CN2385386Y

CN2385386Y - 微波卡读写装置

Info

Publication number: CN2385386Y
Application number: CN 98203358
Authority: CN
Inventors: 翟春惠; 汤志军; 姜志荣; 曹长君; 马闳中; 刘启明; 郭景华; 陈建生
Original assignee: BEIJING AEROSPACE FUDAO HIGH-TECH CO LTD
Current assignee: BEIJING AEROSPACE FUDAO HIGH-TECH CO LTD
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2000-06-28
Anticipated expiration: 2008-04-16

Abstract

微波卡读写装置由读写器主机组合、微波卡、天线组合组成,读写器主机组合与天线组合电缆连接,天线组合与微波卡是空间传输,要传输的信号经读写器主机组合传输给天线组合,天线组合通过空间传输给微波卡;该装置还配有微波暗盒、微波测试组合、匹配罩,可连接成微波卡闭路读写器。该装置结构精巧、简单,成本低,抗干扰能力强,运行可靠性高,读写作用距离远,用途广泛。

Description

微波卡读写装置

本实用新型涉及一种利用微波双向通信信道对移动的微波卡(携带微波卡的物体)进行数据读写和自动识别的装置，特别是称为可用于智能运输系统中的交通管理和不停车电子收费以及身份、物体识别等的微波卡读写装置。

现在交通上所使用的自动管理装置主要用于收费，较为先进的是采用无线通讯装置实现，但采用上述装置存在安装复杂，工作环境要求高且成本高、抗干扰能力低、用途面窄、运行可靠性低等不足。

本实用新型的目的在于提供一种结构精巧、简单，成本低，抗干扰能力强，环境适应性强，运行可靠性高，用途广泛的微波卡读写装置。

本实用新型的优点是运行可靠性高，抗干扰能力强，微波读写作用距离大于15米，环境适应性强，结构设计精巧，成本低，除用于变通管理及不停车时速不限电子收费外，还可用于仃车场或加油站的自动收费，仓库集装箱码头车辆或集装箱管理(抄号)，安全保卫系统的自动识别、飞行器自动识别，贵重财物车辆跟踪，大型生产流水线过程控制等领域。

本实用新型的技术解决方案是：微波卡读写装置由微波卡、天线组合、读写器主机组合组成，微波卡读写装置的读写器主机组合由主控计算机分组合、控制与解调分组合和微波分组合组成，主控计算机分组合与控制与解调分组合采用并行口数据总线连接，控制与解调分组合与微波分组合采用电缆连接；读写器主机组合与天线组合电缆连接，天线组合与微波卡是空间传输，要传输的数据信号经读写器主机组合传输给天线组合，天线组合通过空间传输给微波卡；微波卡读写装置还具有一个微波卡闭路读写器，微波卡闭路读写器主机组合采用上述相同的连接方式，要传输的数据信号经读写器主机组合用电缆传输给微波暗盒，微波卡闭路读写器主机可经电缆传输给天线组合，再由天线组合通过匹配罩传输给微波测试组合；由后者经电缆传输给微波暗盒；暗盒是由金属屏蔽制成的四方体，内层敷有微波吸收材料层，暗盒内装有相互隔离的收、发天线及可进出的微波卡托盘；匹配罩是由金属屏蔽制成的四面锥形体，内层敷有微波吸收材料层，四面锥形体内一端装有测试天线，另一端可分别卡箍在询问器收、发天线上。

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。

图1微波卡读写装置工作原理方框图；

图2微波卡工作原理方框图；

图3微波卡读写器主机工作原理方框图；

图4微波卡闭路读写器原理方框图；

图5微波卡电路图。

实施例1：微波卡读写装置由微波卡、天线组合、读写器主机组合组成，微波卡读写装置的读写器主机组合由主控计算机分组合、控制与解调分组合和微波分组合组成，主控计算机分组合与控制与解调分组合采用并行口数据总线连接，控制与解调分组合与微波分组合采用电缆连接；读写器主机组合与天线组合电缆连接，天线组合与微波卡是空间传输，要传输的信号经读写器主机组合传输给天线组合，天线组合通过空间传输给微波卡；主控计算机在收到监控中心的启动命令后，将安装好的程序沿双向无线通道自动地完成读写，主控计算机将状态控制指令和数据(包括发给微波卡的所有指令、数据)传输给控制与解调分组合，控制与解调分组合的现场可编程门阵列(FPGA)对接收到的控制指令和数据进行处理，向微波分组合发出状态控制指令(如频率波段、跳频、速率、天线开关设置等)，将要传输给微波卡的指令与数据变换成串行数据，进行分组排列与编码(纠错码)，按规定的通信协议标准排序，并对每个数据比特进行31位的直接随机序列扩谱变换。这样就构成了读写器要发给微波卡“前向链路”(读写器至微波卡)数据列。“前向链路”数据列能传输给微波分组合，在此该数据列对本组合频综输出的载波信号进行振幅调制，经功率放大器放大，由发射天线发射给微波卡，数据列发射完后，微波分组合要经同一通路向微波卡发射未调制的连续载波信号CW，以便为微波卡发射“反向链路”(微波卡至读写器)数据提供载波信号。微波卡经其接收天线收到的“前向链路”数据列调制的微波信号，只要接收功率达到灵敏度要求，收到的“前向链路”数据列就能控制微波卡作为一个智能通信终端的工作。微波卡通常处于静止-----唤醒周期性交替变化中，当微波卡接收到规定的调制信号后，首先使时钟锁定并开始工作，然后接通处理器，对扩谱信号进行相关处理，微处理器接收到的指令内容实现控制任务，按规定的通信协议形成“反向链路”数据列。该数据列经差分相移键控(DPSK)调制付载波方波后，再去调制微波卡发射天线的阻抗。微波卡发射天线采用简单的偶极子天线，用微波开关控制偶极子天线两部分的接通或断开，当开关接通时天线等效于单个半波长天线，它将反射照射到该天线的载波信号，当开关断开时，天线等效于一个四分之一波长天线，它反射很少的照射到该天线的载波信号。当读写器发射连续载波CW信号时，微波卡发射天线反向散射经DPSK调制付载波方波对载波调幅的微波信号。当读写系统天线组合的接收天线收到载有微波卡“反向链路”数据列的反向散射信号后，传输给读写器的微波分组合，在此进行低噪声放大和相干正交下变频，从而得出含有DPSK调制付载波的I、Q两路正交信号。其幅度用于调整自动增益控制(AGC)，并输出至控制与解调分组合，在此I、Q两路信号分别滤波，A/D变换后，再经I、Q两路信号数字合成器和数字DPSK解调器得出微波卡“反向链路”检测锁定信号、时钟与信息数据。对这些信号与数据由本分组合将其串行数据变换成并行数据后传输给主控计算机分组合，并由它进行识别、判断处理后自动转入相应的下一步程序。主控计算机执行双向通信协议的结果将输给监控中心(串行口)或网络。根据实际应用的不同，可以通过软件组成只读(识别)卡号(一次双向通信)的或读(识别)卡号、读、写数据(三次双向通信)或更多次的双向通信系统。

实施例2：微波卡读写装置由微波卡、读写器主机组合、天线组合、微波暗盒、匹配罩、微波测试组合组成几种不同用途的微波卡闭路读写器；发卡单位使用的微波卡闭路读写器由微波卡、读写器主机组合和微波暗盒组成，此时读写器主机仍由主控计算机分组合、控制与解调分组合和微波分组合组成，这些分组合之间的连接方式同前所述，读写器主机组合与微波暗盒经同轴电缆连接，在微波暗盒内微波信号经封闭空间传播给微波卡；将微波卡插到微波暗盒托盘内，监控中心机直接控制读写器按专门为发卡单位设计的程序进行读、写、识别功能，其基本功能与实施例1大体相同，不同的是微波暗盒代替了天线组合及开路的空间传播，微波信号功率电平可调到合适的固定值；另外，这安全起见，发卡单位可按规定细则约定密码，以保证卡号与所含数据(如所含金额)的安全性。用于读写器主机组合及微波卡闭路测试的微波卡闭路读写器由读写器主机组合、微波卡、微波测试组合与微波暗盒组成，读写器主机组合仍由主控计算机分组合、控制与解调分组合、微波分组合组成，这样分组合之间的连接方式同前所述，微波测试组合是一由多个可变精密衰减器、定向耦合器、功分器、检波器、环形器与无源微波器组装起来的微波测试设备，经标校后，可用于微波卡及其读写装置的性能指标测试；读写器主机组合经同轴电缆与微波测试组合连接，而后者再经同轴电缆与微波暗盒连接，将微波卡插入微波暗盒微波卡托盘内，由监控中心机直接控制读写器主机组合按专门的测试程序进行读、写功能，并同时由微波测试组合读出测试数据，其基本过程与上述微波卡闭路读写器的大体相同，不同的是微波测试组合参与参数调整和收、发分路工作。用于微波卡读写装置安装后检修的微波卡闭路读写器由微波卡、读写器主机组合、天线组合、匹配罩、微波测试组合、微波暗盒组成，读写器主机组合由主控计算机分组合、控制与解调分组合、微波分组合组成，这些分组合的相互连接同前所述，读写器主机组合经同轴电缆与天线组合连接，后者在匹配罩内封闭式空间传播微波信号，匹配罩与微波测试组合之间用同轴电缆连接，微波测试组合经同轴电缆与微波暗盒连接，当微波卡插入微波暗盒托盘后，由监控中心直接控制读写器按专门的检测程序进行读、写功能检查，并同时由微波测试组合读出测试数据，其基本过程与上述微波闭路测试大体相同，不同的是读写器主机组合经天线组合、匹配罩与微波测试组合连接，从而保证了读写器主机与天线组合已安装好的完整性不被拆散。

Claims

1.微波卡读写装置由微波卡、天线组合、读写器主机组合组成，其特征在于微波卡读写装置的读写器主机组合由主控计算机分组合、控制与解调分组合和微波分组合组成，主控计算机分组合与控制与解调分组合采用并行口数据总线连接，控制与解调分组合与微波分组合采用电缆连接；读写器主机组合与天线组合电缆连接，天线组合与微波卡是空间传输，要传输的信号经读写器主机组合传输给天线组合，天线组合通过空间传输给微波卡。

2.根据权利要求1所述的微波卡读写装置，其特征在于所述的读写器主机组合包括主控计算机分组合、控制与解调分组合和微波分组合，控制与解调分组合由并行接口总线、输入缓存器、输出缓存器、现场可编程门阵列FPGA、差分相位键控DPSK解调器、A/D变换器等组成；微波分组合由频率合成器、功分器、振幅开关调制器、功率放大器、发射天线开关、相干正交下变频器、低噪声放大器、接收天线开关等组成；要发射的数据信号经FPGA由扩谱编码排序后，传输给开关调制器调制，功率放大器放大，再经发射天线开关即天线发射出去，接收信号经接收天线开关到低噪声放大器放大，再经相干正交下变频器得到I、Q两路信号，送至A/D变换及DPSK解调器解调后，得出数据信号，经FPGA处理，经并行接口总线送给主控计算机。

3.根据权利要求1所述的微波卡读写装置，其特征在于所述的微波卡由接收微波集成电路、反向散射发射机、唤醒与偏置电路、时钟再生处理器、扩谱相关处理器、随机数产生器、DPSK编码、微处理器芯片、收、发微带天线及电池组装在一个卡式电路板上，密封封装。

4.根据权利要求1所述的微波卡读写装置，其特征在于所述的微波卡读写装置还具有一个微波卡闭路读写器；微波卡闭路读写器包括读写器主机组合(它含主控计算机分组合、控制与解调分组合、及微波分组合)、天线组合、微波暗盒、微波测试组合、匹配罩等组成部分；读写器主机内主控计算机经并行接口数据总线连接到控制与解调分组合，后者与微波分组合用电缆连接，读写器主机组合与微波暗盒或天线组合、或与微波测试组合用同轴电缆连接，匹配罩与天线组合的连接用封闭式空间传播；匹配罩用同轴电缆与微波测试组合连接，微波测试组合与微波暗盒用同轴电缆连接，微波卡可直接插入到微波暗盒内的微波卡托盘内；根据不同的用途可组装成发卡单位使用的微波卡闭路读写器，用于性能指标测试的微波卡闭路读写器及用于系统安装后检修的微波卡闭路读写器。

5.根据权利要求4所述的微波卡读写装置的微波卡闭路读写器，其特征在于所述的微波卡闭路读写器配有微波暗盒，暗盒是由金属屏蔽制成的四方体，内层敷有微波吸收材料层，微波暗盒内装有相互隔离的收、发天线及可进出的微波卡托盘。

6.根据权利要求4所述的微波卡读写装置的微波卡闭路读写器，其特征在于所述微波卡闭路读写器配有匹配罩，匹配罩是由金属屏蔽制成的四面锥形体，内层敷有微波吸收材料层，四面锥形体内一端装有测试天线，另一端可分别卡箍在询问器收、发天线上。