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超高頻RFID讀寫器設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2011-02-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

射頻身份識(shí)別(,Radio Frequency Identification),是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它主要由讀寫器和標(biāo)簽組成,具有讀寫距離遠(yuǎn)、使用壽命高、讀寫方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的深入研究,系列電子產(chǎn)品逐漸應(yīng)用到千家萬戶,UHF是超高頻段,此頻段讀寫器讀寫距離遠(yuǎn)、讀寫速度快,已應(yīng)用在供應(yīng)鏈管理、航空管理和后勤管理等行業(yè)。
本文介紹一種UHF頻段的RFID讀寫器設(shè)計(jì),單片機(jī)采用飛利浦的LPC2103,設(shè)計(jì)簡單,基于ISO/IEC 18000-6C協(xié)議,可以做到多標(biāo)簽環(huán)境下成功識(shí)別標(biāo)簽并與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本文對(duì)協(xié)議做了大體介紹,闡述了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件架構(gòu),重點(diǎn)介紹了軟件設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)基帶處理部分,對(duì)防碰撞部分、脈沖間隔編碼(PIE編碼)和雙向間隔解碼(FMO解碼)做了詳細(xì)介紹。

1 ISO/IEC 18000-6C協(xié)議
1.1 ISO/IEC 18000-6C協(xié)議簡介

ISO/IEC 18000是基于物品管理的射頻識(shí)別(RFID)的國際標(biāo)準(zhǔn),按工作頻率的不同分為7部分,第6部分頻率為860~930 MHz,即UHF頻段。ISO/IEC 18000-6系列標(biāo)準(zhǔn)包括了ISO/IEC 18000-6A,ISO/IEC 18000-6B和ISC/IEC 18000-6C三種類型,6B主要應(yīng)用于交通領(lǐng)域,6C主要應(yīng)用于物流、生產(chǎn)管理和供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域。由于生產(chǎn)銷售的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過B類,C類有逐步替代B類的趨勢,成為目前RFID研究的熱點(diǎn)。
ISO/IEC18000-6C協(xié)議規(guī)定了讀寫器與標(biāo)簽的物理和邏輯要求,采用讀寫器先發(fā)言的形式。表1為此規(guī)定的讀寫器和標(biāo)簽通信部分參數(shù)。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/156745.htm


讀寫器與標(biāo)簽通信過程中濱寫器的狀態(tài)分為Select、Inventory和Access 3個(gè)狀態(tài),而標(biāo)簽狀態(tài)則分為Ready、Arbitrate、Reply等7個(gè)狀態(tài)。
1.2 防碰撞算法
ISO/IEC 18000-6C協(xié)議采用隨機(jī)槽時(shí)隙防碰撞算法,標(biāo)簽用槽計(jì)數(shù)器值決定與讀寫器通信與否,讀寫器用QueryRep來設(shè)置標(biāo)簽槽時(shí)隙計(jì)數(shù)器的值,用QueryAdjust設(shè)置Q值大小,從而決定標(biāo)簽槽時(shí)隙計(jì)數(shù)器的范圍,圖1為選擇Q值的算法。


圖1中參數(shù)Q、Qfp和C均為正整數(shù),信息幀長度為F=2^Q-1,Q是動(dòng)態(tài)變化的,初值取round(Qfp)。一個(gè)時(shí)隙后,若該時(shí)隙是沖突時(shí)隙,則將Qfp加上參數(shù)C;若是空閑時(shí)隙,則將Qfp減去參數(shù)C;若是成功時(shí)隙,則Qfp保持不變。閱讀器根據(jù)新的Q=round(Qfp)來決定是繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)時(shí)隙還是重新開啟一個(gè)新的幀。

2 讀寫器硬件設(shè)計(jì)
讀寫器射頻前端設(shè)計(jì)中發(fā)射通路采用射頻芯片,接收通路采用I、Q相干解調(diào),利用兩級(jí)放大器和比較器,其系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。


依據(jù)協(xié)議,擬定了此設(shè)計(jì)中讀寫器與標(biāo)簽通信的主要參數(shù),如表2所示。



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