RFID开发技术及实践（西电版）第4章低频RFID阅读器设计

《RFID开发技术及实践（西电版）第4章低频RFID阅读器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章低频RFID阅读器设计4.1低频ID卡4.2EM40954.3低频RFID阅读器程序设计4.1低频ID卡低频RFID由于频率较低，带宽有限，所以不适合传输大量数据以及数据写入。因此低频RFID标签通常是以ID卡的形式出现，即在标签中固化一串ID号，阅读器仅可以阅读，不能写入和更改。ID卡仅提供一个ID卡号，通常用作身份识别，更多的功能需要依赖于阅读器。阅读器读取ID号进行比对后，执行相关处理或者传入上位机或网络进行处理。4.1.1常见低频ID卡低频ID卡通常采用无源设计，将ID芯片和天线封装在一起，做成卡片或标签的样式，其结构如图4-1所示。　

2、　常见的ID芯片有EM公司的EM4100及其兼容的TK4001系列、HID系列和摩托罗拉的产品等。目前，市场上使用较多的为前两种，其读取方法不尽相同：EM4100系列ID卡芯片可使用同一个公司配套的EM4095读卡芯片，方便读取其ID号。HID系列卡有自己的加密协议和读取方法，并且不公开，所以EM4095读卡芯片无法读取其ID号，只能使用专用HID类读卡器。因此本书中不详细讲解此系列卡。图4-1ID卡结构4.1.2EM4100EM4100是EM公司生产的只读型非接触ID卡芯片，典型频率为125kHz，内部固化64bit数据，一旦进入阅读器范围内，并

3、与阅读器天线发出的载波耦合后，将64 bit的数据不断发回阅读器。EM4100内部64 bit相关定义如图4-2所示。图4-2EM4100内部64bit相关定义64bit数据共分为五部分，其含义如下：同步头：共由9个1组成，用于识别数据开始传送。版本信息和客户ID：共由D00～D13中的8bit组成，分别记录版本信息和客户ID号。数据：共由D20～D93中的32bit组成，用于存储ID卡号。校验位。P为每一行数据的偶校验，例如，P0为0行校验，即D00～D034 bit的偶校验。PC为每一列数据的偶校验，例如，PC0为D00～D9010bit的

4、偶校验。停止位。S0为停止位，即单bit0。4.1.3EM4100解码对EM4100进行解码时，判断一帧完整数据的开始，需要判断同步头，因为数据中的行列校验会保证数据中不会连续出现9个1。由于只要在阅读器范围内，EM4100就会循环送出内部的64bit数据，并且最后一个停止位为数据0。因此判断同步头的方法是当第一次读取数据时，遇到0至1的跳变开始计数，如果读到连续9个1，则为同步头，从同步头往后可依次读取剩余的bit位。EM4100内部的64bit数据采用时钟(典型频率为125kHz)64分频的速率进行发送，每位bit的传送时间为：(1s/12500

5、0) × 64 = 512μs数据采用曼彻斯特码编码，即每个bit被分为两位传输，每两个曼彻斯特码宽度为512μs，如表4-1所示。表4-1曼彻斯特码4.2EM4095EM4095是EM微电子公司生产的一款低频AM调制解调芯片，常用作低频RFID阅读器的模拟前端。4.2.1功能概述EM4095是一款CMOS芯片，与MCU的接口简单，在RFID阅读器中可用于天线驱动和调制解调。除此之外，还有如下其他特性：　　内置的PLL锁相环可自适应天线谐振载波。　　无需外部振荡器。100～150kHz载波频率范围。数据发送采用OOK(100%AM调幅)方式，使用桥

6、路激励器。　　数据发送通过调幅方式，可使用单芯片通过外部调节。　　睡眠模式电流1μA。　　兼容USB供电范围。40℃～85℃温度范围。SO16封装。EM4095共有16个引脚，其芯片引脚图如图4-3所示。EM4095芯片的引脚定义如表4-2所示。图4-3EM4095引脚图表4-2EM4095芯片的引脚定义4.2.2原理图EM4095内部结构比较简单，其原理图如图4-4所示。1. SHDEM4095的引脚SHD和MOD用来操作设备，SHD的功能如下：当SHD为高电平时，EM4095为睡眠模式，电流消耗最小。在上电时，SHD输入必须是高电平，用来使

7、能正确的初始化操作。当SHD为低电平时，回路允许发射射频信号，并开始对天线上的振幅调制信号进行解调。图4-4原理图2. MOD引脚MOD是用来对125kHz射频信号进行调制的，其功能如下：在MOD引脚上施加高电平时，会阻塞天线驱动，并关掉电磁场。在MOD引脚上施加低电平时，会使片上VCO进入自由运行模式，天线上将出现没有经过调制的125kHz的载波。EM4095用作只读模式，引脚MOD没有使用，推荐将它连接至VSS。3.锁相环锁相环由环路滤波、采样器和比较模块等组成。通过使用外部电容分压，DEMOD_IN引脚上得到天线上真实的高电压。这个信号的相

8、位和驱动天线驱动器信号的相位进行比较。所以锁相环可以将载波频率锁定在天线的谐振频率上。　　根