基于软件无线电的多频RFID阅读器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种基于软件无线电的多频RFID阅读器。由于缺乏一个统一的标准，各个国家的射频识别频率未能达到一致，为了适应不同国家的需求，读写器必须能够具备识别多个频率的需求以针对不同国家或地区的RFID产品。本实用新型专利技术提供一种基于软件无线电的多频RFID阅读器，由射频模块、基带模块和电源模块组成，其中电源模块分别与射频模块、基带模块连接；所述射频模块用于实现对基带信号的调制、解调，并发送接收已调信号；所述基带模块实现对整个读写器的控制、编码、解码、校验、读写器与上位机的交互及对射频模块的控制，基带模块包括ARM处理器系统和可编程逻辑，ARM处理器系统与可编程逻辑连接，可编程逻辑与射频模块连接。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于软件无线电的多频RFID阅读器，特别是涉及一种能够识别多种频率标签的RFID读写器，可以用于高速公路管理，物流货物识别与分类，贵重物品管理，防伪，门禁系统、仓储管理、零售管理、集装箱运输、邮政业务等。
技术介绍
RFID读写器又称为“RFID阅读器”，即无线射频识别，通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个RFID标签，操作快捷方便。RFID读写器分为低频，高频、超高频以及微波频段四类读写器。目前，国内外RFID读写器基带控制部分的实现方法多种多样，以满足不同场合的应用需求。主要的实现方法有单片机、DSP,ARM以及FPGA/CPLD等，另外越来越多的读写器广泛采用多控制器的实现方法，即多个或几种控制单元的组合，如：单片机+单片机，单片机+DSP，单片机+FPGA，DSP+FPGA，ARM+FPGA等。读写器基带控制部分所要用到的控制器的结构，功能和性能差别很大，需要根据具体的应用场合选择控制器及其实现方案。由于缺乏一个统一的标准，各个国家的射频识别频率未能达到一致，为了适应不同国家的需求，读写器必须能够具备识别多个频率的需求以针对不同国家或地区的RFID产品。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，解决了识别频率单一的问题，而且能够适应不同国家需求的基于软件无线电的多频RFID阅读器。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：该基于软件无线电的多频RFID阅读器，其特征在于：由射频模块、基带模块和电源模块组成，其中电源模块分别与射频模块、基带模块连接，所述射频模块用于实现对基带信号的调制、解调，并发送接收已调信号；所述基带模块实现对整个读写器的控制、编码、解码、校验、读写器与上位机的交互及对射频模块的控制，基带模块包括ARM处理器系统和可编程逻辑，ARM处理器系统与可编程逻辑连接，可编程逻辑与射频模块连接。本技术所述射频模块包括第一接收通道、第二接收通道、第一发送通道、第二发送通道、第一环形器、第二环形器、第一功率放大器和第二功率放大器，第一接收通道和第二接收通道为独立设置，第一发送通道和第二发送通道为独立设置；所述第一接收通道与第一环形器连接，第一接收通道接收来自天线的信号，依次进行一次下变频，混频，二次下变频，滤波器滤波，模数转换器进行模数转换，将天线接收到的已调制模拟信号转换为已解调数字信号，并通过射频模块的数据接口传送给基带模块的可编程逻辑；所述第二接收通道与第二环形器连接，第二接收通道接收来自天线的信号，依次进行一次下变频，混频，二次下变频，滤波器滤波，模数转换器进行模数转换，将天线接收到的已调制模拟信号转换为已解调数字信号，并通过射频模块的数据接口传送给基带模块的可编程逻辑；所述第一发送通道与第一功率放大器连接，第一功率放大器与第一环形器连接，射频模块的数据接口接收基带模块的可编程逻辑的未调制数字信号，经过数模转换器转换成模拟信号，经过滤波器滤波，再依次进行一次上变频、混频和二次上变频，转变成已调信号，并通过第一功率放大器对信号的放大，经由天线发射出去；所述第二发送通道与第二功率放大器连接，第二功率放大器与第二环形器连接，射频模块的数据接口接收基带模块的可编程逻辑的未调制数字信号，经过数模转换器转换成模拟信号，经过滤波器滤波，再依次进行一次上变频、混频和二次上变频，转变成已调信号，并通过第二功率放大器对信号的放大，经由天线发射出去。本技术所述射频模块上设置有SPI接口，基带模块的ARM处理器系统通过SPI接口对射频模块进行射频参数配置和状态信息的提取。本技术所述基带模块的可编程逻辑的数据接口通过FMC数据通路与射频模块的数据接口连接。本技术所述基带模块与射频模块之间的数据交互采用两种接口，第一种是采用并行数据端口来传输数据，其传输模式为CMOS电平，第二种采用差分输入端口和输出端口来传输数据，其传输电平模式为LVDS电平。本技术所述第一接收通道和第二接收通道均包括三个输入端口，每个端口可以差分输入，也可以单端输入，所述第一发送通道和第二发送通道TX2均具有两个输出端，每个输出端采用差分输出方式。本技术所述电源模块包括输入端，基带模块通过输入5V信号，按顺序级联，以1.0V、1.8V、1.5V、3.3V的顺序完成上电过程，3.3V最后升起，电源模块对射频模块提供一下三种电源供电：模拟电源1.3V、接口电源1.8V和GP0电源3.3V。本技术所述射频模块采用高频率范围、高通道带宽、高集成度、可编程性灵活的捷变收发器AD9361，所述基带模块采用全可编程的可扩展处理结构zynq-7000。本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1；结构简单，设计合理；2、基带模块内集成了ARM处理器系统和可编程逻辑两部分，采用FPGA+ARM硬核的架构，这种架构相比单独的FPGA+单独的处理器芯片而言，解决了FPGA和处理器两者通行时的带宽瓶颈问题，相比于FPGA+ARM软核而言，处理器的性能更好，而且占据FPGA资源较少；3、本技术中的射频模块，具有前所未有的高频率范围、高通道带宽、高集成度、灵活的可编程性，突破了一直以来阻碍软件无线电应用的最大技术瓶颈；4、本技术的数据处理速度快，涵盖频率范围广(860Mhz-960Mhz、2.4Ghz-2.45Ghz、5.8Ghz)。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中的基于软件无线电的多频RFID阅读器的系统图。图2是基于软件无线电的多频RFID阅读器的硬件原理图。图3是基带模块的供电原理图。图4是射频模块的供电原理图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。实施例1。参见图1至图4，本实施例的基于软件无线电的多频RFID阅读器由射频模块1、基带模块2和电源模块3组成，其中电源模块3分别与射频模块1、基带模块2连接。本实施例中的射频模块1用于实现对基带信号的调制、解调，并发送接收已调信号。本实施例中的基带模块2实现对整个读写器的控制、编码、解码、校验、读写器与上位机的交互及对射频模块1的控制，基带模块2包括ARM处理器系统PS和可编程逻辑PL，ARM处理器系统PS与可编程逻辑PL连接，可编程逻辑PL与射频模块1连接。本实施例中的射频模块1包括第一接收通道RX1、第二接收通道RX2、第一发送通道TX1、第二发送通道TX2、第一环形器11、第二环形器12、第一功率放大器13和第二功率放大器14，第一接收通道RX1和第二接收通道RX2为独立设置，第一发送通道TX1和第二发送通道TX2为独立设置。本实施例中的第一接收通道RX1与第一环形器11连接，第一接收通道RX1接收来自天线的信号，第一接收通道RX1与之对应设置有一次下变频、混频、二次下变频、滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于软件无线电的多频RFID阅读器，其特征在于：由射频模块、基带模块和电源模块组成，其中电源模块分别与射频模块、基带模块连接；所述射频模块用于实现对基带信号的调制、解调，并发送接收已调信号；所述基带模块包括ARM处理器系统和可编程逻辑，ARM处理器系统与可编程逻辑连接，可编程逻辑与射频模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于软件无线电的多频RFID阅读器，其特征在于：由射频模块、基带模块和电源模块组成，其中电源模块分别与射频模块、基带模块连接；所述射频模块用于实现对基带信号的调制、解调，并发送接收已调信号；所述基带模块包括ARM处理器系统和可编程逻辑，ARM处理器系统与可编程逻辑连接，可编程逻辑与射频模块连接。2.根据权利要求1所述的基于软件无线电的多频RFID阅读器，其特征在于：所述射频模块包括第一接收通道、第二接收通道、第一发送通道、第二发送通道、第一环形器、第二环形器、第一功率放大器和第二功率放大器，第一接收通道和第二接收通道为独立设置，第一发送通道和第二发送通道为独立设置；所述第一接收通道与第一环形器连接，第一接收通道接收来自天线的信号，依次进行一次下变频，混频，二次下变频，滤波器滤波，模数转换器进行模数转换，将天线接收到的已调制模拟信号转换为已解调数字信号，并通过射频模块的数据接口传送给基带模块的可编程逻辑；所述第二接收通道与第二环形器连接，第二接收通道接收来自天线的信号，依次进行一次下变频，混频，二次下变频，滤波器滤波，模数转换器进行模数转换，将天线接收到的已调制模拟信号转换为已解调数字信号，并通过射频模块的数据接口传送给基带模块的可编程逻辑；所述第一发送通道与第一功率放大器连接，第一功率放大器与第一环形器连接，射频模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔炜，王东旭，李兴广，陈磊，王远洋，赵爽，陈帅坤，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22