基于rfid车辆信息交换系统射频模块设计

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1、基于RFID车辆信息交换系统射频模块设计摘要：基于RFID车辆信息交换系统，给出了系统中射频模块的参数选择、节点设置和软硬件设计方法，同时给出了硬件各模块的选择、上位机工作方式以及下位机控制程序的设计方法。为了保证对系统的精准性数据保护，设计中釆取TCRC方法和LRC方法，并确定了传输协议。关键词：RFID；射频模块；车辆信息；交换系统中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：2095—1302(2012)10—0043—020引言基于无线射频识别技术(RFID)的车路信息交换系统可利用射频识别技术对车辆的位置信息进行采集和相关电子收费等操作。该系统可

2、分为前端信息采集、数据处理中心、终端服务等几个模块。其中RFID是一种非接触的自动识别技术，其原理是利用射频信号和空间(电感或电磁耦合)传输特性来实现对被识别物体的自动识别。本文通过对射频信号网络传输进行精确设计，可以提高系统的精准率和效率。1射频模块的系统设计目前，超高频段的典型应用频率为433MHz、869MHz和915MHz(902〜928MHz),微波段的典型应用频率为2.45GHz和5.8GHzo目前的主流系统一般都采取915MHz、2.45GHz和5.8GHz,因此，本文在频率的选择上，综合考虑到系统实现的难易程度和系统对通信质量的要求，并根据

3、具体应用，选用915MHz和5.8GHz作为阅读工作频率。工作时序方式采用RTF方式，供电方式采用无源电子标签。事实上,实际应用中的读写器大多只适合单机工作，不适合组网，不便于集中控制，因而不能应用到多点高密度数据采集场合。而基于RS485标准并利用超高频RFID读写器构建的数据采集网络，由于其遵循IS018000—6B协议的电子标签数据，因而可以很好地解决多点高密度数据采集的难题。本设计的网络节点数目可以根据具体应用场合灵活设置，最多可以拓展至256个数据采集节点。节点终端设备还配置有USB接口、LCD显示、声光提示、时钟模块等，也可以脱机使用；而作为通

4、用的RFID读写器，可完成读、写标签、记录操作时间等功能。该系统选用的RS485器件MAX1483可以使网络节点数最大达到256个。其系统方案框图如图1所示。1.1读写器硬件设计本系统设计的重点在于节点终端设备的设计，即超高频RFID读写器的设计。读写器的主要功能是发出询问信号，选择能量场内的应答器，建立数据通信链路并对应答器进行读写操作。超高频RFID读写器的数据采集距离较远，可达到1〜30m,通过软件设置射频收发模块增益大小可以控制读写距离，以便灵活地满足实际要求。读写器硬件按照不同的功能可划分为主控模块、射频收发模块、电源模块、数据存储模块、接口部分

5、、时钟模块、LCD显示模块、声光提示模块及调试电路等，其具体的读写器硬件模块框图如图2所示。1.2软件设计本系统的软件设计包括上位机软件和下位机软件两部分。上位机软件主要针对计算机平台，可采用C卄语言编写,主要用于控制节点终端设备和接收节点终端设备发送数据，以及进一步的处理。考虑到网络的规模最大为256节点，上位机采用轮询方式控制各个节点终端设备，以维持整个网络的正常运行。控制节点终端设备的命令主要有：(1)发送数据命令：下位机接收到该命令的响应是发送采集到的数据，即缓存在数据存储模块中的数据；(2)写标签命令：下位机接收到该命令的响应是向感应区内的标签写

6、入新的数据；(3)时间设置命令：该命令可在下位机中根据参数更新DS1302的数据；(4)设置功率命令：用于设置射频收发模块的发射功率，以调节读写标签的距离；(5)写分机号命令：该命令为单机命令，可为每个节点终端设备写入一个唯一的分机号，以便区别不同的终端设备。下位机软件设计主要针对单片机平台，可采用C语言编写，主要是各功能模块的驱动程序，如射频模块的控制、数据存储模块的数据读写、时钟模块的输出、LCD显示模块的数据显示程序、USB接口驱动程序等。图3所示是下位机软件流程图。2通信协议设计通信协议是网络正常工作必不可少的，主要是对计算机和节点终端设备间通信帧

7、格式进行具体的规范与统一，例如确定帧长度、命令字意义、参数长度、帧起始标志、结束标志等。本设计中的具体帧格式规定为每帧数据23字节，其中起始位1字节，固定为Oxaa；分机号1字节，可设置范围为0〜255；命令1字节，包括5个命令：OxOf、Ox2f、0x4f、0x8f、Oxaf,依次为发送数据命令、写数据命令、时间设置命令、功率设置命令、写分机号；数据17字节，包括标签数据12字节和时间数据5字节；CRE校验采用CRC—16,共2字节，是起始位到数据位之间所有数据的CRC校验值；停止位1字节，固定为0x55。本系统通过RS485总线实现上位机与下位机之间的

8、通信。计算机根据分机号选择不同节点的终端设备，选择命令代码可实现各