基于AS3990/AS3991的超高頻RFID讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)
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3 電子標(biāo)簽響應(yīng)信號(hào)的接收與解碼
電子標(biāo)簽的每個(gè)響應(yīng)信號(hào)均由下列域組成：靜默狀態(tài)(無(wú)調(diào)制的射頻載波)、返向幀頭、數(shù)據(jù)信息、以及CRC-16碼。圖2所示為電子標(biāo)簽的響應(yīng)信號(hào)組成。
電子標(biāo)簽的響應(yīng)信號(hào)經(jīng)AS3990/AS3991混頻、放大、濾波、數(shù)字化后，輸出的波形即為圖2(b)、圖2(c)所示的波形。響應(yīng)信號(hào)的靜默除段輸出為低電平，實(shí)際上就是沒(méi)有有效信號(hào)，這時(shí)通過(guò)MCU的采樣端口對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)跳變信號(hào)則說(shuō)明有電子標(biāo)簽的響應(yīng)信號(hào)到來(lái)(當(dāng)然也有可能是干擾信號(hào))，于是啟動(dòng)采樣解碼程序，對(duì)信號(hào)進(jìn)行判別，對(duì)到來(lái)的有效信號(hào)進(jìn)行采樣、記錄、解碼。
由于電子標(biāo)簽只有在收到讀寫(xiě)器的命令信號(hào)之后才會(huì)做出響應(yīng)，因此MCU采樣端口的監(jiān)測(cè)程序，只有在讀寫(xiě)器發(fā)出命令后一段有限時(shí)間（小于1 ms）內(nèi)才需要啟動(dòng)。此時(shí)采樣解碼程序可以100%占用CPU資源?？紤]到MCU的運(yùn)算速度，為了保證在接收過(guò)程中不發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，在一幀數(shù)據(jù)的接收過(guò)程中，MCU對(duì)接收端口的信號(hào)只進(jìn)行采樣、記錄保存，只有當(dāng)一幀信息全部接收完以后才進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算與分析，以確定接收到一幀數(shù)據(jù)的完整性與有效性。
電子標(biāo)簽響應(yīng)信號(hào)幀頭的格式是固定的，通過(guò)對(duì)幀頭信號(hào)波形寬度的采樣、測(cè)量可以確定響應(yīng)信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率，也可以判別一幀數(shù)據(jù)的有效性。幀頭信號(hào)一個(gè)編碼的寬度與同幀內(nèi)數(shù)據(jù)段一位數(shù)據(jù)編碼的寬度是相等的。從前面的計(jì)算可知，幀頭信號(hào)一個(gè)編碼的高電平寬度可小到tw(即2.7 μs)，由于測(cè)量沒(méi)有附加另外的硬件，直接由MCU完成，因此要求MCU具有相對(duì)較高的時(shí)鐘頻率，也就是較小的指令周期，以確保測(cè)量的精度。通過(guò)測(cè)量可以確定，幀頭信號(hào)一個(gè)編碼的寬度，包含n個(gè)MCU的時(shí)鐘周期，也就是說(shuō)本幀數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)位的寬度為n，其值應(yīng)大于32個(gè)指令周期所包含的時(shí)鐘周期數(shù)。在獲取了數(shù)據(jù)位的時(shí)間寬度以后，MCU便可以對(duì)它進(jìn)行周期性(同步)的采樣、記錄，直到接收到一幀完整的數(shù)據(jù)為止。
4 總體設(shè)計(jì)
圖3所示為讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)框圖。發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)AS3990/AS3991編碼、載波調(diào)制后，由RFOPX與RFONX兩端差動(dòng)輸出至射頻功率放大器PA，經(jīng)PA放大后的信號(hào)通過(guò)隔離器由天線發(fā)送出去。經(jīng)天線接收的信號(hào)通過(guò)隔離器后輸送到AS3990/AS3991的輸入端MIXS-IN，由AS3990/AS3991進(jìn)行混頻、增益、濾波、數(shù)字化后得到數(shù)字信號(hào)，再送給MCU處理。AS3990/AS3991與MCU的接口既支持并行連接，也支持串行連接；AS3990/AS3991的初始化在MCU的控制下通過(guò)并行接口完成，之后根據(jù)初始化設(shè)定的工作模式選擇并行或串行通信方式；在支持ISO18000-6A/B協(xié)議的工作模式下，AS3990/AS3991只能輸出串行的數(shù)據(jù)流信息，解碼、校驗(yàn)須由MCU完成；而在支持ISO18000-C協(xié)議的工作模式時(shí)，解碼、校驗(yàn)AS3990/AS3991均已完成，MCU只需要以并行或串行的方式接收數(shù)據(jù)即可。讀寫(xiě)器天線設(shè)計(jì)則根據(jù)讀寫(xiě)距離的需要采用基于PCB板的微帶天線方案或?qū)Ｓ猛饨犹炀€方案。讀寫(xiě)器與外部的數(shù)據(jù)通信則設(shè)置了USB接口和RS232接口。如果有需要，也可以通過(guò)選用不同型號(hào)的MCU方便地支持以太網(wǎng)接口或其他類型的總線接口。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/188101.htm
本讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單、調(diào)試方便，因而可以大大縮短開(kāi)發(fā)周期。經(jīng)使用測(cè)試證明，采用上述方案設(shè)計(jì)的讀寫(xiě)器，標(biāo)簽讀取速度快，誤讀、漏讀率低，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。
評(píng)論