一種lf頻段rs232接口中遠距離rfid讀寫器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及讀寫器，具體涉及一種LF頻段RS232接口中遠距離RFID讀寫器。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID (Rad1 Frequency Identificat1n)，即射頻識別技術(shù)是自動識別技術(shù)中的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對電子標簽加以識別并獲取其中數(shù)據(jù)，一般的RFID應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)包含讀寫器、相應(yīng)頻段和協(xié)議的電子標簽、輸入輸出功能接口等。通過相距幾厘米到幾米距離內(nèi)讀寫器產(chǎn)生相應(yīng)頻率天線場或者發(fā)射相應(yīng)頻段無線電波，可以讀取電子標簽內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)信息，從而識別電子標簽代表的物品或者器具的“身份”，不需要人工干預(yù)，不需要直接接觸，不需要光學(xué)可視即可完成信息輸入和處理，可以工作于各種惡劣環(huán)境，可識別高速運動物體或多個電子標簽，操作方便快捷，實現(xiàn)了無源和免接觸的操作。技術(shù)具有應(yīng)用便利，無機械磨損，壽命長，安全性好等特點。RFID以其獨特的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤設(shè)備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部等十五部委于2006年6月9日聯(lián)合發(fā)布了 RFID技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展和規(guī)劃的文件，標題為《中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書》，共分為五章，分別闡述了 RFID技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、中國發(fā)展RFID技術(shù)戰(zhàn)略、中國RFID技術(shù)發(fā)展及優(yōu)先應(yīng)用領(lǐng)域、推進產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略和宏觀環(huán)境建設(shè)等方面，文件規(guī)劃了我國RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)推廣應(yīng)用的細則，RFID廣泛應(yīng)用和普及化發(fā)展已成趨勢，RFID技術(shù)通過與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)的結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。RFID技術(shù)應(yīng)用于物流、制造、公共信息服務(wù)等行業(yè)，可大幅提高管理與運作效率，降低成本。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和成熟，RFID產(chǎn)業(yè)將成為一個新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，成為國民經(jīng)濟新的增長點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于:提供一種LF頻段RS232接口中遠距離RFID讀寫器，基于電感耦合原理讀取LF頻段125kHz有源或者無源電子標簽卡號信息，通過單片機控制核心解碼得到卡號數(shù)據(jù)后由RS232接口傳送至數(shù)據(jù)接收方，作為各種基于LF頻段電子標簽中遠距離射頻識別的計算機數(shù)據(jù)采集或者管理信息系統(tǒng)使用。
[0005]本實用新型的技術(shù)解決方案是:由讀寫器基于電感耦合原理通過讀寫器端天線發(fā)射125kHz特定頻率的射頻信號，當LF頻段電子標簽進入發(fā)射天線所產(chǎn)生的磁場工作區(qū)域時在電子標簽內(nèi)部線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)過電子標簽處理電路使得標簽內(nèi)部獲得能量被激活，電子標簽將自身編碼信息通過內(nèi)置射頻天線發(fā)送出去，讀寫器的接收天線接收到從電子標簽發(fā)送來的調(diào)制信號后，經(jīng)天線調(diào)制電路傳送到讀寫器信號采集電路，經(jīng)解調(diào)和解碼后將有效信息送至數(shù)據(jù)處理模塊進行相關(guān)處理，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)邏輯運算識別該標簽的身份，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，最終發(fā)出指令信號控制讀寫器完成不同的讀寫操作或通過RS232串行接口輸出。
[0006]本實用新型的特點及組成是:RFID讀寫器工作在LF頻段，工作頻率為125KHz ;讀寫器組成包括天線線圈部分、射頻前端電路部分、包絡(luò)檢波部分、信號調(diào)理電路部分、功放部分、單片機控制器部分、功能接口輸入輸出部分；讀寫器無源標簽讀卡距離在70至10cm的中遠距離，使用直流電源供電，使用RS232接口通信，具備電子標簽讀寫和相關(guān)功能。
[0007]本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果:1、自主設(shè)計了天線線圈外形和天線的參數(shù)結(jié)構(gòu)，使得讀寫器的體積小，產(chǎn)生的磁場強度和穩(wěn)定性高；2、設(shè)計了高品質(zhì)因素的射頻前端電路結(jié)構(gòu)，使得讀寫器射頻識別遠(可達70至100cm) ;3、自主設(shè)計后級包絡(luò)檢波電路和基頻濾除電路，信號提取精確，信號干擾較小。4、采用飛利浦半導(dǎo)體單片機P87LPC767微控制器將采集到的脈沖信號進行解碼，優(yōu)化了微控制器內(nèi)的曼徹斯特編碼解碼算法，讀寫器芯片價格便宜，控制單片機芯片引腳少，讀寫速度快，電路簡化。5、解碼后得到的電子標簽數(shù)據(jù)采用RS232通用接口輸出，方便系統(tǒng)擴展和嵌入式應(yīng)用，讀寫器成本低，功耗低，實現(xiàn)多個無源標簽的非接觸式讀寫與存儲及輸出，且抗干擾能力強，保密性能好。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型系統(tǒng)電源供電電路原理圖。
[0009]圖2為本實用新型系統(tǒng)射頻前端電路原理圖。
[0010]圖3為本實用新型系統(tǒng)包絡(luò)檢波電路原理圖。
[0011]圖4為本實用新型系統(tǒng)包絡(luò)檢波信號放大電路原理圖。
[0012]圖5為本實用新型系統(tǒng)單片機控制及功放電路原理圖。
[0013]圖6為本實用新型系統(tǒng)蜂鳴器報警電路原理圖。
[0014]圖7為本實用新型系統(tǒng)RS232接口電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型共由7大部分功能單元共同組成，分別是電源電路單元(附圖1)、射頻前端單元(附圖2)、包絡(luò)檢波單元(附圖3)、包絡(luò)檢波信號放大單元(附圖4)、數(shù)字信號處理和功放單元(附圖5)、蜂鳴器報警單元(附圖6)、RS232接口單元組成(附圖7)。下面結(jié)合說明書附圖進一步說明本實用新型的技術(shù)解決方案和【具體實施方式】。
[0016]圖1為本實用新型系統(tǒng)電源供電電路原理圖，輸入電壓為12VDC，通過該單元電路輸出得到12VDC和5VDC為后續(xù)電路供電。Pl為外置2Pin引線端子，Pl的第I引腳連接GND地網(wǎng)絡(luò)，第2引腳連接P2的第I引腳。P2為外置電源輸入插座，第I引腳連接到Pl的第2腳和SI開關(guān)的連接引腳，P2的第2引腳和第3引腳連接GND地網(wǎng)絡(luò)。SI開關(guān)的觸點引腳連接到D3 二極管SS12的正極和D5 二極管LV33的負極，D5 二極管的負極連接GND地網(wǎng)絡(luò)，這樣可以防止外界電源反接造成后續(xù)電路的損壞。D3 二極管的負極連接到C7電解電容正極和獨石電容C8 —端還連接到Ul穩(wěn)壓芯片20WZ11J的第I引腳和第2引腳，C7電解電容的負極連接GND地網(wǎng)絡(luò)，獨石電容C8的另一端連接GND地網(wǎng)絡(luò)。Ul穩(wěn)壓芯片20WZ11J的第3引腳連接第6引腳，第4引腳連接到R3電阻和R6電阻的一端，R6電阻的另一端連接GND地網(wǎng)絡(luò)，R3電阻的另一端連接Ul穩(wěn)壓芯片20WZ11J的第6引腳，Ul穩(wěn)壓芯片的第5引腳連接GND地網(wǎng)絡(luò)，Ul穩(wěn)壓芯片20WZ11J的第6引腳是12V供電電壓的電氣網(wǎng)絡(luò)，連接R3電阻的一端、C9電解電容的正極、ClO獨石電容的一端、Cl I電解電容的正極、C12獨石電容的一端最后連接到U2穩(wěn)壓芯片78M05的第I引腳，C9電解電容的負極、ClO獨石電容的另一端、Cll電解電容的負極、C12獨石電容的另一端連接GND地網(wǎng)絡(luò)。U2穩(wěn)壓芯片78M05的第2引腳連接GND地網(wǎng)絡(luò)，U2穩(wěn)壓芯片78M05的第3引腳是5V供電電壓的電氣網(wǎng)絡(luò)，連接C13電解電容的正極、C14獨石電容的一端、D4發(fā)光二極管的正極，C13電解電容的負極連接GND地網(wǎng)絡(luò)，C14獨石電容的另一端連接GND地網(wǎng)絡(luò)，D4發(fā)光二極管的負極連接R4的一端，通過R4的另一端連接GND地網(wǎng)絡(luò)。在外部供電正常的情況下，在Ul穩(wěn)壓芯片20WZ11J的第6引腳應(yīng)產(chǎn)生12VDC的電壓信號，在U2穩(wěn)壓芯片78M05的第3引腳應(yīng)產(chǎn)生5VDC的電壓信號，發(fā)光二極管D4亮起。
[0017]圖2為本實用新型系統(tǒng)射頻前端電路原理圖。射頻前端電路中包含天線線圈接入部分、電容陣列部分、天線線圈信號功率放大部分和基頻濾除部分以及諧振信號單向整流電路部分。原理圖中多圈圖形即為天線線圈，線圈尺寸為25cm*25cm正方形天線，