基于ISO 18000-6C和GB 29768-2013兼容型协议的RFID读写器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ISO 18000-6C和GB 29768兼容型协议的RFID读写器设备。2013年，我国发布了GB 29768-2013，彻底改变了空中接口无法统一的难题。但是需要解决国标发布之前大量存在的基于ISO 18000-6C欧美技术标准的系列产品。该实用新型专利技术设备包括主处理器系统和射频电路系统。主处理器系统保证了微处理器正常运行的外部硬件条件，微处理器内部实现了18000-6C与GB 29768发射与接收双协议软件包。射频电路系统保证了发射双协议软件包数据通过发射通路上的DAC、调制、放大与天线切换实现射频信号输出，射频信号输入通过接收通路上的天线切换、解调、放大、ADC输入与接收双协议软件包进行数据解析。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】基于ISO 18000-6C和GB 29768-2013兼容型协议的RF ID读写器
本技术属于RFID射频读写器
，通过天线与符合欧美IS018000-6C协议或者国内GB 29768协议的电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。
技术介绍
射频识别(RFID)是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID技术基本的工作原理是利用读写器发射特定频率的无线电波，实现对进入读写范围的电子标签的自动识别。通过把标签贴在物品上，RFID技术可以实现对物品的全程跟踪和管理。射频识别系统一般由读写器和标签两部分构成，标签分为有源标签、无源标签及半无源标签。读写器产生射频能量，通过天线向电子标签发射射频能量，电子标签(无源)接收到射频能量之后被激活，电子标签取得射频能量和指令之后反射信号，读写器通过天线接收电子标签反射回来的信号，对标签反射回来的信号进行相关处理，使射频信号转换成外部终端能够处理的数字信号，实现对标签内存储的数据进行读的操作，或标签(有源)主动重复发送自身标识信息，收到该信息后继续进一步的处理。制约射频识别系统发展的主要问题是标准不兼容。RFID标准体系主要由空中接口规范、物理特性、读写器协议、编码体系、测试规范、应用规范、数据管理、信息安全等标准组成。目前国际上制订RFID标准的主要组织是国际标准化组织(IS0/IEC)，IS0/IEC JTCl负责制订与RFID技术相关的国际标准，ISO其他有关技术委员会也制订部分与RFID应用有关的标准，还有一些相关的组织也开展了 RFID标准化工作。值得注意的是，相关标准之间缺乏达成一致的基础，国际标准化组织正在积极推动RFID应用层面上的互联互通。中国在RFID技术与应用的标准化研究工作上已有一定基础，目前已经从多个方面开展了相关标准的研究制定工作。2013年12月，我国已发布了 800/900MHZ无源RFID国家标准“GB/T29768-2013信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议”，空中接口协议是RFID的核心技术，新国标的发布将改变以往技术产品接口无法统一的难题，为推进我国自主射频识别产业、加快物联网建设发挥重要作用。目前各领域已经有了比较多的RFID技术应用项目，存在各种产品标准混乱的问题，在800/900MHZ无源RFID应用方便采用的标准主要有ISO 18000-6B、IS018000-6C、IS018000-6D等标准，尤其是近两年国内的RFID项目大部分采用ISO 18000-6C技术标准。国标GB 29768出台后，必将会有一个逐步向国标统一的过程，兼容ISO 18000-6C和GB29768双协议的RFID读写器设备，将成为应用的主流。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决RFID读写器既能读取符合GB 29768标准的国标电子标签，同时又能兼容性读取国标发布以前大量使用的IS018000-6C标准的电子标签。本技术的技术方案是:基于ISO 18000-6C和GB 29768兼容型协议的RFID读写器设备，其特征在于，包括主处理器系统和射频电路系统。主处理器系统保证了微处理器正常运行的外部硬件条件，包括电源硬件电路模块、时钟硬件电路模块以及通讯硬件电路模块；微处理器内部实现了 18000-6C与GB 29768发射与接收双协议软件包；射频电路系统包括DAC硬件电路模块、振荡器混频硬件电路模块、功率放大硬件电路模块、ADC硬件电路模块、低频放大器硬件电路模块、IQ解调硬件电路模块、天线切换电路模块以及天线；微处理器内部的双协议包通过射频电路模块实现RFID数据发射与接收，从而实现ISO18000-6C与GB 29768双协议产品的兼容与应用。【附图说明】图1是本技术实施的基于ISO 18000-6C和GB 29768兼容型协议的RFID读写器设备的结构示意图。【具体实施方式】本技术的SO 18000-6C和GB 29768兼容型协议的RFID读写器设备，如图1所示，包括主处理器系统单元I和射频硬件电路单元2两个部分。主处理器单元I包括32位微处理器11、电源硬件电路模块12、时钟硬件电路模块13以及通讯硬件电路模块14。微处理器11的功能主要是对不同协议格式的数据进行编解码，调制信息DA输出，接收的标签信息转换为数字信号AD采集进行解码，从而按照指定应用协议进行解析；电源硬件电路模块12将交流电转成直流电提供给微处理器11 ;时钟硬件电路模块13提供无源晶振给处理器11产生时钟；通讯硬件电路模块14提供数据链路通道开放给外部处理器，本技术支持以太网和各种串行通讯协议，如RS232、RS485和RS422等。DAC硬件电路模块21的功能是产生要调制的数据信号；振荡器混频硬件电路模块22的功能是产生载波及调制信号、功率放大硬件电路模块23的功能是放大载波信号、ADC硬件电路模块26的功能是将解调后的模拟信号数字化、低频放大器硬件电路模块27的功能是放大标签?目息、IQ解调硬件电路模块28的功能是解调标签彳目号、天线切换电路模块24的功能是实现设备的发射和接收两个阶段的物理通道分开；天线25的功能是发射射频信号和接收射频信号。本技术设备实现协议兼容的关键点在于硬件电路设计以及硬件处理器中的嵌入式软件设计。硬件电路兼容性设计的关键点包括以下几点:I)DAC硬件模块21转换处理器11的GB 29768命令格式编码输出；2)混频模块22完成调制信号与载波变频；3)功率放大电路模块23完成变频信号放大；4)天线发射/接收切换模块24负责隔离发送和接收到信号；5)天线25负责发射的射频信号辐射以及返回信息的接收；6) IQ解调硬件模块28负责恢复空间GB 29768协议标签信号为模拟信号；7)低频放大器硬件电路27负责放大GB 29768协议标签模拟信号；8)比较器输出模块26负责将放大后的GB 29768协议标签信号转换为数字信号；硬件处理器中的嵌入式软件兼容性设计的关键点包括以下几点:1)GB29768协议及ISO 18000-6C协议命令格式调制波有主控11处理器编码产生；2)GB 29768协议标签返回数据由11处理器解码。3)GB 29768协议ISO 18000-6C协议之间的区别主要有两点:向卡片发送的命令格式和协议标签位编码方式。因此，要兼容读取两种标签，需要11主控MCU产生符合GB 29768协议及ISO 18000-6C协议编码的调制波，以形成协议要求的发送给标签的命令格式，主控MCU以轮询方式发送两种命令；两种标签返回的标签信息编码方式也不相同，在硬件电路解调出放大后的数字信号之后，解析两种卡片数据由11主控MCU完成，MCU根据两种协议所规定的编码方式，采集每一位的脉宽，以实现解码。【主权项】1.基于ISO18000-6C和GB 29768-2013兼容型协议的RFID读写器，其特征在于，包括主处理器单元和射频硬件电路单元；主处理器单元保证了微处理器正常运行的外部硬件条件，包括32位微处理器、电源硬件电路模块、时钟硬件电路模块以及通讯硬件电路模块；微处本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ISO 18000‑6C和GB 29768‑2013兼容型协议的RFID读写器，其特征在于，包括主处理器单元和射频硬件电路单元；主处理器单元保证了微处理器正常运行的外部硬件条件，包括32位微处理器、电源硬件电路模块、时钟硬件电路模块以及通讯硬件电路模块；微处理器内部实现了18000‑6C与GB 29768发射与接收双协议软件包；射频硬件电路单元包括DAC硬件电路模块、振荡器混频硬件电路模块、功率放大硬件电路模块、ADC硬件电路模块、低频放大器硬件电路模块、IQ解调硬件电路模块、天线切换电路模块以及天线；微处理器内部的双协议包通过射频电路模块实现RFID数据发射与接收，从而实现ISO 18000‑6C与GB 29768双协议产品的兼容与应用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谷云辉，张永军，付立，刚红润，吕庆辉，李伯勇，金磊杰，杨宝光，
申请(专利权)人：交通运输部科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11