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1、742基于ARM7的超高频(UHF)RFID读写器的设计郭振军,黄廷磊(桂林电子科技大学桂林541004)摘要:随着RFID技术的发展,超高频RFID系统在很多领域得到广泛应用,且日益受到人们的重视。本文简述了TYPEB类型标签的原理、结构和读取方法。主要介绍了利用模块化的设计技术实现以ARM7为核心的UHF频段RFID读写器的系统设计。关键词:RFID;UHF;ARM7;标签;读写器;频率合成器DesignofUFHRFIDinterrogatorbasedonARM7GuoZhenjun;
2、HuangTinglei(GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004,China)Abstract:AlongwiththeRFIDtechnologydevelopment,UHFRFIDsystemisbecomingmorewidespread,andincreasinglyvalued.Thispapersummarizesprinciple,structureandreadwtiremethodofanUHFRFIDtagofT
3、YPEB.anditmostlyintroducesthedesignofUHFRFIDinterrogatorbasedonARM7,whichrealizedbyusingmodulationdesigntechnology.Keywords:RFID;UHF;ARM7;tag;interrogator;frequencysynthesizer系统.设计并实现工作频率为915M、工作距离长达81引言米以上的无源射频识别读写器。超高频射频识别系统具有读写速度快、存储容量射频识别RFID(Rad
4、ioFrequencyIdentification)大、识别距离远和同时读写多个标签等特点,已经在多[5]是一种非接触式的自动识别技术。20世纪70年代末个领域得到广泛应用。RFID技术称为人们研究的热门课题;20世纪80年代是充分使用RFID技术的10年;20世纪90年代,由于2射频识别系统工作原理大规模集成电路技术的成熟发展,射频识别细统的体积大大缩小,使得射频识别技术进入实用化的阶段,成RFID系统由读写器(Reader/WriteDevice)、标签[1]为一种成熟的自动识别技术。RFID系
5、统采用无线(Tag)和数据管理、处理系统组成。RFID系统分为有电与雷达技术,数据交换不是通过电流的触点接通而源和无源两类,有源标签是有电池来提供能量,无源的是通过电场与磁场,即通过无线的方式进行双向数据则没有电池,而是依靠射频信号提供其工作需要的能[2][6]通信。与传统的识别方式相比,射频识别技术能对量。无源RFID系统读写距离比有源的RFID系统移动的多个目标进行识别,因而应用更广泛。要近,但由于其标签具有结构简单、成本低、寿命长等读写器的硬件结构设计是RFID系统设计中的关优点,近年来发展较快
6、。[3]键部分。当前国内关于RFID的研究都集中在频率读写器通过接收标签发出的无线电波接收读取数为125KHz、134KHz的低频和13.56MHz的高频系据。标签由电子数据处理、存储设备(单个微小芯片)[4]统,在更高频段的微波频段,则少有人研究。本文利和天线组成。当标签进入到读写器有效能量场时,读用飞利浦公司的LPC2123芯片为核心数据采集控制写器发出电磁波,周围形成电磁场,标签从电磁场中获743得能量激活标签中的微芯片电路,芯片转换电磁波,然帧头探测返回帧头数据CRC后发送给读写器,读写器把它
7、转换成相关数据。控制图3标签应答格式计算器就可以处理这些数据从而进行管理控制。在主动射频系统中,标签中装有电池在有效范围内活动。3.4防冲突机制控制逻辑接收指令并负责分析数据并执行相应的操标签进入能量场获得电能后将有三种主要数字状作:包括从EPPROM读数据或写入数据,将数据(入标态:准备、识别、数据交换。[4]签ID和其他用户数据等)调制并发送出去。并通过RS232或RS485总线完成PC机的命令接收和EPC卡号的上传。图1无源RFID系统组成图4状态转换图3标签结构特性及读写首先,标签进
8、入读写器的工作范围,从离场掉电状3.1标签结构态进入准备状态。读写器可以通过组选择和取消选择标签主要由射频接口(天线、数据调制、解调、电源命令让读写器工作范围内处于准备状态的所有的或部电路)、控制逻辑及EEPROM存储器三个模块构成,调分的标签参与冲突判决过程。针对冲突判决算法,标制解调模块完成对发送接收信号的调制解调:能量检签应该具有下面两种硬件电路:(1).一个8bit的计数测电路通过天线线圈接收到电压后给控制中心提供稳器;(2).一个0或1的随机
