CN220020283U - 一种结合pin开关模式的低成本多通道rfid识别电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，包括MCU、两个移位寄存器电路、射频芯片、八个PIN二极管控制电路、八个天线调制电路和三极管控制电路，所述MCU和两个移位寄存器电路连接，所述射频芯片和移位寄存器电路连接，所述八个PIN二极管控制电路和射频芯片连接，所述射频芯片与MCU之间的通信需使用74HC595D移位寄存器，所述三极管控制电路和移位寄存器电路连接。本实用新型通过MCU、移位寄存器电路、射频芯片、PIN二极管控制电路、天线调制电路和三极管控制电路的相互配合，从而实现了结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，满足技术要求及可靠性的前提下尽可能降低成本，每个天线可独立控制。

Description

一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路

技术领域

本实用新型涉及RFID识别电路技术领域，具体为一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路。

背景技术

PIN二极管:一种具有开关速度快，反向击穿电压高，可控功率大，损耗小，以及在正反向偏置下能得到近似短路和开路等特性的微波半导体器件，RFID，射频识别技术，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，但是传统的多通道RFID识别电路无法通过低成本的方式独立控制每个通道的开闭，传统的用于精确定位的高频RFID设备，每个设备相对独立，且只能读取固定位置的标签，目前虽然已有部分设计将4个或者8个RFID设备整合到一个设备上以降低成本，但此方案无法精确控制每个射频天线的开启与关闭，每个RFID模块只能同时工作，在某些场景下，用户希望在精确定位的基础上通过天线对特定标签进行读写或透传操作，此时单天线方案虽然可以实现但成本较高，多天线方案虽然仅需一个MCU就可以控制多套RFID天线设备，在成本上有所降低，但是其无法独立控制每套设备且由于射频芯片的存在，每套设备成本仍然不低，为此，我们提供出一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，包括MCU、两个移位寄存器电路、射频芯片、八个PIN二极管控制电路、八个天线调制电路和三极管控制电路，所述MCU和两个移位寄存器电路连接，所述射频芯片和移位寄存器电路连接，所述八个PIN二极管控制电路和射频芯片连接。

优选的，所述射频芯片与MCU之间的通信需使用74HC595D移位寄存器。

优选的，所述三极管控制电路和移位寄存器电路连接。

优选的，所述八个天线调制电路和八个PIN二极管控制电路连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过MCU、移位寄存器电路、射频芯片、PIN二极管控制电路、天线调制电路和三极管控制电路的相互配合，从而实现了结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，满足技术要求及可靠性的前提下尽可能降低成本，每个天线可独立控制。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型移位寄存器电路示意图图；

图3为本实用新型三极管控制电路示意图；

图4为本实用新型PIN二极管控制电路示意图；

图5为本实用新型天线控制示意图。

图中：1MCU、2移位寄存器电路、3射频芯片、4PIN二极管控制电路、5天线调制电路、6三极管控制电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，包括MCU1、两个移位寄存器电路2、射频芯片3、八个PIN二极管控制电路4、八个天线调制电路5和三极管控制电路6，MCU1和两个移位寄存器电路2连接，射频芯片3和移位寄存器电路2连接，射频芯片3与MCU1之间的通信需使用74HC595D移位寄存器，八个PIN二极管控制电路4和射频芯片3连接，三极管控制电路6和移位寄存器电路2连接，八个天线调制电路5和八个PIN二极管控制电路4连接。

由于MCU1的IO口有限，故为了将多个RFID设备整合到一块主板上，射频芯片3与MCU1之间的通信需使用74HC595D移位寄存器，以串行输入并行输出的方式在有限的IO口的情况下控制复数位的RFID天线。

在射频芯片3与天线调制电路5中间加上PIN二极管控制电路4，当控制电压VT使PIN二极管导通时，射频信号通道呈现低阻抗状态，而VT为零或者为负值时，二极管截止，射频通道呈现高阻抗状态，这样就实现了射频开关的功能。

通过控制PIN二极管的导通与截止来实现每套天线的独立工作，由于PIN二极管控制电路4是加在射频芯片3与天线调制电路5之间，所以可以通过1个MCU+1个射频芯片3实现复数位的RFID天线设备工作，相较于完全独立的RFID设备或者1个MCU配多个射频芯片3的RFID设备大大节省了成本，(以8天线设备为例，8个独立的RFID设备需要8个MCU&8个射频芯片3，市面上常见的整合后的8通道设备为1个MCU&8个射频芯片3且无法独立控制，新设计为1个MCU&1个射频芯片3&PIN二极管/高反压二极管，可独立控制)，既实现了独立RFID设备可独立控制的优点，同时成本比8通道设备更低。

选择PIN二极管，因为PIN二极管多了一个本征I层导致它的结电容很小，通常在1pF以下，这种独特的内部结构是确保它对射频信号始终表现为一个线性电阻的性质，但是也导致PIN二极管价格远高于普通二极管，如MA4P506-1072T，虽然可以达到1PF的结电容，但是单价基本在40元以上，实际上对于50MHz以下的应用，很多高反压的低频小电流整流管是很好的开关型PIN的代用品，因为这些高反压二极管本身就是PIN结构的，只是结电容稍大一些，比如1N4007的结电容大约是15PF，可以作为50MHz以下的射频信号的PIN二极管替代品，且成本仅为前者的千分之一(约0.4分钱/PCS)。

如图5所示，对于具体的控制执行流程，主要是通过MC1制PIN二极管控制电路4的VT实现，由于MCU1输出功率较小，所以实际使用时需增加三极管控制电路6，逻辑如下：

当控制单路天线工作时，MCU1发送对应指令，如仅使三极管电路1工作，PIN二极管电路1的VT电压为正(例如+5V)，此时PIN二极管1导通时，射频信号通道呈现低阻抗状态，天线调制1正常工作，并将射频信号传至射频芯片3处理，实现RFID设备的读取写入等功能。

当控制多路天线工作时，MCU1发送对应指令，如使得天线3/4工作，此时如果同时将天线3/4的控制电路导通，虽然也可使得天线工作，但是由于只有一个射频芯片3，此时会使得两个天线工作均不正常，所以在实际的使用逻辑下，会让MCU1分时发送控制电路3/4导通的信号，即采用时分复用技术，使得一个射频芯片3可以传输多路独立的信号，即实现多路通信控制。

通过MCU1、移位寄存器电路2、射频芯片3、PIN二极管控制电路4、天线调制电路5和三极管控制电路6的相互配合，从而实现了结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，满足技术要求及可靠性的前提下尽可能降低成本，每个天线可独立控制。

综上所述：该结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，通过MCU1、移位寄存器电路2、射频芯片3、PIN二极管控制电路4、天线调制电路5和三极管控制电路6的相互配合，解决了上述背景技术中提出的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，其特征在于：包括MCU(1)、两个移位寄存器电路(2)、射频芯片(3)、八个PIN二极管控制电路(4)、八个天线调制电路(5)和三极管控制电路(6)，所述MCU(1)和两个移位寄存器电路(2)连接，所述射频芯片(3)和移位寄存器电路(2)连接，所述八个PIN二极管控制电路(4)和射频芯片(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，其特征在于：所述射频芯片(3)与MCU(1)之间的通信需使用74HC595D移位寄存器。

3.根据权利要求2所述的一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，其特征在于：所述三极管控制电路(6)和移位寄存器电路(2)连接。

4.根据权利要求3所述的一种结合PIN开关模式的低成本多通道RFID识别电路，其特征在于：所述八个天线调制电路(5)和八个PIN二极管控制电路(4)连接。