基于SPCE061A的射频读写器信号分析系统设计

2010-11-10 21:37:49来源: 单片机及嵌入式系统应用

引  言

    射频识别RFID技术是一种基于射频原理实现的非接触式自动识别技术。它的基本原理是信号通过空间耦合(交变磁场和电磁场)实现信息传递,这些信息一般加载在电子标签中。信息的数据格式通常有标准的韦根(Wiegand)信号或各种串行通信接口信号。

    当前,读写器的应用日渐广泛。在生产和销售的过程中,人们常常苦于没有一种快速、简便的方法对读写器的输出信号进行直观的显示,以至于在生产中常常需要将产品进行返工,重新校正产品的信号输出。为解决这一问题,采用具有语音处理功能的SPCE061A单片机作为控制器,对射频读写器常见的输出信号进行分析和处理。

信号分析系统的总体设计

    在射频读写器中,需要分析与处理的常见信号包括RS-232信号、RS-485及韦根信号。对这些信号的处理可以采用凌阳SPCE061A单片机。凌阳SPCE061A单片机具有51单片机的常用功能,片内资源高度集成,如ADC、DAC、RAM、FLASH、定时器、锁相环、低电压检测及复位、看门狗、ICE接口等等;另外,SPCE061A内嵌32K字闪存,其u’nSP指令系统还提供具有较高处理速度的16位×16位乘法运算指令和内积运算指令,能方便、快捷地处理各种复杂的数字信号。因此,本系统采用SPCE061A作为核心控制电路来进行外围电路开发,系统的总体框图如图1所示。

    在本系统中,为了选择所要测试的数据类型,系统中设计了数据切换按钮以使系统能够对所读数据进行选择处理,同时,为了直观看到所要分析的数据信号,系统中设置了LCD。该LCD能将所读数据的ID显示出来,同时系统能将读到的错误ID通过语音模块进行报警。本文重点讨论使用SPCE061A对常见信号(如RS-485与韦根信号)进行分析与处理的方法。

1.1 RS-485数据信号处理

    本文所要处理的RS-485信号的数据帧格式如下:

①数据开始标志STX=02H,数据结束标志ETX=03H。

②DATA为读取的电子标签编号,长度为8字节ASCII码。把数据按从高到低的顺序每4位1组进行分割,再把4位二进制数的取值用ASCII码表示。由于4位二进制数的取值范围是0H~FH,因此转换后的ASCII码为30H~39H、41H~46H。例如:32位编号数据为6A90F103H,转化为8字节的ASCII码后为“36H 41H39H 30H 46H 31H 30H 33H”。

③BCC为校验码,是从STX到ETX每一个字节“异或”后的结果。接收时,SPCE061A单片机对接收的数据进行校验和计算,然后与校验码相比较,以进行误码判断。

    当用SPCE061A单片机对RS-485信号进行分析时,采用Maxim公司的MAX481作为RS-485的驱动芯片。该芯片内部集成了1个驱动器和1个接收器,符合RS-422A和RS-485通信标准。MAX481引脚如图2所示。引脚功能如表1所列。

    SPCE061A与RS-485的接口电路如图3所示。

    SPCE061A的串口引脚IOAlO和IOAl3分别连接到MAX481的RO和DI引脚,以进行串行数据交换;控制引脚I0A12和IOAll分别连接到MAX481的DE和引脚,以控制驱动器和接收使能端。这4个引脚均接上拉电阻

    MAX481的A端和B端为RS一485差分信号的输入和输出端。二者之间串接1个120 Ω的电阻。

1.2 韦根信号处理

    韦根码有多种数据格式,本文介绍读写器中较常用的韦根码(26位)数据格式。国际标准Wiegand26格式每次只传输26位数据(二进制)。这26位中只有24位是有效数据,我们规定这24位对应电子标签中编号的低24位。其传输格式如下:


    表2对韦根数据格式进行了详细说明。其中第2~9位为分组码,分组码共有8个二进制位,有256个状态;第10~25位为标识码,标识码共16个二进制位,有65 536个状态;第1位是第2~13位的偶校验位;第26位是第14~25位的奇校验位。

    由于韦根信号的特殊性,在一般的应用中,对韦根信号的分析均是使用FPGA来完成的,文中采用如下一种特殊方式对韦根信号进行处理。图4中74HCl4是施密特反相器,主要起整形作用;74HC86为异或门。根据韦根信号的特点,data0和datal所输入的信号总是相反的,这样通过第一级异或门就可检出data0和datal端所出现的“O”和“1”。第二级异或门一端接VCC,只起反相的作用,以便产生适合SPCE061A的中断信号;输出接到SPCE061A的中断输入端IOB2(INTO)。datal经反相整形后与SPCE061A的IOB3(INTl)相连。SPCE061A可以读取该信号来判别是“O”还是“1”。

2 系统软件设计

    在进行系统的软件设计时,首先必须对SPCE061A的引脚进行配置,将IOB2和IOB3分配为外部中断1和外部中断O,使SPCE061A能够更好地捕捉到外部的韦根信号。初始化程序如下:
   

    由于数据脉冲的宽度比较窄,为了不使读到的数据产生错误,在IOB3上的中断信号产生之前应将IOB2上的EXTl信号进行捕捉。

结语

    本系统最大的优点在于能够快速、方便地对读写器的各种信号进行分析和处理。通过附加的LCD显示屏和语音提示,该系统可以随时检测读写器所读的ID信号。这一过程可以减少产品测试员的烦琐工作,也能加大对读写器产品的对外推广力度,大大提高生产效率,促进销售。

关键字:SPEC061  RFID  信号分析系统

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2010/1110/article_2689.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
SPEC061
RFID
信号分析系统

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved