專利名稱：射頻識別移動式快速讀寫終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于RFID (射頻識別)讀寫終端，具體地將是一種在 13. 56MHz頻段的手持射頻識別移動式快速讀寫終端。
背景技術(shù)：
RFID (射頻識別)技術(shù)是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達 到自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強、 抗千擾強、操作快捷等許多優(yōu)點。近年來，在交通運輸、商品流通、身 份識別、工業(yè)自動化領(lǐng)域開始得到廣泛應(yīng)用。在商品流通領(lǐng)域，主要應(yīng) 用的是符合ISO18000 - 3和IS015693標準的標簽，與條形碼相比RFID 標簽識別距離更遠，且抗污損。這種類型的標簽和讀寫器的設(shè)計技術(shù)是 近期研究開發(fā)熱點。手持式讀寫終端由于體積小、重量輕、方便攜帶， 使用非常靈活，是用途最為廣泛的RFID讀寫器。目前在13.56MHz頻段 的手持式讀寫終端或低功率讀寫模塊的設(shè)計普遍是通用單片機、射頻處 理芯片、天線電路組成。從性能上一般都存在幾個問題 一是識別距離 短，受天線尺寸限制，手持設(shè)備接收信號場強很弱，導(dǎo)致在終端與標簽 良好耦合情況下只能達到幾公分識別距離，若標簽方向與讀寫器天線不 處于平行狀態(tài)則短至5公分以下。二是讀寫能力差，受微處理器速度和 算法效率影響，如杲出現(xiàn)比較相似的UID就需要耗費較長的時間，這樣 就無法進行移動中掃描讀取。三是只能通過數(shù)據(jù)線把標簽ID下載到主機, 不能實時顯示存儲于服務(wù)器的商品相關(guān)資料。顯然無法在圖書管理系統(tǒng) 中進行圖書整架、查找及文檔檢索，對于商品流通和倉儲也不便利，因 而在圖書管理、資料檢索、倉庫管理領(lǐng)域應(yīng)用受到很大限制。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種具有識別距離遠、防石i撞讀寫速度 快及能實時與服務(wù)器通信的特點的射頻識別移動式快速讀寫終端，以克 服上述的不足。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型由識別電路、防碰撞電路、無線通
訊電路和顯示器構(gòu)成，其特點是識別電路由物理層電路(俗稱收發(fā)芯 片)、功率放大電路、低噪聲放大電路和微帶天線構(gòu)成，其中物理層電路 的輸入端分別與功率放大電路和低噪聲放大電路的輸出端相連，功率放 大電路和低噪聲放大電路的輸入端與微帶天線的信號輸出端相連接；
上述防碰撞電路由微處理器和物理層電路構(gòu)成，其中微處理器和物 理層電路之間設(shè)置為SPI接口連接，同時微處理器的I/O端口與物理層 電路的Merr端口相連接；
上述無線通訊電路由微處理器、射頻調(diào)制解調(diào)電路和天線構(gòu)成，其 中微處理器通過模式控制接口線與射頻調(diào)制解調(diào)電路控制線相連接，通 過SPI接口線與射頻調(diào)制解調(diào)電路數(shù)椐線相連接，射頻調(diào)制解調(diào)電路還 與天線相連接。
本實用新型由于采用從微帶天線上接收的微弱信號先進入濾波放大 單元電路，再送到的物理層電路接收端口，提升了接收動態(tài)范圍；采用 在微處理器內(nèi)部軟件設(shè)計是防碰撞流程，從而大大減少了碰撞發(fā)生的概 率，保證在移動中具有平穩(wěn)可靠的讀取速度；采用射頻調(diào)制解調(diào)電路， 實現(xiàn)與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。


圖1為本實用新型識別電路原理框圖。 圖2為本實用新型防碰撞電路原理框圖。
圖3為本實用新型無線通訊電路原理才匡圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。 本實用新型一方面提供的是有效提高識別距離的電路，能有效識別 十公分以上的軟性紙質(zhì)標簽，在標簽平面與讀寫器天線面垂直的狀態(tài)下 也能保證有距離標簽中心8公分的識別能力。該電路包括符合IS018000 - 3協(xié)議的物理層電路、功率放大電路、低噪聲窄帶濾波器、微帶小天線， 該電路實現(xiàn)對微處理器發(fā)送的ISO指令進行編碼調(diào)制送到功率放大電路。 小天線接收標簽的微弱信號并由低噪聲窄帶濾波器進行濾波放大處理， 最后由物理層電路進行解調(diào)和解碼。電路如圖1:物理層電路R6C-001A 產(chǎn)生符合ISO18000 - 3的射頻信號，送到IRF540組成的輸出放大級，提 升輸出功率從而使標簽處的磁場得到加強。從而標簽上感應(yīng)電場加強。 標簽發(fā)出的信號也更強。從微帶天線上接收的微弱信號先進入TH4120組 成的濾波放大單元電路，再送到R6C-001A的接收端口，提升了接收動態(tài) 范圍。
本實用新型的另一方面提供的是提高防碰撞讀寫速度的電路和微處 理器軟件設(shè)計，保證微處理器能快速執(zhí)行各項功能指令及防碰撞算法， 通過與物理層電路之間的接口快速交換數(shù)據(jù)。該部分電路包括微處理器 和物理層電絲-接口。電路組成如圖2:采用16位RSIC微處理器MSP430-149 作為CPU單元，該處理器在8MHz頻率時為125ns指令周期，且可設(shè)置為 SPI接口連接R6C-001A的Din、 Dout、 Clk，數(shù)據(jù)交換速度是采用對端口 操作的通用單片才幾的幾倍。同時MSP430-149的1/0端口與R6C-001A的 Merr端口相連，用于檢測碰撞狀態(tài)。在微處理器內(nèi)部軟件設(shè)計是采用特 殊的防碰撞流程，可以明顯提高防碰撞讀取速度。讀寫器的識別區(qū)域內(nèi)
同時最多只有7-8個標簽，而且讀寫器處于移動狀態(tài)，在一個讀取周期 結(jié)束到下一個讀取周期開始的間隔中新進入的標簽只有1- 3個。在讀寫
器讀取到標簽UID后立刻對該標簽發(fā)送QUIET指令，使其處于停止響應(yīng) 狀態(tài)。這樣讀寫區(qū)內(nèi)能發(fā)出響應(yīng)的標簽數(shù)減少，從而大大減少了碰撞發(fā) 生的概率，保證在移動中具有平穩(wěn)可靠的讀取速度。
本實用新型的第三方面提供無線通訊電路，實現(xiàn)與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交 換。包括射頻調(diào)制解調(diào)電路和天線。微處理器有1/0接口與射頻調(diào)制解 調(diào)電路連接。電路組成如圖3:采用nRF905作為射頻調(diào)制解調(diào)電路，該 電路能工作于433/ 868/ 915 MHz 3個ISM頻道。微處理器通過模式控 制接口線控制調(diào)制解調(diào)參數(shù)設(shè)置，通過SPI接口線與射頻調(diào)制解調(diào)電路 交換與主機的通訊數(shù)據(jù)，通過狀態(tài)接口線獲取通信線路狀態(tài)'。
本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn) 有技術(shù)。
權(quán)利要求1、一種射頻識別移動式快速讀寫終端，由識別電路、防碰撞電路、無線通訊電路和顯示器構(gòu)成，其特征在于識別電路由物理層電路、功率放大電路、低噪聲放大電路和微帶天線構(gòu)成，其中物理層電路的輸入端分別與功率放大電路和低噪聲放大電路的輸出端相連，功率放大電路和低噪聲放大電路的輸入端與微帶天線的信號輸出端相連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的射頻識別移動式快速讀寫終端，其特征在于 防碰撞電路由微處理器和物理層電路構(gòu)成，其中微處理器和物理層電路 之間設(shè)置為SPI接口連接，同時微處理器的I/O端口與物理層電路的Merr 端口相連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的射頻識別移動式快速讀寫終端，其特征在于 無線通訊電路由微處理器、射頻調(diào)制解調(diào)電路和天線構(gòu)成，其中微處理 器通過模式控制接口線與射頻調(diào)制解調(diào)電路控制線相連接，通過SPI接 口線與射頻調(diào)制解調(diào)電路數(shù)據(jù)線相連接，射頻調(diào)制解調(diào)電路還與天線相 連接。
專利摘要本實用新型涉及一種射頻識別移動式快速讀寫終端，由識別電路、防碰撞電路、無線通訊電路和顯示器構(gòu)成，其特點是識別電路由物理層電路、功率放大電路、低噪聲放大電路和微帶天線構(gòu)成，其中物理層電路的輸入端分別與功率放大電路和低噪聲放大電路的輸出端相連，功率放大電路和低噪聲放大電路的輸入端與微帶天線的信號輸出端相連接。本實用新型由于采用從微帶天線上接收的微弱信號先進入濾波放大單元電路，再送到的物理層電路接收端口，提升了接收動態(tài)范圍；采用在微處理器內(nèi)部軟件設(shè)計是防碰撞流程，從而大大減少了碰撞發(fā)生的概率，保證在移動中具有平穩(wěn)可靠的讀取速度；采用射頻調(diào)制解調(diào)電路，實現(xiàn)與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。
文檔編號G06K17/00GK201057560SQ20062009607
公開日2008年5月7日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者奕 劉, 殷載立, 燕 王, 鄧安慶 申請人:武漢飛天智能工程有限責(zé)任公司