專利名稱：一種含多通道天線擴(kuò)展電路的rfid超高頻讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID超高頻讀寫器領(lǐng)域，更具體的說涉及一種含多通道天線擴(kuò)展電路的UHF864-928M范圍內(nèi)超高頻讀寫器。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)中，其普遍采用的為單通道覆蓋方式，即僅對(duì)應(yīng)于一個(gè)天線端口，但是由于受到外接天線的增益及射頻信號(hào)波束的方向性約束，使得現(xiàn)有的射頻識(shí)別系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)全面積或一定范圍的有效場(chǎng)強(qiáng)覆蓋。作為工業(yè)化應(yīng)用的今天，一個(gè)有效的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋已經(jīng)成為不可或缺的需求功能，現(xiàn)有技術(shù)中雖然存在一些多通道的解決方案，但是普遍存在電路復(fù)雜、成本昂貴、不可保證電路穩(wěn)定性以及性能指標(biāo)差(如不可避免存在信號(hào)衰減和功耗增加)，這樣給讀寫器的大面積大范圍覆蓋式的應(yīng)用帶來了很大的問題。有鑒于此，本發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有射頻識(shí)別系統(tǒng)的上述缺陷深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，以解決現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)現(xiàn)有效場(chǎng)強(qiáng)覆蓋時(shí)存在的上述缺陷。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其中，包括MCU處理器、射頻電路單元、多通道天線擴(kuò)展電路以及多個(gè)天線端口，該MCU處理器、射頻電路單元、多通道天線擴(kuò)展電路以及多個(gè)天線端口依次相連，該MCU處理器還與多通道天線擴(kuò)展電路相連而選擇其中的一個(gè)通道作為當(dāng)前工作通道。進(jìn)一步，該RFID超高頻讀寫器還包括上位機(jī)，該上位機(jī)與MCU處理器相連并與MCU 處理器之間相互通信。進(jìn)一步，該多通道天線擴(kuò)展電路為雙通道天線擴(kuò)展電路，該雙通道天線擴(kuò)展電路具有非門控制器、模切控制器和LCR匹配模塊，該非門控制器中的正端子和反端子分別與模切控制器的第一使能腳和第二使能腳相連，該非門控制器的正端子還與MCU微處理器相連；該模切控制器具有第一輸出端和第二輸出端，該第一輸出端和第二輸出端分別與相應(yīng)的LCR匹配模塊相連，該LCR匹配模塊端部還連接有連接器。進(jìn)一步，該非門控制器采用SN74LVC1G04DBVR，該模切控制器則采用RF1200，該連接器則采用MMCX連接器。進(jìn)一步，該非門控制器的正端子與模切控制器的第一使能端均還通過第一電容與大地相連。進(jìn)一步，該非門控制器的負(fù)端子與模切控制器的第二使能端均還通過第二電容與大地相連。進(jìn)一步，該多通道天線擴(kuò)展電路為四通道天線擴(kuò)展電路，該四通道天線擴(kuò)展電路具有模切控制電路和LCR匹配模塊，該模切控制電路具有分別與MCU處理器不同輸出引腳相連的第一輸入端和第二輸入端，該模切控制電路還具有第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端，該第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端分別與相應(yīng)的 LCR匹配模塊，該LCR匹配模塊端部還連接有連接器。進(jìn)一步，該模切控制電路采用RF1450R。進(jìn)一步，射頻電路單元采用R2000或R500。進(jìn)一步，該MCU 處理器采用 AT91SAM7S256-MU。采用上述結(jié)構(gòu)后，該MCU處理器的IO端口輸出控制使能，并對(duì)多通道天線擴(kuò)展電路進(jìn)行天線選通及匹配操作，即確定當(dāng)前工作通道，然后由MCU處理器發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)信息指令經(jīng)由射頻電路單元通過多通道天線擴(kuò)展電路向指定天線或特定天線端口，經(jīng)天線輻射向外出去；而當(dāng)發(fā)射信號(hào)激活外部電子標(biāo)簽后，電子標(biāo)簽將接收到的輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電能直接驅(qū)動(dòng)天線端口接收到外部標(biāo)簽返回的信號(hào)，經(jīng)多通道天線擴(kuò)展電路進(jìn)行選擇后，再反饋給射頻電路單元而由MCU處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，從而形成一個(gè)完整的信息回路。由上可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其能實(shí)現(xiàn)多個(gè)天線端口的工作，從而實(shí)現(xiàn)全面積覆蓋；同時(shí)本發(fā)明由于僅增加了多通道天線擴(kuò)展電路，從而還具有電路簡(jiǎn)單、成本低廉以及性能指標(biāo)高等功效。


圖1為本發(fā)明涉及一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器的結(jié)構(gòu)框圖2為圖1中多通道天線擴(kuò)展電路采用雙通道擴(kuò)展電路時(shí)的具體電路圖； 圖3為圖1中多通道天線擴(kuò)展電路采用四通道擴(kuò)展電路時(shí)的具體電路圖； 圖4為圖1中MCU處理器的具體電路圖； 圖5為圖1中射頻電路單元的具體電路圖。圖中
RFID超高頻讀寫器 100
MCU處理器1射頻電路單元2
多通道天線擴(kuò)展電路 3天線端口4
上位機(jī)5。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖1至圖5所示，其為本發(fā)明涉及的一種含多通道天線擴(kuò)展電路3的RFID超高頻讀寫器100，該RFID超高頻讀寫器100包括MCU處理器1、射頻電路單元2、多通道天線擴(kuò)展電路3以及多個(gè)天線端口 4，該MCU處理器1、射頻電路單元2、多通道天線擴(kuò)展電路3以及多個(gè)天線端口 4依次相連，該MCU處理器1還與多通道天線擴(kuò)展電路3相連而選擇其中的一個(gè)通道作為當(dāng)前工作通道。具體的，在本實(shí)施例中，射頻電路單元2采用R2000或R500 ； 而該MCU處理器1則采用AT91SAM7S256-MU，當(dāng)然該RFID超高頻讀寫器100還可以包括上位機(jī)5，該上位機(jī)5與MCU處理器1相連并與MCU處理器1之間相互通信。本發(fā)明較佳實(shí)施例的發(fā)送過程為上位機(jī)5電腦層通過發(fā)送RFID電子標(biāo)簽讀寫指令、由MCU處理器1進(jìn)行解析處理后通過PA控制IO端口輸出控制使能，并對(duì)多通道天線擴(kuò)展電路3進(jìn)行天線選通及匹配操作，即確定當(dāng)前工作通道，然后由MCU處理器1發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)信息指令經(jīng)由射頻電路單元2通過多通道天線擴(kuò)展電路3向指定天線或特定天線端口 4， 經(jīng)天線輻射向外出去。本發(fā)明較佳實(shí)施例的接收過程為當(dāng)發(fā)射信號(hào)激活外部電子標(biāo)簽后，電子標(biāo)簽將接收到的輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電能直接驅(qū)動(dòng)天線端口 4接收到外部標(biāo)簽返回的信號(hào)，經(jīng)多通道天線擴(kuò)展電路3進(jìn)行選擇后，再反饋給射頻電路單元2而由MCU處理器1進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，在返回給上位機(jī)5而形成一個(gè)完整的信息回路。如圖2所示，其示出的為該多通道天線擴(kuò)展電路3的一種具體實(shí)施例，在本實(shí)施例中，該多通道天線擴(kuò)展電路3為雙通道天線擴(kuò)展電路，其具有非門控制器U371、模切控制器U905和LCR匹配模塊，該非門控制器U371中的正端子和反端子分別與模切控制器的第一使能腳和第二使能腳相連，即非門控制器U371的第2腳和第4腳分別連接至模切控制器 U905的第6腳VRFl、第4腳VRF2，通過非門控制器U371第2腳和第4腳之間的非門關(guān)系， 保證了模切開關(guān)的第一使能腳6腳和第二使能腳4腳也形成0. 1或1. 0的非門關(guān)系。為了完成多天線的擴(kuò)展電路默認(rèn)選通通道，該非門控制器的正端子還與MCU微處理器相連，從而通過MCU處理器1端引來ANTO主動(dòng)使能來實(shí)現(xiàn)多通道擴(kuò)展電路的默認(rèn)即初始選通通道， 連接于模切控制器U905的第6腳，一旦MCU處理器1傳來高電平使能，即ANTO為1，那么模切控制器U905的第6腳則立刻切換為高電平，同時(shí)由于非門控制器U371的非門關(guān)系，直接導(dǎo)致了非門控制器U371第4腳輸出低電平，VRFl腳高電平使能選通RF-IN信號(hào)經(jīng)模切控制器U905導(dǎo)通至第一輸出端RF1。當(dāng)MCU處理器1使能由高電平向低電平轉(zhuǎn)換時(shí)ANTO 為0，同樣地，模切控制器U905的6腳轉(zhuǎn)為低電平，而4腳VRF2則為高電平，驅(qū)動(dòng)模切控制器U905致使RF-IN向第二輸出端RF2導(dǎo)通，同時(shí)關(guān)閉向第一輸出端RFl的端口輸出。因?yàn)榉情T關(guān)系形成RFC2使能端始終無法與RFCl使能端站在相同的高電平或低電平的控制位上面，以此保證了模切控制器U905選通電路的零并發(fā)信號(hào)流的問題，即RFC同時(shí)輸出于第一輸出端RFl和第二輸出端RF2。另外，由于受到諸多不確定因素的影響如氣候、溫度、濕度等都會(huì)導(dǎo)致RF高頻信號(hào)在進(jìn)行多層傳導(dǎo)、切換過程中的信號(hào)衰減、EMC串?dāng)_等問題，該第一輸出端RFl和第二輸出端RF2分別與相應(yīng)的LCR匹配模塊相連，其中對(duì)應(yīng)于第一輸出端RFl 的LCR匹配模塊，該LCR匹配模塊為L(zhǎng)200以及C926的LC濾波諧振電路，對(duì)應(yīng)于第二輸出端RF2的LCR匹配模塊，該LCR匹配模塊為L(zhǎng)302與C925的LC濾波諧振電路，從而用于保證信號(hào)的可靠無損傳輸；根據(jù)串?dāng)_系數(shù)的高低以及超高頻率的抑頻特性，可以通過調(diào)整C925 和C926的容量大小來實(shí)現(xiàn)，頻率越高，容易越?。涣硗飧鶕?jù)和電路阻抗設(shè)計(jì)的高低，同時(shí)調(diào)整L302、L200的感值可取得更完美的純凈信號(hào)輸出以及功率增益。該LCR匹配模塊端部還連接有連接器，該連接器與天線相連。具體的，在本實(shí)施例中，該非門控制器U371采用SN74LVC1G04DBVR，該模切控制器U905則采用RF1200，該連接器則采用MMCX連接器。為了保證MCU處理器1的ANTO控制能使信號(hào)穩(wěn)定，該非門控制器U371的正端子與模切控制器U905的第一使能端均還通過第一電容C595與大地相連。而該非門控制器U371的負(fù)端子與模切控制器U905的第二使能端均還通過第二電容C596與大地相連；從而起到消除使能切換過程中所產(chǎn)生的EMC干擾。如圖3所示，其示出的為該多通道天線擴(kuò)展電路3的一種具體實(shí)施例，在本實(shí)施例中，該多通道天線擴(kuò)展電路3為四通道天線擴(kuò)展電路，其具有模切控制電路U906和LCR匹配模塊，該模切控制電路具有分別與MCU處理器1不同輸出引腳相連的第一輸入端VRFl和第二輸入端VRF2，該模切控制電路還具有第一輸出端RF1、第二輸出端RF2、第三輸出端RF3 和第四輸出端RF4，該第一輸出端RF1、第二輸出端RF2、第三輸出端RF3和第四輸出端RF4 分別與相應(yīng)的LCR匹配模塊，該LCR匹配模塊端部還連接有連接器。在本實(shí)施例中，該模切控制電路采用RF1450R。該MCU處理器1的ANTO，ANTl輸出使能并按以下組合實(shí)現(xiàn)信號(hào)流的選通控制，從而將RF-IN超高頻信號(hào)通過RF1450的矩陣切換功能輕易實(shí)現(xiàn)單一時(shí)間的唯一選通通道，同樣，根據(jù)信號(hào)及阻抗的設(shè)計(jì)規(guī)劃，該模切控制電路的6，8，13，15幾個(gè)輸出腳上分別設(shè)置了 3. 3NH的電感，即LCR匹配模塊的具體實(shí)現(xiàn)方式。具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表
權(quán)利要求
1.一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，包括MCU處理器、射頻電路單元、多通道天線擴(kuò)展電路以及多個(gè)天線端口，該MCU處理器、射頻電路單元、多通道天線擴(kuò)展電路以及多個(gè)天線端口依次相連，該MCU處理器還與多通道天線擴(kuò)展電路相連而選擇其中的一個(gè)通道作為當(dāng)前工作通道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該RFID超高頻讀寫器還包括上位機(jī)，該上位機(jī)與MCU處理器相連并與MCU處理器之間相互通信。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該多通道天線擴(kuò)展電路為雙通道天線擴(kuò)展電路，該雙通道天線擴(kuò)展電路具有非門控制器、模切控制器和LCR匹配模塊，該非門控制器中的正端子和反端子分別與模切控制器的第一使能腳和第二使能腳相連，該非門控制器的正端子還與MCU微處理器相連；該模切控制器具有第一輸出端和第二輸出端，該第一輸出端和第二輸出端分別與相應(yīng)的LCR匹配模塊相連，該LCR匹配模塊端部還連接有連接器。
4.如權(quán)利要求3所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該非門控制器采用SN74LVC1G04DBVR，該模切控制器則采用RF1200，該連接器則采用 MMCX連接器。
5.如權(quán)利要求3所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該非門控制器的正端子與模切控制器的第一使能端均還通過第一電容與大地相連。
6.如權(quán)利要求3所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該非門控制器的負(fù)端子與模切控制器的第二使能端均還通過第二電容與大地相連。
7.如權(quán)利要求1所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該多通道天線擴(kuò)展電路為四通道天線擴(kuò)展電路，該四通道天線擴(kuò)展電路具有模切控制電路和LCR匹配模塊，該模切控制電路具有分別與MCU處理器不同輸出引腳相連的第一輸入端和第二輸入端，該模切控制電路還具有第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端，該第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端和第四輸出端分別與相應(yīng)的LCR匹配模塊， 該LCR匹配模塊端部還連接有連接器。
8.如權(quán)利要求7所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該模切控制電路采用RF1450R。
9.如權(quán)利要求1所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，射頻電路單元采用R2000或R500。
10.如權(quán)利要求1所述的一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其特征在于，該MCU處理器采用AT91SAM7S256-MU。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含多通道天線擴(kuò)展電路的RFID超高頻讀寫器，其包括MCU處理器、射頻電路單元、多通道天線擴(kuò)展電路以及多個(gè)天線端口，該MCU處理器、射頻電路單元、多通道天線擴(kuò)展電路以及多個(gè)天線端口依次相連，該MCU處理器還與多通道天線擴(kuò)展電路相連而選擇其中的一個(gè)通道作為當(dāng)前工作通道。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其能實(shí)現(xiàn)多個(gè)天線端口的工作，從而實(shí)現(xiàn)全面積覆蓋；同時(shí)本發(fā)明由于僅增加了多通道天線擴(kuò)展電路，從而還具有電路簡(jiǎn)單、成本低廉以及性能指標(biāo)高等功效。
文檔編號(hào)G06K17/00GK102354370SQ20111028591
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者李忠明, 李金華 申請(qǐng)人:廈門市英諾爾電子科技有限公司