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超高频RFID读写器设计

发布时间:2020-06-30 20:04:14 阅读: 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。

本文引用地址:

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。

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