多通道多模式的低頻RFID閱讀器設(shè)計(jì)

3．3 標(biāo)簽信息數(shù)據(jù)的程序控制解碼方法
考慮到數(shù)據(jù)的傳輸率不會(huì)大于3．2 kb／s，根據(jù)圖4所示的數(shù)據(jù)調(diào)制編碼方式可知，信息數(shù)據(jù)輸出端口(如圖2的DEMOD_OUT引腳)的信號(hào)變化頻率不會(huì)大于6．4kHz。在硬件實(shí)現(xiàn)的異步串行通信解碼接口中，通常選擇采樣頻率為信號(hào)變化頻率的16倍、32倍或更高。在這里由MCU程序控制進(jìn)行串行數(shù)據(jù)解碼的方法是：對(duì)接收的編碼信號(hào)脈沖跳變的時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量。由圖4的編碼方式(曼徹斯特編碼)可知，表示數(shù)碼0的時(shí)間間隔是表示數(shù)碼1的時(shí)間間隔的1／2，因此測(cè)得信號(hào)脈沖跳變的時(shí)間間隔，通過程序判斷比較就可解碼出數(shù)據(jù)0或1。要測(cè)量信號(hào)脈沖跳變的時(shí)間間隔就需要有參考時(shí)鐘信號(hào)，在這里，當(dāng)參考時(shí)鐘信號(hào)頻率為被測(cè)信號(hào)最高頻率的32倍時(shí)，其值為204．8 kHz。大多數(shù)MCU的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器都能對(duì)這一頻率的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)時(shí)。若采用LPC214x的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器捕獲功能就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
將需要解碼的信號(hào)(圖2的DEMOD_OUT引腳輸出)接入到MCU定時(shí)器的捕獲端口，當(dāng)沒有接收信號(hào)時(shí)，接收端口保持為低電平。當(dāng)RFID閱讀器發(fā)送出閱讀命令后，接收程序準(zhǔn)備就緒，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)數(shù)。一段延時(shí)后接收信號(hào)到來，輸入信號(hào)每次發(fā)生跳變時(shí)，捕獲定時(shí)器的計(jì)數(shù)值，讀取并保存。設(shè)第0次跳變的捕獲保存值為T0，第n次跳變的捕獲保存值為Tn，相鄰上次捕獲的保存值為Tn-1，從第1次跳變開始，計(jì)算差值△Tn：
△Tn=|Tn-Tn-1|(n≥1)
如果連續(xù)18次以上的差值△T相同(即△T1、～△T18相同)，則幀頭段捕獲成功。考慮到接收信號(hào)放大檢波帶來的誤差以及MCU定時(shí)器／計(jì)數(shù)器存在有計(jì)數(shù)誤差，判定差值相同的依據(jù)為：
|△Tn-△Tn-1|≤2
式中，1≤n≤20，即相互之間的誤差不大于2。
差值的平均值為：
△T=(△T1+△T2+…+△TN)／N(18≤N≤20)。
△T為后續(xù)數(shù)據(jù)段解碼的檢測(cè)周期；如果后續(xù)碼段信號(hào)產(chǎn)生跳變的時(shí)間間隔等于平均值△T，則解碼為數(shù)據(jù)0；如果跳變的時(shí)間間隔值為平均值△T的2倍，則解碼為數(shù)據(jù)1。據(jù)此，就可以對(duì)接收的整個(gè)標(biāo)簽信息數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼。
4 閱讀器多通道、多模式的用法
閱讀器包含6個(gè)通道，可以根據(jù)應(yīng)用需要配置出幾種典型的工作模式，如6通道輪循工作模式、6通道同步工作模式等。6通道輪循工作模式可用于靜態(tài)(如倉儲(chǔ)、圖書館等)物品的監(jiān)管，其輪循的周期時(shí)長可根據(jù)要求設(shè)置；6通道同步工作模式，可用于每個(gè)通道所對(duì)應(yīng)的位置對(duì)系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)都有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合；6通道獨(dú)立工作模式主要針對(duì)一些需求少于6通道的場(chǎng)合，它可以靈活地關(guān)閉或開啟其中任意幾個(gè)通道；雙3D工作模式，則是將6通道分成2組，每組3個(gè)通道監(jiān)測(cè)同一個(gè)位置，3個(gè)通道的天線波束指向分別為前后、左右、上下3個(gè)相互垂直的方向(3D)，確保進(jìn)入監(jiān)控位置的RFID標(biāo)簽不會(huì)因擺放方向的差異而出現(xiàn)漏讀。另外，這種模式可同時(shí)對(duì)2個(gè)位置進(jìn)行3D監(jiān)測(cè)，當(dāng)RFID標(biāo)簽分別通過這兩個(gè)被監(jiān)測(cè)的位置時(shí)，閱讀器能根據(jù)RFID標(biāo)簽信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間先后判斷出RFID標(biāo)簽移動(dòng)的方向。

結(jié)語
設(shè)計(jì)的多通道、多模式低頻RFID閱讀器具有組態(tài)方式靈活、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，且閱讀器的多通道集中控制可以有效地降低通道之間的串?dāng)_。實(shí)際應(yīng)用表明，多通道、多模式低頻RFID閱讀器具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。