一种RFID变频读卡器及其扫频读标签方法技术

本发明专利技术公开了一种RFID变频读卡器及其扫频读标签方法，读卡器包括MCU总控芯片、激励信号发射单元及反馈信号接收单元，激励信号发射单元包括：与MCU总控芯片连接的直接数字频率合成器DDS1；与DDS1连接的阻抗匹配电路；与阻抗匹配电路连接的低通滤波器；与低通滤波器连接的增益放大器及发射天线部分；反馈信号接收单元包括：接收天线部分；与MCU总控芯片连接的差分信号源部分，该差分信号源部分用于产生另一路混频器输入信号，该输入信号产生电路结构与激励信号发射单元的信号产生电路结构一致；接收输入信号的混频器以及中频放大器。本发明专利技术不但能读取VHF频段标签，也能将信息传送至移动终端，从而显示储存产品信息的新型RFID标签读卡器。

【技术实现步骤摘要】
一种RFID变频读卡器及其扫频读标签方法
本专利技术涉及一种读卡器，具体的说是涉及一种工作在VHF频段，用于检测无源无芯片的标签，并将检测结果通过蓝牙传送到移动终端上的RFID标签读卡器，其IPC国际专利分类号为G06K7/00。
技术介绍
目前，公知的RFID读卡器工作原理是RFID标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理存储与显示；对应的，可分为无源标签以及有源标签。但是，对于有源标签来说，有源标签其所需的工作频率一般为UHF超高频，对应的标签同样要求设置高频芯片，因此产品的成本较高；而对于无源标签来说，其工作频率在中高频13.56Mhz附近，数据传输速率较低，或者是在超高频相对集中在902～928MHz工作频段上，频率过高，公知的RFID读卡器不能对其进行高效识别，同时公知的RFID读卡器只能通过声光显示且只能扫描特定的超高频频率，很少有能将标签信息在移动终端上显示的功能。同时现有RFID标签基本工作在低频，中高频和超高频频段，而且不管是无源或是有源标签都会在标签内附带芯片用以处理信息，这样的标签无论造价还是超高频标签的反向反射特性都有一定缺陷。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是要提供一种不但能读取VHF(50M-500MHz)频段标签，也能在读取标签信息的同时，将信息传送至移动终端，从而显示储存产品信息的新型RFID标签读卡器。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案：一种RFID变频读卡器，包括MCU总控芯片、激励信号发射单元以及反馈信号接收单元，其特征在于：所述的激励信号发射单元包括：与MCU总控芯片连接的直接数字频率合成器DDS1，用于产生进行扫频的差分信号；与直接数字频率合成器DDS1连接的阻抗匹配电路，用于保证上述差分信号能够有效传输并将上述差分信号转换成单端信号；与阻抗匹配电路连接的低通滤波器，用于将上述单端信号中的超高频谐波进行滤波处理；与低通滤波器连接的增益放大器，用于稳定其输出的信号增益；以及与增益放大器连接的发射天线部分，用于将标签激励信号发射出去；所述的反馈信号接收单元包括：接收天线部分，用于将接收到的标签反馈信号处理后生成一路混频器输入信号；与MCU总控芯片连接的差分信号源部分，该差分信号源部分用于产生另一路混频器输入信号，该输入信号产生电路结构与所述激励信号发射单元的信号产生电路结构一致，即同样包括直接数字频率合成器DDS2、对应的阻抗匹配电路、对应的低通滤波器以及对应的增益放大器；接收上述两路输入信号的混频器，用于将两路输入信号混频后产生相应中频信号；与混频器连接的中频放大器，用于将上述中频信号进行放大处理后反馈至MCU总控芯片。所述的RFID标签读卡器还包括与MCU总控芯片进行通信的数据通信模块，用于将MCU总控芯片处理后的标签信息发送至移动终端进行信息存储与读取。其中，所述数据通信模块是指蓝牙通讯模块，同时该蓝牙通讯模块可以由红外通讯模块以及无线通信模块替代。所述的发射天线部分包括依次顺序连接的发射天线、SMA接头、发射天线匹配电路以及天线发射电路。所述的接收天线部分包括依次顺序连接的天线接收电路、接收天线、SMA接头以及接收天线匹配电路。进一步的，所述的接收天线部分还包括与混频器连接的低噪声放大器，其用于将接收到的标签反馈信号进行降噪放大处理。所述增益放大器通过两路基准电压源来分别提供电源电压信号以及门控信号。上述增益放大器优选可变增益放大器。同时所述RFID变频读卡器，还可以包括RFID变频读卡器PCB板，电源开关，照明灯，双色灯，蓝牙开关,MicroUSB，天线,电池与短接板中的一种或者多种组合的部件。本专利技术还要提供一种RFID变频读卡器扫频读标签方法，其包括：T1：通过MCU总控芯片使得直接数字频率合成器DDS1产生进行扫频的差分信号；T2：通过与直接数字频率合成器DDS1连接的阻抗匹配电路对上述差分信号进行最大功率输出处理并将上述差分信号转换成单端信号；T3：通过与阻抗匹配电路连接的低通滤波器，将上述单端信号中的超高频谐波进行滤波处理；并通过与低通滤波器连接的增益放大器对滤波处理后输出的信号增益放大处理；最后通过与增益放大器连接的发射天线部分，将标签激励信号发射出去；R1：通过接收天线部分将接收到的标签反馈信号处理后生成一路混频器输入信号；同时通过与MCU总控芯片连接的差分信号源部分，该产生另一路混频器输入信号，该输入信号产生电路机理与所述T1—T3过程的信号产生机理一致，即同样通过直接数字频率合成器DDS2、对应的阻抗匹配电路、对应的低通滤波器以及对应的增益放大器产生一路信号；R2：通过混频器，将两路输入信号混频后产生相应中频信号；并通过与混频器连接的中频放大器，将上述中频信号进行放大处理后反馈至MCU总控芯片。所述的方法还包括通过与MCU总控芯片进行通信的数据通信模块将MCU总控芯片处理后的标签信息发送至移动终端进行信息存储与读取。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术不但能读取VHF(50M-500MHz)频段标签，也能在读取标签信息的同时，将信息传送至移动终端，从而显示储存产品信息的新型RFID标签读卡器。附图说明图1为本专利技术的电路结构图；图2为本专利技术的直接数字频率合成器与阻抗匹配电路部分电路原理图；图3为本专利技术的电路原理图；图4为本专利技术的扫频过程示意图；图5为本专利技术的扫频方法步骤示意图.具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。为了改变现有的RFID读卡器只能通过声光显示且只能扫描特定的超高频频率的问题，我们改进了读卡器的电路结构，使其不但能读取VHF(50M-500MHz)频段标签，也能在读取标签信息的同时，将信息传送至移动终端，从而显示储存产品信息。鉴于此，如图1—图3所示，设计了一种RFID变频读卡器，其主要包括MCU总控芯片、激励信号发射单元以及反馈信号接收单元以及用于将MCU总控芯片处理后的标签信息发送至移动终端进行信息存储与读取的数据通信模块。其中，所述的激励信号发射单元包括依次顺序连接的直接数字频率合成器DDS1、与直接数字频率合成器DDS1对应的阻抗匹配电路、低通滤波器、可变增益放大器以及发射天线部分：本部分电路设计原理：MCU总控芯片控制直接数字频率合成器DDS1产生频率在50M-500Mhz的差分信号，经由阻抗匹配电路(可采用Balun阻抗匹配电路)，一方面保证所有的信号都能传送过去，避免阻抗不匹配产生的反射即为了使发射单元的输出阻抗与天线阻抗匹配(这两者不匹配会产生驻波)，进而影响输出功率，另一方面也用于将差分信号转换为单端信号；低通滤波器接收该单端信号将频率合成时产生的各次谐波，无用频率滤除掉；为了保证信号的强度和发射功率，防止信号在天线间传播的过程中衰减过大在接收端获取不到信号，以及鉴于该数字频率合成器随着频率的变化，其产生的幅度是变化的，所以配合一个自动增益控制芯片即可变增益放大器来稳定输出信号增益。而自动增益控制芯片的控制是通过检波电路的检波，根据检波出来的幅度，计算需要多大增益来实现的，从而使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RFID变频读卡器，包括MCU总控芯片、激励信号发射单元以及反馈信号接收单元，其特征在于：所述的激励信号发射单元包括：与MCU总控芯片连接的直接数字频率合成器DDS1，用于产生进行扫频的差分信号；与直接数字频率合成器DDS1连接的阻抗匹配电路，用于保证上述差分信号能够有效传输并将上述差分信号转换成单端信号；与阻抗匹配电路连接的低通滤波器，用于将上述单端信号中的超高频谐波进行滤波处理；与低通滤波器连接的增益放大器，用于稳定输出的信号增益；以及与增益放大器连接的发射天线部分，用于将标签激励信号发射出去；所述的反馈信号接收单元包括：接收天线部分，用于将接收到的标签反馈信号处理后生成一路混频器输入信号；与MCU总控芯片连接的差分信号源部分，该差分信号源部分用于产生另一路混频器输入信号，该输入信号产生电路结构与所述激励信号发射单元的信号产生电路结构一致，即同样包括直接数字频率合成器DDS2、对应的阻抗匹配电路、对应的低通滤波器以及对应的增益放大器；接收上述两路输入信号的混频器，用于将两路输入信号混频后产生相应中频信号；与混频器连接的中频放大器，用于将上述中频信号进行放大处理后反馈至MCU总控芯片。...

【技术特征摘要】
1.一种RFID变频读卡器，包括MCU总控芯片、激励信号发射单元以及反馈信号接收单元，其特征在于：所述的激励信号发射单元包括：与MCU总控芯片连接的直接数字频率合成器DDS1，用于产生进行扫频的差分信号；与直接数字频率合成器DDS1连接的阻抗匹配电路，用于保证上述差分信号能够有效传输并将上述差分信号转换成单端信号；与阻抗匹配电路连接的低通滤波器，用于将上述单端信号中的超高频谐波进行滤波处理；与低通滤波器连接的增益放大器，用于稳定输出的信号增益；以及与增益放大器连接的发射天线部分，用于将标签激励信号发射出去；所述的反馈信号接收单元包括：接收天线部分，用于将接收到的标签反馈信号处理后生成一路混频器输入信号；与MCU总控芯片连接的差分信号源部分，该差分信号源部分用于产生另一路混频器输入信号，该输入信号产生电路结构与所述激励信号发射单元的信号产生电路结构一致，即同样包括直接数字频率合成器DDS2、对应的阻抗匹配电路、对应的低通滤波器以及对应的增益放大器；接收上述两路输入信号的混频器，用于将两路输入信号混频后产生相应中频信号；与混频器连接的中频放大器，用于将上述中频信号进行放大处理后反馈至MCU总控芯片；且所述的RFID标签读卡器还包括与MCU总控芯片进行通信的数据通信模块，用于将MCU总控芯片处理后的标签信息发送至移动终端进行信息存储与读取。2.根据权利要求1所述的RFID变频读卡器，其特征在于：所述的发射天线部分包括依次顺序连接的发射天线、SMA接头、发射天线匹配电路以及天线发射电路；所述的接收天线部分包括依次顺序连接的天线接收电路、接收天线、SMA接头以及接收天线匹配电路。3.根据权利要求2所述的RFID变频读卡器，其特征在于：所述的接收天线部分还包括与混频器连接的低噪声放大器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈韦宁，
申请(专利权)人：睿芯大连股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21