專利名稱：超高頻電子標簽識別器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種超高頻電子標簽識別器，可以與工作在840-960MHz頻段 的無源RFID (Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別)標簽進行無 線遠距離數據通訊。
背景技術：
射頻識別技術是利用無線射頻方式與電子標簽進行非接觸雙向通信，以達 到識別目的并交換數據的自動識別技術。
超高頻電子標簽識別器與RFID標簽配合，用于對RFID標簽進行讀寫信息 操作。超高頻電子標簽識別器將待發射的基帶信號調制到載波上，發送給RFID 標簽，然后連續發射無調制的載波用以提供標簽持續工作的能量和標簽反射調 制需要的載波。RFID標簽從超高頻電子標簽識別器的載波中獲取能量，根據接 收到的讀寫指令內容，將RFID標簽的返回信息反射調制加載到超高頻電子標簽 識別器的連續載波上。超高頻電子標簽識別器從連續載波中識別出標簽的返回 信號。
然而，現有的電子標簽讀寫器集成度較低，結構較復雜，成本較高。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種新型的超高頻電子標簽識別器。 本發明的目的通過如下技術方案實現
一種超高頻電子標簽識別器，其特征在于，包括天線、RF接口模塊和基帶
處理模塊，所述基帶處理模塊包括單片機及與單片機連接的相互獨立的基帶發
送模塊和基帶接收模塊，所述RF接口模塊包括相互獨立的RF發送模塊和RF 接收模塊，RF發送模塊與基帶發送模塊連接，RF接收模塊與基帶接收模塊連 接，且RF發送模塊和RF接收模塊通過環形器連接到讀寫器的天線上，基帶發 送模塊控制RF發送模塊產生射頻信號提供給RFID標簽，基帶接收模塊將RF
接收模塊傳送回來的標簽信號進行解碼。
所述基帶發送模塊采用動態可配置的模擬信號處理器作為讀寫器的基帶信 號調制平臺。
所述基帶發送模塊由AN231E04和AT25040A配合單片機ATmegal28L實現。
所述基帶接收模塊采用現場可編程模擬陣列作為讀寫器的基帶信號解調平
臺°
所述基帶接收模塊由AN238K04配合單片機ATmegal28L實現，AN238K04 芯片由兩塊AN238E04和一塊AN238C04組成。
所述RF發射模塊采用直接調制的方式產生RFID系統的本振信號和載波信號。
所述RF發射模塊中使用的器件包括射頻調制器LT5568、帶通濾波器 B4637、放大器MAR-3和MAV11 SM、 AGC系統、功率放大器AH312、及環 行器芯片HY902-928B，其中，AGC系統由AGC模塊AV105-12、 AGC模塊 LTC5505-1 、 AGC模塊LRDC-20-2組成；射頻調制器LT5568產生RFID發射信 號，經過帶通濾波器B4637濾波，然后經過放大器MAR-3和MAV11 SM進行 兩級放大，再輸入AGC系統，發射信號經過AGC系統控制后，輸出到功率放 大器AH312進行末級放大，最后進入環行器芯片HY卯2-928B，再輸出到天線 上。
所述RF接收模塊采用零中頻接收電路結構，直接混頻產生I/Q兩路基帶信號。
所述RF接收模塊使用的器件包括:環行器芯片HY902-928B、帶通濾波器B4637、 低噪放MAR-3和放大器MAV 11 SM組成的放大模塊、VGA系統、后段放大模 塊、及RF解調器LT5516,其中，VGA系統由MAXIM公司的VGA芯片 MAX2056，功率檢測器MAX2015和運算放大器MAX4231組成；接收信號從 天線進入環行器芯片HY902-928B，經過帶通濾波器B4637濾波，又經過低噪放 MAR-3和放大器MAV 11 SM組成的放大模塊放大，再進入VGA系統，接收信 號經過VGA系統控制后，再經后段放大模塊放大，并輸出到RF解調器LT5516
進行零中頻直接解調。
本發明與現有技術相比的顯著效果本發明提供的超高頻電子標簽識別器 電路集成度高，結構簡單，性能穩定，可以適應從便攜式到基站式各種不同應 用場合的需要。
圖1為本發明的超高頻電子標簽識別器中基帶控制模塊的結構示意圖； 圖2為本發明的超高頻電子標簽識別器中基帶發送模塊的結構示意圖； 圖3為本發明的超高頻電子標簽識別器中基帶接收模塊的結構示意圖； 圖4為本發明的超高頻電子標簽識別器中射頻發射模塊的結構示意圖5為本發明的超高頻電子標簽識別器中射頻接收模塊的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明
如圖1所示，本實施例提供的超高頻電子標簽識別器中基帶處理模塊包括
如下器件ATMEL公司的ATmegal28L單片機、Anadigm公司的動態可配置的 模擬信號處理器(DSASP: Dynamically Reconfigurable Analog Signal Processor) AN231E04、 ATMEL公司的AT25040A、低通濾波器LPF、 Anadigm公司的 AN238K04，其中AN238K04由兩個現場可編程模擬陣列(FPAA: Field Programmable Analog Array) AN238E04和RFID狀態機(State Machine) AN238C04組成。上述各器件組成圖2所示的基帶發送模塊和圖3所示的基帶接 收模塊兩個子模塊，下面分別進行詳細說明。
如圖1及圖2所示，基帶處理模塊中的基帶發送模塊由AN231E04、 AT25040A及低通濾波器LPF配合單片機ATmegal28L實現。ATmegal28L將要 發送的RFID指令按照標準規定進行信源編碼后發送數字信號給AN231E04， AN231E04將該數字信號濾波放大后轉換為模擬基帶信號然后發送給調制器。 AN231E04可以完成對信號的調整、濾波、放大、整流、求和、相減、相乘等操 作，通過設計工具AnadigmDesigner可以對其進行可視化圖形配置，然后通過
SPI方式下載到目標芯片中，AN231E04通過將芯片內部I/0 口的運算放大器配 置為平滑濾波器，可以實現將數字信號轉換為模擬信號差分輸出。AT25040A是 SPI方式EEPROM，在RFID讀寫器脫機運行時，其可以用來對AN231E04內部 寄存器進行配置。
如圖3所示，基帶處理模塊中的基帶接收模塊采用了現場可編程模擬陣列 (FPAA: Field Programmable Analog Array)技術，由AN238K04配合單片機 ATmegal28L實現。AN238K04芯片支持EPC Global Classl Genl&Gen2和 IS018000-6標準，由兩塊AN238E04和一塊AN238C04組成，其中的AN238C04 是對AN238E04進行配置的狀態機，而AN23 8E04是Field Programmable Analog Armys(FPAAs)， AN238E04主要完成低通濾波，將模擬信號轉換為數字信號等 功能。AN238K04從解調器接收到基帶模擬信號后，在其內部進行低通濾波并提 供數字和模擬基帶輸出，選擇數字基帶信號輸出并將此傳輸給單片機。采用2 片AN238E04可以分別處理由I/Q解調器輸出的兩路基帶信號，接收時使用I/Q 正交解調法，每一路需要一個AN238E04，而這兩個AN238E04可以通過一個 AN238C04進行配置，單片機ATmegal28L的PE2與PE3接收I/Q兩路數字信 號。
如圖4所示，本實施例提供的超高頻電子標簽識別器中RF發送模塊包括如 下器件Linear公司的射頻調制器LT5568、 EPCOS公司的帶通濾波器B4637、 Mini-Circuits公司的放大器MAR-3和MAV11 SM(在圖中的Gain Block系統內)、 AGC系統，AGC系統(由Skyworks公司的AGC模塊AV105-12、 Linear公司 的AGC模塊LTC5505-1、 Mini-Circuits公司的AGC模塊LRDC-20-2組成)、 WJ Communications公司的功率放大器AH312及深圳華揚公司的環行器芯片 HY卯2-928B。圖4中各級器件之間所標高的參數為經過各級芯片后發射信號的 功率。
上述RF發送模塊采用直接調制的方式產生RFID系統的本振信號和載波信 號。其中，射頻調制器LT5568產生RFID發射信號，經過帶通濾波器B4637濾 波，然后經過Gain Block系統(包括Mini-Circuits公司的放大器MAR-3和MAV11 SM)進行兩級放大，再輸入AGC系統，發射信號經過AGC系統控制后，輸出
到功率放大器AH312進行末級放大，最后進入環行器芯片HY902-928B,再輸 出到天線上。
如圖5所示，本實施例提供的超高頻電子標簽識別器中RF接收模塊包括如 下器件深圳華揚公司的環行器芯片HY902-928B、 EPCOS公司的帶通濾波器 B4637、 Mini-Circuits公司的低噪放MAR-3和放大器MAV 11 SM組成的放大模 塊(圖5中標示為Amplifier)、 VGA系統(VGA系統由MAXIM公司的VGA 芯片MAX2056，功率檢測器MAX2015和運算放大器MAX4231組成)、后段放 大模塊、及Linear公司的RF解調器LT5516，其中RF接收模塊與圖4所示的 RF發送模塊共用環行器芯片HY902-928B。圖5中各級器件之間所標高的參數 為經過各級芯片后接收信號的功率。
上述RF接收模塊采用零中頻接收電路結構，直接混頻產生I/Q兩路基帶信 號。接收信號從天線進入環行器芯片HY902-928B，經過帶通濾波器B4637濾波, 又經過低噪放MAR-3和放大器MAV 11 SM組成的放大模塊放大，再進入VGA 系統，接收信號經過VGA系統控制后，再經放大，并輸出到RF解調器LT5516 進行零中頻直接解調。
如圖1所示，本實施例提供的超高頻電子標簽識別器還包括電源電路及指 示燈電路，電源電路為識別器中各器件供電，顯示電路與單片機連接，顯示單 片機的信息處理結果。該超高頻電子標簽識別器在使用時可以通過RS232與計 算機通訊。
權利要求
1. 一種超高頻電子標簽識別器，其特征在于，包括天線、RF接口模塊和基帶處理模塊，所述基帶處理模塊包括單片機及與單片機連接的相互獨立的基帶發送模塊和基帶接收模塊，所述RF接口模塊包括相互獨立的RF發送模塊和RF接收模塊，RF發送模塊與基帶發送模塊連接，RF接收模塊與基帶接收模塊連接，且RF發送模塊和RF接收模塊通過環形器連接到讀寫器的天線上，基帶發送模塊控制RF發送模塊產生射頻信號提供給RFID標簽，基帶接收模塊將RF接收模塊傳送回來的標簽信號進行解碼。
2. 根據權利要求1所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述基帶發送 模塊采用動態可配置的模擬信號處理器作為讀寫器的基帶信號調制平臺。
3. 根據權利要求2所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述基帶發送 模塊由AN231E04、AT25040A及低通濾波器LPF配合單片機ATmegal28L實現。
4. 根據權利要求1所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述基帶接收 模塊采用現場可編程模擬陣列作為讀寫器的基帶信號解調平臺。
5. 根據權利要求4所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述基帶接收 模塊由AN238K04配合單片機ATmegal28L實現，AN238K04芯片由兩塊 AN238E04和一塊AN238C04組成。
6. 根據權利要求1所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述RF發射 模塊采用直接調制的方式產生RFID系統的本振信號和載波信號。
7. 根據權利要求6所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述RF發射 模塊中使用的器件包括:射頻調制器LT5568、帶通濾波器B4637、放大器MAR-3 和MAV11SM、 AGC系統、功率放大器AH312、及環行器芯片HY902-928B， 其中，AGC系統由AGC模塊AV105-12、 AGC模塊LTC5505-1、 AGC模塊 LRDC-20-2組成；射頻調制器LT5568產生RFID發射信號，經過帶通濾波器 B4637濾波，然后經過放大器MAR-3和MAVll SM進行兩級放大，再輸入AGC 系統，發射信號經過AGC系統控制后，輸出到功率放大器AH312進行末級放 大，最后進入環行器芯片HY902-928B，再輸出到天線上。
8. 根據權利要求1所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述RF接收 模塊采用零中頻接收電路結構，直接混頻產生I/Q兩路基帶信號。
9. 根據權利要求8所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，所述RF接收 模塊使用的器件包括環行器芯片HY902-928B、帶通濾波器B4637、低噪放 MAR-3和放大器MAV11 SM組成的放大模塊、VGA系統、后段放大模塊、及 RF解調器LT5516，其中，VGA系統由MAXIM公司的VGA芯片MAX2056， 功率檢測器MAX2015和運算放大器MAX4231組成；接收信號從天線進入環行 器芯片HY卯2-928B，經過帶通濾波器B4637濾波，又經過低噪放MAR-3和放 大器MAVll SM組成的放大模塊放大，再進入VGA系統，接收信號經過VGA 系統控制后，再經后段放大模塊放大，并輸出到RF解調器LT5516進行零中頻 直接解調。
10. 根據權利要求1所述的超高頻電子標簽識別器，其特征在于，還包括電源電 路及指示燈電路，電源電路為識別器中各器件供電，顯示電路與單片機連接， 顯示單片機的信息處理結果。
全文摘要
本發明公開了一種超高頻電子標簽識別器，可以與工作在超高頻(860-960MHz)頻段的無源射頻識別標簽進行遠距離無線數據通訊。本發明公開的電子標簽識別器結構，由射頻接口模塊和基帶處理模塊組成。射頻接口模塊采用零中頻電路結構代替傳統的超外差混頻電路結構，提高了系統的可靠性。基帶處理模塊采用了動態可配置的模擬信號處理器(DSASPDynamically Reconfigurable Analog Signal Processor)作為識別器的基帶信號調制平臺，采用了可編程模擬系統芯片(Field Programmable Analog Array，FPAA)作為讀寫器的基帶信號解調平臺，簡化了電路設計，降低了讀寫器成本。本發明的電子標簽識別器結構簡單，性能穩定，可以適應從便攜式到基站式各種不同應用場合的需要。
文檔編號G06K7/08GK101388082SQ20071003016
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月10日 優先權日2007年9月10日
發明者余愛民, 謝澤明, 賴聲禮, 陳一天 申請人:廣東科學技術職業學院;華南理工大學