多通道多模式的低頻RFID閱讀器設(shè)計(jì)

由于低頻信號(hào)對(duì)環(huán)境的敏感程度相對(duì)較低，同時(shí)低頻(如125 kHz)RFID閱讀器與標(biāo)簽的成本相對(duì)較低，因此，低頻RFID在許多應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。然而，現(xiàn)有的單通道低頻RFID閱讀器在組成大規(guī)模應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)非常不便，會(huì)使系統(tǒng)累贅、可靠性下降、成本增加。為了解決這些問(wèn)題，有必要探討多通道低頻RFID閱讀器的設(shè)計(jì)方法。

1 閱讀器的組成
圖1為多通道多模式低頻RFID閱讀器的結(jié)構(gòu)框圖。閱讀器包含6個(gè)讀取通道，每個(gè)通道包含一個(gè)EM4095芯片，它們?cè)谕粋€(gè)MCU的程序控制下工作。設(shè)計(jì)6個(gè)通道的目的是組成多種有效的工作模式，便于實(shí)際應(yīng)用。閱讀器每個(gè)通道的解碼均由MCU的程序控制完成，這樣可以大大地簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)、降低成本。閱讀器通過(guò)CAN總線或RS485總線與上位機(jī)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接受工作模式的設(shè)定指令和其他的控制指令，上傳各通道讀取的標(biāo)簽信息和閱讀器本身的工作狀態(tài)；同時(shí)也可構(gòu)成集散型系統(tǒng)，便于大規(guī)模應(yīng)用。

2 EM4095芯片的用法
EM4095是瑞士EM Microelectronic公司的一款用于RFID閱讀器的專用芯片。圖2為EM4095的應(yīng)用原理圖。DEMOD_OUT引腳為AM解調(diào)信號(hào)的輸出端；MOD為調(diào)制控制端，低電平時(shí)沒(méi)有調(diào)制，高電平時(shí)100％調(diào)制；RDY／CLK輸出端具有多個(gè)功能指示作用，或作為發(fā)送已準(zhǔn)備好指示，或作為接收同步時(shí)鐘信號(hào)輸出指示。當(dāng)芯片內(nèi)部鎖相環(huán)工作建立，接收電路開(kāi)始工作時(shí)，RDY／CLK端會(huì)輸出連續(xù)的與DEMOD_OUT端數(shù)據(jù)信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)；SHD為高電平時(shí)，EM4095進(jìn)入睡眠省電模式，RDY／CLK也被置為低電平。

3 數(shù)據(jù)接收解碼方法
由于EM4095只是提供了產(chǎn)生載波與AM調(diào)制解調(diào)功能，因此閱讀器數(shù)據(jù)發(fā)送編碼與數(shù)據(jù)接收解碼須由MCU完成。通常125 kHz的RFID數(shù)據(jù)傳輸速率為2～3．2 kb／s。數(shù)據(jù)發(fā)送編碼相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要控制發(fā)送端口定時(shí)輸出指定的數(shù)據(jù)位就可以了。數(shù)據(jù)的接收解碼要復(fù)雜一些，下面以遵循ISO11784／11785標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議為例說(shuō)明采用MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)接收解碼的方法。