电子扫描读卡器制造技术

本实用新型专利技术提供一种电子扫描读卡器，其包括：天线及馈电控制模块、收发模块、数据处理单元以及外设通信接口，所述天线及馈电控制模块、收发模块、数据处理单元以及外设通信接口依次相连，其中，所述电子扫描读卡器对周围空间进行电子扫描，读取工作区域内的ＲＦＩＤ卡片信息并对其精确定位。所述电子扫描读卡器利用雷达回波定位原理，可在读取ＲＦＩＤ卡信息的同时，利用回波方向及强度判断卡片位置；其采用相控阵天线对读卡器周围空间进行窄波束巡扫，具有机动性高、扫描体制多样化、波束赋行灵活多变、系统简单、可靠性高的特点；另外，所述天线阵列划为不同区域，同时完成信号的发射、接收及波束扫描，可大大减少系统中读卡器的使用数量，降低系统成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种读卡器，尤其涉及一种电子扫描读卡器。该读卡器用于射频识别 系统中射频卡卡内信息的读出及卡片定位。
技术介绍
现代管理系统对人员物品的追踪定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境， 如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端 或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境 等条件的限制，比较完善的室内定位技术目前还无法很好地利用。RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，也俗称电子标签。 RFID技术是近年来兴起的一项新兴的自动识别技术。RFID利用射频方式进行非接触双向 通信，从而实现对物体的识别，并将采集到的相关信息数据通过无线技术远程进行传输。具 有读取距离远(几米至几十米)、穿透能力强(可透过包装箱直接读取信息)、抗污染、效率 高(可同时处理多个标签)、信息量大的特点，具有极好的定位识别应用前景。一般的RFID系统由射频卡、读卡器和计算机控制系统组成，读卡器在定位系统中 的作用十分重要。传统读卡器往往使用全向天线，只能够读取射频卡发射的基本信息而无 法识别射频卡与读卡器之间的方位及距离，于是应用于定位系统时，需要布置大量的读卡 器并配合定位算法以提高定位精度。借用雷达的无线定位原理，对传统读卡器的天线进行改造，使其具备定向及波束 扫描功能，则可解决传统读卡器的定位困难。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种电子扫描读卡器，解决RFID定位技术 中需要大量布置读卡器以及依赖算法定位的问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种电子扫描读卡器，所述读卡器包括天线及馈 电控制模块、收发模块、数据处理单元以及外设通信接口，所述天线及馈电控制模块、收发 模块、数据处理单元以及外设通信接口依次相连，其中，所述电子扫描RFID读卡器对周围 空间进行电子扫描，读取工作区域内的RFID卡片信息并对其精确定位。从以上技术方案可以看出，本专利技术有以下有益效果1.本专利技术提供的电子扫描读卡器，利用雷达回波定位原理，在读取射频卡信息的 同时，利用回波方向及强度，判断卡片位置，解决了传统读卡器单机无法定位的困难。2.本专利技术提供的电子扫描读卡器，采用相控阵天线为读卡器天线，充分利用相控 阵天线的特点，采用电扫方式，对读卡器周围空间进行窄波束巡扫，避免普通定向天线无法 扫瞄以及机械扫描天线可动部件多的问题，具有机动性高、扫描体制多样化、波束赋行灵活 多变、系统简单、可靠性高的特点。3.本专利技术提供的电子扫描读卡器，天线阵列划为不同区域，同时完成信号的发射、接收及波束扫描，相当于多部天线同时工作，并具有定向波束空间巡检特性，可大大减少 RFID系统中读卡器的使用数量，降低系统成本。附图说明图1为本专利技术提供的电子扫描读卡器系统框图。具体实施方式为使于本领域一般技术人员能够对本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明 白，以下结合某RFID射频卡信息读取以及卡片定位为具体实例，并参照附图，对本专利技术进 一步详细说明。本专利技术所述电子扫描读卡器包括天线及馈电控制模块1、收发模块2、数据处理 单元3以及外设通信接口 4，所述天线及馈电控制模块1、收发模块2、数据处理单元3以及 外设通信接口 4依次相连，其中，所述电子扫描读卡器对周围空间进行电子扫描，读取工作 区域内的RFID卡片信息并对其精确定位。其中，所述天线及馈电控制模块1包括相互连接的天线11以及馈电控制模块12。进一步地，所述天线11为相控阵天线，包括多个互成角度的天线面阵。所述天线11的不同阵列分区工作，同时完成信号的发射、接收以及全方位巡扫。所述天线面阵由二维排列的辐射单元和移相器组成，所述天线11对周围空间实 现全向电子扫描。在馈电控制模块12的作用下，天线11各辐射元发射不同相位的电磁波，从而使天 线面阵的电磁波瓣不断偏转，完成扫描；所述互成角度的多个面阵的组合，可使所述相控阵 天线完成全向扫描。在一个扫描周期内，读卡器周围读取距离范围内的卡片均可与读卡器 完成通信，并执行相应指令。进一步地，所述天线11的各个天线面阵发出的电磁辐射均为窄波束电磁波。进一步地，本专利技术所述收发模块2包括信号发射模块21、收发开关22以及信号接 收模块23，所述信号发射单元21与所述信号接收模块23分别与所述收发开关22相连。所述数据处理单元3依据通信协议，控制读卡器进行工作。在本专利技术的一较佳实 施例中所述数据处理单元3包括信号滤波及放大电路等初级运算模块和嵌入式DSP芯片， 可检测来波信号强度并根据来波方向判断卡片位置，同时将卡片携带信息传给DSP芯片， 完成通信过程的控制。所述信号发射单元在产生了足够的电磁能量后，经收发开关传递给所述天线及馈 电控制模块1中的天线11，所述天线11将该电磁能量向外辐射，集中在一个很窄的方向上 形成定向波束。某一时刻，当与本专利技术所述电子扫描读卡器配套使用的RFID射频卡进入 所述天线11所发出的电磁波所覆盖的范围内时，该射频卡产生感应电流、获得能量并被激 活，其将自身编码等信息通过卡片内置天线发送出去。本专利技术所述电子扫描读卡器的天线11接收到射频卡发送的载波信号后，该信号 经由收发模块2中的信号接收单元23进行解调解码。一方面，依据信号的强度及此刻波束 方向，读卡器可对该RFID射频卡实现定位，另一方面，经信号接收单元23解调解码的信号 在所述信号处理单元3中得以滤波放大，由数据处理单元3对其运算识别，读出卡片所携带的特殊信息，并针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。进一步地，本专利技术所述读卡器可通过外设通信接口 4与其他外设之间的信号传输。以上所述的具体实施实例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细的说明。所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施实例而已，并不用于限制本发 明。凡在本专利技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。权利要求1.一种电子扫描读卡器，其特征在于，所述电子扫描读卡器包括天线及馈电控制模块 (1)、收发模块O)、数据处理单元(3)以及外设通信接口 G)，所述天线及馈电控制模块 (1)、收发模块O)、数据处理单元⑶以及外设通信接口⑷依次相连。2.根据权利要求1所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线及馈电控制模块(1) 包括相互连接的天线(11)以及馈电控制模块(12)。3.根据权利要求2所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线(11)为相控阵天线， 包括多个互成角度的天线面阵。4.根据权利要求3所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线面阵由二维排列的 辐射单元和移相器组成，所述天线对周围空间实现全向电子扫描。5.根据权利要求4所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述天线(11)的各个天线面 阵发出的电磁辐射均为窄波束电磁波。6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述收 发模块( 包括信号发射模块(21)、收发开关0 以及信号接收模块(23)，所述信号发射 单元与所述信号接收模块分别与所述收发开关0 相连。7.根据权利要求6所述的电子扫描读卡器，其特征在于，所述数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子扫描读卡器，其特征在于，所述电子扫描读卡器包括天线及馈电控制模块（１）、收发模块（２）、数据处理单元（３）以及外设通信接口（４），所述天线及馈电控制模块（１）、收发模块（２）、数据处理单元（３）以及外设通信接口（４）依次相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高超群，景玉鹏，李钢，晁顶，赵舵，
申请(专利权)人：晁顶，高超群，景玉鹏，李钢，赵舵，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]