超高频RFID读写器设计

发布时间：2020-06-30 20:04:14 阅读：次来源：瓜子厂家

射频身份识别(RFID，Radio Frequency Identification)，是一种非接触式的自动识别技术，它主要由读写器和标签组成，具有读写距离远、使用寿命高、读写方便、快捷等优点。随着RFID技术的深入研究，RFID系列电子产品逐渐应用到千家万户，UHF是超高频段，此频段读写器读写距离远、读写速度快，已应用在供应链管理、航空管理和后勤管理等行业。本文介绍一种UHF频段的RFID读写器设计，单片机采用飞利浦的LPC2103，设计简单，基于ISO／IEC 18000-6C协议，可以做到多标签环境下成功识别标签并与其进行数据交互。本文对协议做了大体介绍，阐述了整个系统设计的硬件架构，重点介绍了软件设计中的数据基带处理部分，对防碰撞部分、脉冲间隔编码(PIE编码)和双向间隔解码(FMO解码)做了详细介绍。1 ISO／IEC 18000-6C协议1．1 ISO／IEC 18000-6C协议简介 ISO／IEC 18000是基于物品管理的射频识别(RFID)的国际标准，按工作频率的不同分为7部分，第6部分频率为860～930 MHz，即UHF频段。ISO／IEC 18000-6系列标准包括了ISO／IEC 18000-6A，ISO／IEC 18000-6B和ISC／IEC 18000-6C三种类型，6B主要应用于交通领域，6C主要应用于物流、生产管理和供应链管理领域。由于生产销售的数量远远超过B类，C类有逐步替代B类的趋势，成为目前RFID研究的热点。 ISO／IEC18000-6C协议规定了读写器与标签的物理和逻辑要求，采用读写器先发言的形式。表1为此规定的读写器和标签通信部分参数。

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读写器与标签通信过程中滨写器的状态分为Select、Inventory和Access 3个状态，而标签状态则分为Ready、Arbitrate、Reply等7个状态。1．2 防碰撞算法 ISO／IEC 18000-6C协议采用随机槽时隙防碰撞算法，标签用槽计数器值决定与读写器通信与否，读写器用QueryRep来设置标签槽时隙计数器的值，用QueryAdjust设置Q值大小，从而决定标签槽时隙计数器的范围，图1为选择Q值的算法。

图1中参数Q、Qfp和C均为正整数，信息帧长度为F=2＾Q-1，Q是动态变化的，初值取round(Qfp)。一个时隙后，若该时隙是冲突时隙，则将Qfp加上参数C；若是空闲时隙，则将Qfp减去参数C；若是成功时隙，则Qfp保持不变。阅读器根据新的Q=round(Qfp)来决定是继续发送下一个时隙还是重新开启一个新的帧。2 读写器硬件设计读写器射频前端设计中发射通路采用射频芯片，接收通路采用I、Q相干解调，利用两级放大器和比较器，其系统硬件设计结构如图2所示。

依据协议，拟定了此设计中读写器与标签通信的主要参数，如表2所示。