一种多模式的低频RFID阅读器设计方案

2011-08-11 17:24:12来源: 互联网

  现有的单通道低频RFID阅读器在组成大规模应用系统时非常不便,会使系统累赘、可靠性下降、成本增加。为了解决这些问题,有必要探讨多通道低频RFID阅读器的设计方法。

  1 阅读器的组成

  图1为多通道多模式低频RFID阅读器的结构框图。阅读器包含6个读取通道,每个通道包含一个EM4095芯片,它们在同一个MCU的程序控制下工作。设计6个通道的目的是组成多种有效的工作模式,便于实际应用。阅读器每个通道的解码均由MCU的程序控制完成,这样可以大大地简化硬件设计、降低成本。阅读器通过CAN总线或RS485总线与上位机相连,进行数据通信,接受工作模式的设定指令和其他的控制指令,上传各通道读取的标签信息和阅读器本身的工作状态;同时也可构成集散型系统,便于大规模应用。

  

图1 多通道多模式低频RFID阅读器的结构框图

 

  图1 多通道多模式低频RFID阅读器的结构框图

  2 EM4095芯片的用法

  EM4095是瑞士EM Microelectronic公司的一款用于RFID阅读器的专用芯片。图2为EM4095的应用原理图。DEMOD_OUT引脚为AM解调信号的输出端;MOD为调制控制端,低电平时没有调制,高电平时100%调制;RDY/CLK输出端具有多个功能指示作用,或作为发送已准备好指示,或作为接收同步时钟信号输出指示。当芯片内部锁相环工作建立,接收电路开始工作时,RDY/CLK端会输出连续的与DEMOD_OUT端数据信号同步的时钟信号;SHD为高电平时,EM4095进入睡眠省电模式,RDY/CLK也被置为低电平。

  

图2 EM4095的应用原理图

 

  图2 EM4095的应用原理图

  3 数据接收解码方法

  由于EM4095只是提供了产生载波与AM调制解调功能,因此阅读器数据发送编码与数据接收解码须由MCU完成。通常125 kHz的RFID数据传输速率为2~3.2 kb/s。数据发送编码相对简单,只需要控制发送端口定时输出指定的数据位就可以了。数据的接收解码要复杂一些,下面以遵循ISO11784/11785标准的数据通信协议为例说明采用MCU进行数据接收解码的方法。

  3.1 标签信息数据帧的格式

  图3为RFID标签在收到阅读器发送的电磁波信号后,返回的信息数据帧格式。根据ISO11785标准,数据帧(共128位)分为4个段,分别为帧头段、标识代码段、CRC校验码段以及准备将来使用的扩展预留段。帧头段代码为00 0000 0000 1,包含有10个“0”。为了防止出现与帧头相同的代码,所有后续码段每8位数据插入1个控制位“1”。标识代码段内的标志位1为附加数据块标志,标志位2为动物标志。CRC校验码段为CCITT 16位CRC校验码。扩展预留段现在还没有使用,统一设为00000000 1 00000000 1 00000000 1,其中的“1”即控制位。

  

图3 RFID标签信息数据帧的格式

 

  图3 RFID标签信息数据帧的格式

  3.2 标签信息数据的编码

  采用MCU进行接收数据帧解码的关键步骤是帧头段的捕获。图4为RFID标签回馈给阅读器的信息比特流的编码方式。MCU检测到EM4095芯片RDY/CLK引脚端产生时钟信号时,进入帧头段的捕获状态。

  

图4 标签信息数据编码方式

 

  图4 标签信息数据编码方式

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关键字:低频RFID阅读器  多模式

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0811/article_6381.html
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