UHF讀寫器設計中的FM0解碼技術

RFID(radio frequency identification)技術是指以識別和數據交換為目的，利用感應、無線電波或微波進行非接觸雙向通信的自動識別技術，利用這種技術可以實現(xiàn)對所有物理對象的追蹤和管理。2006年EPC global(全球產品電子代碼管理中心)納入ISO／IEC 18000-6C標準，批準了新標準EPC Gen2，用于900 MHz左右的UHF的RFID技術規(guī)范，現(xiàn)在被我國作為第1類第2代UHF RFID 860 MHz-960 MHz通信協(xié)議。UHF頻段RFID系統(tǒng)具有讀寫速度快、存儲容量大、識別距離遠、成本低、尺寸小等特點，更適合未來物流、供應鏈領域的應用，也為實現(xiàn)“物聯(lián)網”提供可能。因此超高頻RFID系統(tǒng)的發(fā)展是當今RFID系統(tǒng)發(fā)展的重點。這里所提出的UHF讀寫器是基于EPC Gen2標準來實現(xiàn)的，閱讀器對標簽的讀寫是通過發(fā)送射頻能量和對回波檢測來實現(xiàn)的，其中由標簽返回給閱讀器數據發(fā)送采用FM0編碼格式。

1 FMO編碼原理
FM0(即Bi-Phase Space)編碼的全稱為雙相間隔碼編碼。在一個位窗內采用電平變化表示邏輯。如果電平從位窗的起始處翻轉，則表示邏輯“1”。如果電平除了在位窗的起始處翻轉，還在位窗中間翻轉則表示邏輯“O”。根據FM0編碼的規(guī)則可以發(fā)現(xiàn)無論傳送的數據是0還是1，在位窗的起始處都需要發(fā)生跳變，如圖1所示。

根據EPC Gen2協(xié)議規(guī)定，從標簽接收剄的數據都是FM0編碼格式，是以前同步碼開始的，前同步由2部分構成：前12個前導零與之后的6位特定位。需要注意的是在前同步碼中有1位發(fā)生了偏移(即應發(fā)生相轉化但實際上沒有)，表示為“V”，用于區(qū)分前同步碼與數據碼，前同步碼之后為收到的數據，如圖2所示。

2 UHF讀寫器讀寫原理
根據EPC Gen2標準，該UHF讀寫器屬于半雙工通信，遵循讀寫器先發(fā)言(RTF)原則，即標簽是否需要返回信號建立在有沒有接收到并正確解調出讀寫器發(fā)來的指令。系統(tǒng)開始工作時，先由讀寫器通過射頻模塊進行調制，發(fā)出一系列的讀標簽指令，當標簽進入讀寫器響應區(qū)域時，接收到射頻能量，開始解調讀寫器的指令，只有正確得到讀指令后，標簽才會將自己的ID信息等數據通過反向散射方式回發(fā)給讀寫器。讀寫器將收到的反向散射信號解調成基帶信號之后再送到處理器中進行解碼處理。
標簽主要由射頻接口(天線、數據調制、解調、電源電路)、控制邏輯及EEPROM存儲器3個模塊構成，調制解調模塊完成對發(fā)送接收信號的調制解調，能量檢測電路通過天線線圈接收到電壓后給控制中心提供穩(wěn)定的電壓。控制邏輯由沖突檢測、讀寫控制、存取控制、EEPROM接口控制和RF接口控制部分組成，主要負責處理與外部通信協(xié)議和與讀寫EEPROM。