CN102446282A

CN102446282A - 超高频rfid读写器芯片

Info

Publication number: CN102446282A
Application number: CN2011103580537A
Authority: CN
Inventors: 陈亚平; 关亮中
Original assignee: Chengdu RML Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu RML Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-12
Filing date: 2011-11-12
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及一种非接触式信息识别系统，特别涉及一种工作于840～960的超高频RFID读写器芯片。超高频RFID读写器芯片主要包括微处理单元MCU、射频收发模块、调制解调模块，所述射频收发模块通过调制解调模块与微处理单元MCU连接，所述微处理单元MCU还通过数据总线与闪存fashmemory、高速缓存SRAM、复位控制电路Reset control、看门狗定时电路WDT、定时器Timers、通用异步接收/发送装置UART、串行外围接口电路SPI、端口控制器Port controller、串行总线I2C、中断控制器Interupt controller和电源管理器powermanagement连接。本发明具有体积小、集成度高，适应性强，抗干扰能力强。

Description

超高频RFID读写器芯片

技术领域

本发明涉及一种非接触式信息识别系统，特别涉及一种工作于840～960的超高频RFID读写器芯片。

背景技术

射频识别技术是利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据的自动识别技术。根据所使用的电磁波频段，该技术可分为低频、高频、超高频三类，其中超高频技术，具有识别距离远，识别速度快，可识别高速运动目标、数据容量大的优点。

超高频段的RFID系统主要包括RFID读写器和RFID标签两个部分：RFID读写器将待发射的基带信号调制到载波上，发送给RFID标签，然后连续发射无调制的载波用以提供标签持续工作的能量和标签发射调制需要的载波；标签从读写器的载波中获取能量，根据接收到的读写器的指令内容，将标签的返回信息反射调制加载到读写器的连续载波上，读写器从连续载波中识别出标签的返回信号。现有RFID读写器体积大，结构较复杂，集成度较低，功耗高；采用传统的调解方案，信号放大增益固定，不能适应不同信号强度的回波信号；采用的是模拟滤波技术，抗干扰能力差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种体积小、集成度高，适应性强，抗干扰能力强的超高频RFID读写器芯片。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

超高频RFID读写器芯片，超高频RFID读写器芯片主要包括微处理单元MCU、射频收发模块、调制解调模块，所述射频收发模块通过调制解调模块与微处理单元MCU连接，所述微处理单元MCU还通过数据总线与闪存fash memory、高速缓存SRAM、复位控制电路Reset control、看门狗定时电路WDT、定时器Timers、通用异步接收/发送装置UART、串行外围接口电路SPI、端口控制器Port controller、串行总线I2C、中断控制器Interupt controller和电源管理器power management连接。

上述超高频RFID读写器芯片中，所述调制解调模块包括TX模块、RX模块、数据存储器FIFO、接收信号的强度指示模块RSSI、多路复用器MUX。

上述超高频RFID读写器芯片中，所述射频收发模块包括RX通道、TX通道、频率合成器。

上述超高频RFID读写器芯片中，所述射频收发模块分别设置有发射端口和接收端口。

上述超高频RFID读写器芯片中，所述发射端口通过功放与耦合器连接，耦合器再与外部天线连接。

上述超高频RFID读写器芯片中，所述射频收发模块产生的射频信号经过功放实现放大后，再经耦合器及外部天线输出。

上述超高频RFID读写器芯片中，所述接收端口通过耦合器与外部天线连接。

本发明的超高频RFID读写器芯片主要包括微处理单元MCU、射频收发模块、调制解调模块，超高频RFID读写器芯片通过通射频收发模块接收外界标签反射回来的信号和发送信号，射频收发模块包括RX通道、TX通道、频率合成器，RX通道即接收通道，RFID标签的反向散射通过RX通道被传送到调制解调模块；TX通道即发射通道，调制解调模块通过TX通道传送已调制信号到RFID标签。

RX通道包括向下混频器，DC偏移较正电路，低通滤波器（LPF），可编程增益放大器（PGA），模拟—数字转换器（ADC）。不同的RF信号被向下混频器转换成基带信号；再经DC偏移较正电路进行DC偏移纠正；集成的低通滤波器（LPF）可以调整滤波参数，以适应处理不同速率的电子标签回波速率，极大地提高了电子标签的识别率和识别电子标签的类型；可编程增益放大器（PGA）提供足够的增益解调接收到的信号，可编程增益放大器（PGA）能够根据回波信号的幅度进行调整，使得读写器芯片适应不同信号强度的回波信号，极大地提高了解码的可靠性和识别距离；随后的模拟—数字转换器（ADC）产生一个数字基带信号，数字基带信号使调制解调进入到数字部分，模拟—数字转换器（ADC）将电子标签的模拟信号转换成数字信号，进行自适应数字滤波，极大地增强了读写器的抗干扰能力。

本发明的有益效果是： 由于本发明选用集成度高的硬件单元，，大大减小了读写器芯片的体积，使得读写器芯片小型化和模块化，功耗也得到相应降低，方便嵌入其它设备当中；集成的低通滤波器（LPF）可以调整滤波参数，以适应处理不同速率的电子标签回波速率，极大地提高了电子标签的识别率和识别电子标签的类型，可编程增益放大器（PGA）能够根据回波信号的幅度进行调整，使得读写器芯片适应不同信号强度的回波信号，极大地提高了解码的可靠性和识别距离；射频收发模块将电子标签的模拟信号转换成数字信号，进行自适应数字滤波，极大地增强了读写器的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明RFID读写器芯片架构图。

图2为调制解调模块架构图。

图3为射频收发模块架构图。

图中标记：图1中，101-RFID读写器芯片，102-调制解调模块，103-射频收发模块，104-耦合器，105-外部天线，106-微处理单元（MCU），107-功放；图3中，301-向下混频器,302-DC偏移较正电路,303-第一低通滤波器（LPF）,304-可编程增益放大器（PGA）,305-模拟—数字转换器（ADC）,306-驱动放大器（DA）,307-向上混频器,308-数字—模拟转换器（DAC）,309-TX通道,310-频率合成器,311-RX通道，312-第二低通滤波器（LPF）。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如附图1所示本发明的超高频RFID读写器芯片中，所述RFID读写器芯片101主要包括微处理单元（MCU）106、射频收发模块103、调制解调模块102，所述射频收发模块103通过调制解调模块102与微处理单元（MCU）106连接，所述微处理单元（MCU）106还通过数据总线与闪存（ fash memory )、高速缓存(SRAM)、复位控制电路(Reset control)、看门狗定时电路(WDT)、定时器(Timers)、通用异步接收/发送装置(UART)、串行外围接口电路(SPI)、端口控制器(Port controller)、串行总线(I2C)、中断控制器(Interupt controller)和电源管理器(power management)连接。射频收发模块103分别设置有发射端口和接收端口，所述发射端口通过功放107与耦合器104连接，耦合器104再与外部天线105连接；所述接收端口通过耦合器104与外部天线105连接。

如附图2所示，调制解调模块102包括TX模块、RX模块、数据存储器(FIFO)、接收信号的强度指示模块（RSSI）、多路复用器(MUX)，所述数据存储器(FIFO)包括TX数据存储器、RX数据存储器，TX模块用来发送数据到射频收发模块，RX模块用来从射频收发模块接收数据，数据存储器(FIFO)作为发送或接收数据的数据存储器，接收信号的强度指示模块(RSSI)用来测量当前接收信号的强度，多路复用器(MUX)用来测试调制解调模块。

如附图3所示，射频收发模块103包括RX通道311、TX通道309、频率合成器310。RX通道311即接收通道，RFID标签的反向散射通过RX通道311被传送到调制解调模块，调制解调模块通过TX通道309传送已调制信号到RFID标签，频率合成器310产生一个单一的频率用来将频率从基带（基本频带）转换到RF（发射频率）或反之亦然。RX通道311即接收通道包括向下混频器301，DC偏移较正电路302，第一低通滤波器（LPF）303，可编程增益放大器（PGA）304，模拟—数字转换器（ADC）305，不同的RF信号被向下混频器301转换成基带信号，信号中的DC偏移被DC偏移较正电路302纠正，通道选择有集成的第一低通滤波器（LPF）303实现滤除谐波，其可调宽带由RF寄存器值确定，可编程增益放大器（PGA）304提供足够的增益解调接收到的信号，其可编程增益由RF寄存器值确定，随后的模拟—数字转换器（ADC）305产生一个数字基带信号，数字基带信号使调制解调进入到数字部分。

TX通道309即发送通道，发送通道由驱动放大器（DA）306，向上混频器307，第二低通滤波器（LPF）312，数字—模拟转换器（DAC）308组成，ASK调制信号被数字—模拟转换器（DAC）308由数字部分转换成模拟部分，随后的第二低通滤波器（LPF）312滤除不需要的谐波，其可调带宽由RF寄存器值确定，向上混频器307将基带信号传送到被DA放大的RF信号，放大增益由RF寄存器值确定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.超高频RFID读写器芯片，其特征在于：所述超高频RFID读写器芯片主要包括微处理单元MCU、射频收发模块、调制解调模块，所述射频收发模块通过调制解调模块与微处理单元MCU连接，所述微处理单元MCU还通过数据总线与闪存fash memory、高速缓存SRAM、复位控制电路Reset control、看门狗定时电路WDT、定时器Timers、通用异步接收/发送装置UART、串行外围接口电路SPI、端口控制器Port controller、串行总线I2C、中断控制器Interupt controller和电源管理器power management连接。

2.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器芯片，其特征在于：所述调制解调模块包括TX模块、RX模块、数据存储器FIFO、接收信号的强度指示模块RSSI、多路复用器MUX。

3.根据权利要求1所述的超高频RFID读写器芯片，其特征在于：所述射频收发模块包括RX通道、TX通道、频率合成器。

4.根据权利要求1和3所述的超高频RFID读写器芯片，其特征在于：所述射频收发模块分别设置有发射端口和接收端口。

5.根据权利要求4所述的超高频RFID读写器芯片，其特征在于：所述发射端口通过功放与耦合器连接，耦合器再与外部天线连接。

6.根据权利要求4所述的超高频RFID读写器芯片，其特征在于：所述接收端口通过耦合器与外部天线连接。