通道智能读卡器的整理模块的电路原理图。

图6是本实用新型高速多通道智能读卡器的接口模块的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

参见图1-5所示，本实用新型提供一种一种高速多通道智能读卡器，该读卡器包括有外壳和PCB板，所述PCB板置于外壳内，PCB板与外壳可拆卸式连接；PCB板包括有电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块，电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块均分别固定在PCB板上，电源模块均分别与接口模块、主控模块、射频模块和整理模块电连接，主控模块均分别与射频模块、接口模块、射频模块、电源模块和整理模块电连接；射频模块还与整理模块和接口模块电连接。

各模块均固定在PCB板上，整个系统工作时，电源模块将外部电源转换成为适合各模块使用的电源，为整个系统正常供电，保证各模块正常工作，主控模块对个模块其中控制的作用，在本实用新型中，发明人经过多次试验，选用适合射频识别的过程的智能芯片和射频识别芯片，由此可保证系统中对相关信号的处理高效精确，射频模块可在主控模块的控制下完成对射频信号的接收和发送，完成整个系统中中最为关键的射频识别环节；而设置整理模块，可对整个系统中各路信号进行整理，保证各路信号正常传输、高效处理。

电源模块包括有电源输入调理电路、电源电流采样电路、使能驱动电路和多电压输出电路；电源输入调理电路的其中一个输入端与接口模块连接，所述电源输入调理电路的另一个输入端与主控模块连接，电源输出调理模块的输出端与与多电压输出电路连接；电源电流采样电路的其中一个输入端与多电压输出电路连接，另一个输入端与主控模块对应连接，电源采样电路的其中一个输出端与射频模块连接，电源采样电路的另一个输出端与多电压输出电路连接；所述使能驱动电路的输入端与主控模块连接，其输出端与多电压输出电路连接。电源输入调理电路可对外接电源进行调理，使其适合电源模块使用，电源电流采样电路与与主控模块对应引脚连接，主控模块可对电源电流实时监测，防止其工作异常；而多电压和使能驱动电路配合工作，电源模块可对后续模块输出多电压值的电压，驱动不同功率的射频发射电路工作，实现整个系统多通道运行的功能。

电源输入调理电路的包括有电源共模电感L395、第一电容C505和第二电容C516，所述电源共模电感L395的第一端口与接口模块连接，电源共模电感L395的第二端口与第一电容C505的一端连接，第一电容C505的另一端与电源共模电感L395和接口模块的公共端连接，电源共模电感L395的第三端口与第二电容C516的一端连接，第二电容C516的另一端与多电压输出电路连接，电源共模电感L395的第四端与多电压输出电路连接。在电源模块中使用共模电感L395可抑制干扰。减少电源模块输出的电压中的杂波，避免杂波对后续信号处理产生影响。

主控模块包括有智能控制芯片U375、参考电压电路和USB线路滤波及匹配电路，智能控制芯片U375的具体型号为AT91SAM75256，参考电压电路和USB线路滤波及匹配电路均分别与智能控制芯片的对应引脚连接。参考电压电路用于ADC过程中为主控芯片U375提供精确的电压参考，保证主控芯片U375处理数据精确快速。而USB线路滤波及匹配电路则可在对USB外接信号进行滤波后，将主控芯片U375与USB外接信号匹配连接起来，完成系统与外部信号源的交互的同时，避免USB端外接信号对整个电路产生干扰，避免从USB端引入杂波影响系统整体性能。

主控模块还包括有温度检测电路，温度检测电路设置有复数个，复数个温度检测电路的电路架构均相同，复数温度检测电路均分别和智能控制芯片U375的对应引脚连接；每个温度检测电路均包括有温度检测芯片U348，温度检测芯片U348的具体型号为：LM60CIM3。温度检测电路设置复数个，复数个温度检测电路安装在PCB板的不同位置，温度检测电路可与主控芯片U375共同作用，检测不同位置的PCB板的温度情况，如检测到该位置PCB板温度过高，则意味着此处电路工作异常，主控模块可控制进行一系列操作来处理该问题，避免系统发生故障或烧坏。

整理模块包括有功率放大电路、切换电路、衰减电路和射频功率检测电路，功率放大电路、射频功率检测电路和衰减电路均分别与切换电路连接。

功率放大电路包括有功率放大芯片U912，功率放大芯片U912的型号为RF5110G，功率放大芯片U912的OUT引脚与切换电路连接；

衰减电路包括有衰减器芯片U906，衰减器芯片U906的具体型号为LMV225，其第三引脚与切换电路连接；

切换电路包括有方向耦合芯片U309和切换通道芯片U905，方向耦合芯片U309的具体型号为XC0900P-10S，功率放大电路与XC0900P-10S的第一引脚连接，衰减电路与XC0900P-10S的第四引脚连接，切换通道芯片U905的具体型号为：RF1500；XC0900P-10S的第二引脚与RF1500的第五引脚连接；

射频检测电路包括有射频功率检测芯片U918，射频功率检测芯片U918的具体型号为：LMV225，XC0900P-10S的第三引脚与LMV225的第三引脚连接。

射频模块包括有射频电路和射频滤波电路，射频电路包括有射频芯片U921，所述射频芯片U921的具体型号为：R2000，射频滤波电路与射频电路连接。

射频滤波电路中包括有射频滤波芯片U169A/U169B，所述射频滤波芯片U169A/U169B的具体型号为：ADG888。设置射频滤波电路，系统可在发射射频信号前，先利用射频滤波电路检测附近空间中有无射频信号发出，如有射频信号发出，则系统等待一段指定时间，待外界射频信号发射完毕后在发射自身的射频信号，由此可避免在同一空间中大批量使用本系统时，避免各个独立系统之间同时发射射频信号互相造成干扰。

该装置还包括有模块独立屏蔽罩，模块独立屏蔽罩金属材质，模块独立屏蔽罩对应系统模块数量设置复数个，复数个独立屏蔽罩均分别罩设在对应独立模块的外部，复数个独立屏蔽罩均分别与外壳固定连接。每个模块外部均设置独立的屏蔽罩，可防止不同模块之间互相干扰。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型当中，各模块固定在PCB板上，电源模块为其他各模块提供稳定可靠的电源，主控模块和射频模块均选用适合射频识别的电路架构，使得整个系统高效精确，整理模块可对整个系统的电路架构起到整理作用，用于多电路中对应信号进行检测、放大、滤波和放大等操作，使整个系统工作正常，保证整个系统高效精确运转。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速多通道智能读卡器，该读卡器包括有外壳和PCB板，所述PCB板置于外壳内，所述PCB板与外壳可拆卸式连接；其特征在于，所述PCB板包括有电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块，所述电源模块、接口模块、主控模块、射频模块和整理模块均分别固定在PCB板上，所述电源模块均分别与接口模块、主控模块、射频模块和整理模块电连接，所述主控模块均分别与射频模块、接口模块、射频模块、电源模块和整理模块电连接；所述射频模块还与整理模块和接口模块电连接。

2.如权利要求1所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述电源模块包括有电源输入调理电路、电源电流采样电路、使能驱动电路和多电压输出电路；所述电源输入调理电路的其中一个输入端与接口模块连接，所述电源输入调理电路的另一个输入端与主控模块连接，所述电源输入调理模块的输出端与多电压输出电路连接；所述电源电流采样电路的其中一个输入端与多电压输出电路连接，另一个输入端与主控模块对应连接，所述电源电流采样电路的其中一个输出端与射频模块连接，所述电源电流采样电路的另一个输出端与多电压输出电路连接；所述使能驱动电路的输入端与主控模块连接，其输出端与多电压输出电路连接。

3.如权利要求2所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述电源输入调理电路的包括有电源共模电感、第一电容和第二电容，所述电源共模电感的第一端口与接口模块连接，所述电源共模电感的第二端口与第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与电源共模电感和接口模块的公共端连接，所述电源共模电感的第三端口与第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与多电压输出电路连接，所述电源共模电感的第四端与多电压输出电路连接。

4.如权利要求1所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述主控模块包括有智能控制芯片、参考电压电路和USB线路滤波及匹配电路，所述智能控制芯片的具体型号为AT91SAM75256，所述参考电压电路和USB线路滤波及匹配电路均分别与智能控制芯片的对应引脚连接。

5.如权利要求1所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述主控模块还包括有温度检测电路，所述温度检测电路设置有复数个，所述复数个温度检测电路的电路架构均相同，所述复数个温度检测电路均分别和智能控制芯片的对应引脚连接；所述温度检测电路包括有温度检测芯片，所述温度检测芯片的具体型号为：LM60CI M3。

6.如权利要求1所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述整理模块包括有功率放大电路、切换电路、衰减电路和射频功率检测电路，所述功率放大电路、射频功率检测电路和衰减电路均分别与切换电路连接。

7.如权利要求6所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述功率放大电路包括有功率放大芯片，所述功率放大芯片的型号为RF5110G，所述功率放大芯片的OUT引脚与切换电路连接；

所述衰减电路包括有衰减器芯片，所述衰减器芯片的第三引脚与切换电路连接；

所述切换电路包括有方向耦合芯片和切换通道芯片，所述方向耦合芯片的具体型号为XC0900P-10S所述功率放大电路与XC0900P-10S的第一引脚连接，所述衰减电路与XC0900P-10S的第四引脚连接，所述切换通道芯片的具体型号为：RF1500；所述XC0900P-10S的第二引脚与RF1500的第五引脚连接；

所述射频功率检测电路包括有射频功率检测芯片，所述射频功率检测芯片的具体型号为：LMV225，所述XC0900P-10S的第三引脚与LMV225的第三引脚连接。

8.如权利要求1所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述射频模块包括有射频电路和射频滤波电路，所述射频电路包括有射频芯片，所述射频芯片的具体型号为：R2000，所述射频滤波电路与射频电路连接。

9.如权利要求8所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，所述射频滤波电路设置有两条，每条通道电路均包括有一个选择开关芯片，所述选择开关芯片的具体型号为：ADG888。

10.如权利要求1所述的高速多通道智能读卡器，其特征在于，该读卡器还包括有模块独立屏蔽罩，所述模块独立屏蔽罩金属材质，所述模块独立屏蔽罩对应系统模块数量设置复数个，所述复数个独立屏蔽罩均分别罩设在对应独立模块的外部，所述复数个独立屏蔽罩均分别与外壳固定连接。