一種lf頻段rs232接口中遠(yuǎn)距離rfid讀寫(xiě)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及讀寫(xiě)器，具體涉及一種LF頻段RS232接口中遠(yuǎn)距離RFID讀寫(xiě)器。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID (Rad1 Frequency Identificat1n)，即射頻識(shí)別技術(shù)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中的一種，通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對(duì)電子標(biāo)簽加以識(shí)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(xiě)器、相應(yīng)頻段和協(xié)議的電子標(biāo)簽、輸入輸出功能接口等。通過(guò)相距幾厘米到幾米距離內(nèi)讀寫(xiě)器產(chǎn)生相應(yīng)頻率天線(xiàn)場(chǎng)或者發(fā)射相應(yīng)頻段無(wú)線(xiàn)電波，可以讀取電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息，從而識(shí)別電子標(biāo)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(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體或多個(gè)電子標(biāo)簽，操作方便快捷，實(shí)現(xiàn)了無(wú)源和免接觸的操作。技術(shù)具有應(yīng)用便利，無(wú)機(jī)械磨損，壽命長(zhǎng)，安全性好等特點(diǎn)。RFID以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運(yùn)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(guó)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(guó)內(nèi)發(fā)展和規(guī)劃的文件，標(biāo)題為《中國(guó)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)政策白皮書(shū)》，共分為五章，分別闡述了 RFID技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)、中國(guó)發(fā)展RFID技術(shù)戰(zhàn)略、中國(guó)RFID技術(shù)發(fā)展及優(yōu)先應(yīng)用領(lǐng)域、推進(jìn)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(guó)RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)推廣應(yīng)用的細(xì)則，RFID廣泛應(yīng)用和普及化發(fā)展已成趨勢(shì)，RFID技術(shù)通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)的結(jié)合，可實(shí)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(yùn)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(gè)新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種LF頻段RS232接口中遠(yuǎn)距離RFID讀寫(xiě)器，基于電感耦合原理讀取LF頻段125kHz有源或者無(wú)源電子標(biāo)簽卡號(hào)信息，通過(guò)單片機(jī)控制核心解碼得到卡號(hào)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(biāo)簽中遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集或者管理信息系統(tǒng)使用。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:由讀寫(xiě)器基于電感耦合原理通過(guò)讀寫(xiě)器端天線(xiàn)發(fā)射125kHz特定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)LF頻段電子標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線(xiàn)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)工作區(qū)域時(shí)在電子標(biāo)簽內(nèi)部線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)過(guò)電子標(biāo)簽處理電路使得標(biāo)簽內(nèi)部獲得能量被激活，電子標(biāo)簽將自身編碼信息通過(guò)內(nèi)置射頻天線(xiàn)發(fā)送出去，讀寫(xiě)器的接收天線(xiàn)接收到從電子標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的調(diào)制信號(hào)后，經(jīng)天線(xiàn)調(diào)制電路傳送到讀寫(xiě)器信號(hào)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(jìn)行相關(guān)處理，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)邏輯運(yùn)算識(shí)別該標(biāo)簽的身份，針對(duì)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(hào)控制讀寫(xiě)器完成不同的讀寫(xiě)操作或通過(guò)RS232串行接口輸出。
[0006]本實(shí)用新型的特點(diǎn)及組成是:RFID讀寫(xiě)器工作在LF頻段，工作頻率為125KHz ;讀寫(xiě)器組成包括天線(xiàn)線(xiàn)圈部分、射頻前端電路部分、包絡(luò)檢波部分、信號(hào)調(diào)理電路部分、功放部分、單片機(jī)控制器部分、功能接口輸入輸出部分；讀寫(xiě)器無(wú)源標(biāo)簽讀卡距離在70至10cm的中遠(yuǎn)距離，使用直流電源供電，使用RS232接口通信，具備電子標(biāo)簽讀寫(xiě)和相關(guān)功能。
[0007]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:1、自主設(shè)計(jì)了天線(xiàn)線(xiàn)圈外形和天線(xiàn)的參數(shù)結(jié)構(gòu)，使得讀寫(xiě)器的體積小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性高；2、設(shè)計(jì)了高品質(zhì)因素的射頻前端電路結(jié)構(gòu)，使得讀寫(xiě)器射頻識(shí)別遠(yuǎn)(可達(dá)70至100cm) ;3、自主設(shè)計(jì)后級(jí)包絡(luò)檢波電路和基頻濾除電路，信號(hào)提取精確，信號(hào)干擾較小。4、采用飛利浦半導(dǎo)體單片機(jī)P87LPC767微控制器將采集到的脈沖信號(hào)進(jìn)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(xiě)器芯片價(jià)格便宜，控制單片機(jī)芯片引腳少，讀寫(xiě)速度快，電路簡(jiǎn)化。5、解碼后得到的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)采用RS232通用接口輸出，方便系統(tǒng)擴(kuò)展和嵌入式應(yīng)用，讀寫(xiě)器成本低，功耗低，實(shí)現(xiàn)多個(gè)無(wú)源標(biāo)簽的非接觸式讀寫(xiě)與存儲(chǔ)及輸出，且抗干擾能力強(qiáng)，保密性能好。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)電源供電電路原理圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)射頻前端電路原理圖。
[0010]圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)包絡(luò)檢波電路原理圖。
[0011]圖4為本實(shí)用新型系統(tǒng)包絡(luò)檢波信號(hào)放大電路原理圖。
[0012]圖5為本實(shí)用新型系統(tǒng)單片機(jī)控制及功放電路原理圖。
[0013]圖6為本實(shí)用新型系統(tǒng)蜂鳴器報(bào)警電路原理圖。
[0014]圖7為本實(shí)用新型系統(tǒng)RS232接口電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)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(hào)放大單元(附圖4)、數(shù)字信號(hào)處理和功放單元(附圖5)、蜂鳴器報(bào)警單元(附圖6)、RS232接口單元組成(附圖7)。下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案和【具體實(shí)施方式】。
[0016]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)電源供電電路原理圖，輸入電壓為12VDC，通過(guò)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(xiàn)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(kāi)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(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)引腳連接到D3 二極管SS12的正極和D5 二極管LV33的負(fù)極，D5 二極管的負(fù)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(fù)極連接到C7電解電容正極和獨(dú)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(fù)極連接GND地網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)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(dú)石電容的一端、Cl I電解電容的正極、C12獨(dú)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(fù)極、ClO獨(dú)石電容的另一端、Cll電解電容的負(fù)極、C12獨(dú)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(dú)石電容的一端、D4發(fā)光二極管的正極，C13電解電容的負(fù)極連接GND地網(wǎng)絡(luò)，C14獨(dú)石電容的另一端連接GND地網(wǎng)絡(luò)，D4發(fā)光二極管的負(fù)極連接R4的一端，通過(guò)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(hào)，在U2穩(wěn)壓芯片78M05的第3引腳應(yīng)產(chǎn)生5VDC的電壓信號(hào)，發(fā)光二極管D4亮起。
[0017]圖2為本實(shí)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(xiàn)線(xiàn)圈接入部分、電容陣列部分、天線(xiàn)線(xiàn)圈信號(hào)功率放大部分和基頻濾除部分以及諧振信號(hào)單向整流電路部分。原理圖中多圈圖形即為天線(xiàn)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈尺寸為25cm*25cm正方形天線(xiàn)，