基于nRF2401的牲畜信息讀寫器的研究

摘要：應(yīng)用在動物識別領(lǐng)域中的RFlD讀寫器是畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的信息輸入起點，它的性能直接影響了畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的質(zhì)量。為了開發(fā)出一種能適應(yīng)具體應(yīng)用環(huán)境的讀寫器，在充分理解動物識別領(lǐng)域?qū)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/讀寫器">讀寫器的特殊需求后，確定了系統(tǒng)的設(shè)計方案，并選擇了適當(dāng)?shù)钠骷?，采用模塊化的設(shè)計思想，開發(fā)出一種能夠在遠(yuǎn)距離、動物快速運動的狀態(tài)下能可靠讀／寫信息的讀寫器。
關(guān)鍵詞：讀寫器；單片機；射頻芯片；電磁兼容

0 引言
畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)對加強畜牧業(yè)的信息化建設(shè)，實現(xiàn)畜產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，進而規(guī)范畜產(chǎn)品市場的持續(xù)、穩(wěn)定和健康的發(fā)展具有重要意義。牲畜出生后利用“耳標(biāo)”作為記錄載體賦予標(biāo)簽惟一標(biāo)識碼，記錄牲畜在流通的各環(huán)節(jié)中的必要信息并用與之相應(yīng)的讀寫器進行讀取以作為畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的信息輸入，是目前畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)普遍采用的技術(shù)。但是，動物移動頻繁，會導(dǎo)致讀／寫角度和讀／寫距離變化較快，并使讀／寫過程常常出錯，目前普遍采用的RFID讀寫器由于工作頻率不高，難以解決這個問題。本文設(shè)計出一種工作在微波頻段的高可靠性讀寫器，從而較好地解決了這一問題。

1 RFID讀寫器的工作原理
1．1 RFID系統(tǒng)介紹
RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器、天線系統(tǒng)組成。當(dāng)標(biāo)簽處于讀寫器的讀寫范圍時，標(biāo)簽和讀寫器就可以通過他們攜帶的天線進行通信，計算機可通過串口與讀寫器進行通信，將要寫入標(biāo)簽的信息、寫指令(或讀標(biāo)簽指令)傳輸?shù)阶x寫器上，由讀寫器來完成對標(biāo)簽的寫入(或讀)操作(見圖1)。

1．2 RFID讀寫器介紹
RFID讀寫器是RFID系統(tǒng)的重要組成部分，它最核心的器件是射頻芯片，由射頻芯片決定數(shù)據(jù)的編碼以及與電子標(biāo)簽的通信協(xié)議，從而決定該讀寫器的使用范圍。讀寫器的設(shè)計直接影響了讀寫器的方便，易用以及讀寫信息的可靠性。它一般可與計算機通信，在人機界面的支持下可由計算機的上位機軟件控制讀寫器對電子標(biāo)簽進行讀寫／操作。典型的工作流程圖如圖2所示，首先要將系統(tǒng)配置到一個合適的環(huán)境，然后輸入要讀／寫標(biāo)簽的ID號，找到對應(yīng)的標(biāo)簽然后轉(zhuǎn)入讀／寫標(biāo)簽的子程序進行相應(yīng)處理。