EMZ3118ZigBee在RFID射频识别阅读器中的应用

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1、EMZ3118ZigBee在RFID射频识别阅读器中的应用[导读]针对目前应用广泛的有线传输射频识别阅读器，提出了一种以EMZ3118ZigBee为无线收发器，在传统的RFID射频识别阅读器上进行无线功能拓展的无线传输射频识别系统。无线传输射频识别系统主要包括与上位机进行无线通信的功能模块和RFID射频识别阅读器模块，重点对EMZ3118ZigBee模块的工作原理、使用配置、RFID射频读写电路的设计及工作原理进行了详细介绍。测试结果显示，该设计具有一定实际应用价值。摘要：针对目前应用广泛的有线传输射频识别阅读器，提出了一种以EMZ3118ZigBee为无线收发器，在传统的RF

2、ID射频识别阅读器上进行无线功能拓展的无线传输射频识别系统。无线传输射频识别系统主要包括与上位机进行无线通信的功能模块和RFID射频识别阅读器模块，重点对EMZ3118ZigBee模块的工作原理、使用配置、RFID射频读写电路的设计及工作原理进行了详细介绍。测试结果显示，该设计具有一定实际应用价值。引言射频识别(RFID)技术是一种自动识别技术，被广泛应用于动物识别、铁路车皮识别、自动高速公路收费、航空行李处理、资产跟踪、公共交通等。该系统主要包括电子标签和阅读器两部分，两者之间通过电磁波进行通信。通过这种方式阅读器可以远距离、非接触地读出电子编码中的所有信息，并通过串口将数据

3、传输到管理主机中，供工作人员记录读取。实际应用中，阅读器和主机之间是通过串口或网口进行通信的，这种通信方式会造成射频识别系统布线繁琐、成本高、工程量大。一旦系统安装完成后，就不能随意变动位置，降低了系统的重复利用率。为了使射频识别系统能够突破位置限制、节省空间、降低成本及减小工程量，对传统的阅读器进行了重新设计，实现了阅读器和主机之间无线方式的信息交互传输。1整体设计方案无线传输射频识别阅读器的系统结构如图1所示，主要包括ZigBee模块、主控模块、RFID射频读写模块、天线模块、USB转串通信模块和电源模块。使用了一对ZigBee模块，一个设计在阅读器内，另一个独立设计成带U

4、SB接口的信息收发器，安装在上位机上。主控模块是以STM32F107VCT6为核心的微控制系统模块，RFID射频读写模块负责数据的传输和信号的处理工作，以及对电子标签进行读写操作。核心芯片是EM4094(USB转串通信模块)，主要作为备用上位机读写通道设计，当无线通信距离超出有效范围或者无线通信发生故障时，可以使用串口通信连接上位机及阅读器。天线模块采用传统设计，这里不做重点介绍。此外，还设计了音频报警和信号指示，分别用来提醒操作人员读卡是否成功指示阅读器通信或电源的状态。2硬件电路设计2.1ZigBee模块EMZ3118模块是基于STM32W108的一款完整的嵌入式ZigBe

5、e应用模块，带外部射频功率放大器(PA)，发射功率最大为+20dBm(100mW)。模块提供了ZigBee/IEEES02.15.4兼容的无线解决方案，可满足低成本、远距离的无线传感网应用需求。EMZ3118采用先进的系统级芯片STM32W108，拥有稳定可靠的EmberZigBeePro协议栈、开发简单便捷、便于集成ZigBee解决方案、通信范围广、网络可靠性高。最大传输距离为1.6km，具有24个GPIO端口、4个中断端口、支持两个串行接口、6路12位A/D端口。支持点到点、点到多点、P2Pmesh的网络协议，还提供16个直序扩频信道。EMZ3118引脚基本上都对应到STM

6、32W108的引脚上。设计中使能EMZ3118的外部射频功率放大器(PA)，必须进行一些简单的配置。该模块使用4个CPU引脚来控制外部功放，根据他们的功能定义做出相应的配置，如下所示。PA3：输出控制引脚，用于控制外部功放的供电。设置为0，外部功放电源打开;设置为1，外部功放电源关闭。PA6：输出控制引脚，外部功放的使能控制。设置为0，外部功放不工作;设置为1，外部功放工作。PA7：输出控制引脚，用于选择射频信号的输出天线。设置为0，射频信号从UFL天线接口输出;设置为1，射频信号从MMCX天线接口输出。PC5：外部功放收发切换控制引脚，这个引脚需要设置为特殊功能输出模式。本设

7、计中EMZ3118直接使用外置天线，无需设计。2.2主控芯片STM32F107VCT6是意法半导体推出的全新STM32互连型(Connectivity)系列微控制器中一款性能较强的产品。该芯片基于ARMCortex—M3内核，具有256KBFlash和64KBSRAM，工作频率可达72MHz。其集成了多种高性能工业标准接口：一个全速USB(OTG)接口、两个CAN2.0B控制器、一个硬件支持IEEE1588精确时间协议(PTP)的以太网接口(由硬件实现该协议可降低CPU开销，提高实时应用和联