RFID(Radio Frequency Identification)是一種無線射頻識別技術，它是自動識別技術的一種。使用專用的RFID 讀寫器及專門的可附著于目標物的RFID 標簽，利用頻率信號將信息由標簽傳送至讀寫器。相比傳統(tǒng)的條碼、磁卡等自動識別技術，RFID技術在諸多方面都有顯著優(yōu)勢，如環(huán)境適應能力、工作距離、保密性、及其智能化等。另外，它對多個高速運動的物體也可同時識別。
RFID 技術正在迅速成熟，許多國家都將它作為一項重要產(chǎn)業(yè)予以積極推動。就目前來看，中國無源超高頻發(fā)展還處于初級階段，亟待突破核心技術，不僅需要完善商業(yè)模式更需要創(chuàng)新，要想無源超高頻市場發(fā)展，必須有效地解決核心問題。本文為射頻通信系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一種可行的解決方案。
1 系統(tǒng)整體設計
本文選用的是C8051F310 微控制器和FM1702SL 讀寫芯片。C8051F310 具有10 位轉換速率可達200 ksps 的ADC，高速8051微控制器內(nèi)核，29/25 個端口I/O 等特點;非接觸式讀卡芯片F(xiàn)M1702SL 是基于ISO14443 標準的，可滿足的加密算法有很多種，支持13.56 MHz 下的非接觸通信協(xié)議TYPEA。
讀寫器將要發(fā)射的信息編碼后加載在13.56 MHz 的射頻載波上，通過天線向外發(fā)送，并形成一個穩(wěn)定的電磁場，為RFID標簽提供能量。當RFID 電子標簽進入讀寫器的工作區(qū)時，卡內(nèi)天線接收此信號和能量，標簽被激活。標簽芯片對此信號做出判斷，如為有效信令，則從存儲器中讀取有關信息，并通過卡內(nèi)天線發(fā)射出去。天線收到此信號，F(xiàn)M1702SL 內(nèi)部接收器對信號進行檢測和解調(diào)并根據(jù)寄存器的設定進行處理，之后送至主機系統(tǒng)。主機系統(tǒng)判斷出該標簽是否合法，做出相應處理，隨后發(fā)出指令到讀寫器。
2 系統(tǒng)硬件設計
2.1 整體電路設計
外部電源為220 V 交流電，通過開關電源將其穩(wěn)壓在5 V，給電路板供電。由于C8051F310 單片機的供電電壓為2.7 V~3.6V，射頻讀寫芯片F(xiàn)M1702SL 的供電電壓為3 V~5 V，所以用一片AMS1117 穩(wěn)壓器，將電壓穩(wěn)定在3.3 V 供電。RS232 通過SP3232 實現(xiàn)電平轉換，與C8051F310 相連接，C8051F310 單片機通過SPI 口與FM1702SL 相連接，進而對讀寫芯片進行控制。FM1702SL 再與天線相連接實現(xiàn)信號的發(fā)送與接收。
總之，該系統(tǒng)主要由電源模塊、串口通訊模塊、MCU 模塊、FM1702SL 接口模塊和天線匹配電路模塊組成。
2.2 FM1702SL 電路設計
FM1702SL 是高集成度的芯片，其外圍電路需要幾個退耦電容和一個晶振以及一個0 Ω 電阻即可。本系統(tǒng)采用PCB 天線設計，F(xiàn)M1702SL 電路如圖1 所示。
圖1 FM1702SL 電路
3 系統(tǒng)軟件設計
首先對C8051F310 和FM1702SL 初始化，然后執(zhí)行檢測命令進行尋卡，如果有卡進入，判斷信令是否有效，如為有效信令就進行防沖突機制，選擇卡片，再進行認證，通過之后進行讀卡、寫卡、停止等操作，依此循環(huán)。部分程序的子函數(shù)如下：
char PcdRequest(unsigned char req_code,unsigned char*pTagType)
// 防沖撞
//input: g_cSNR= 存放序列號(4byte) 的內(nèi)存單元首地址
//output:status=MI_OK: 成功
// 得到的序列號放入指定單元
char PcdAnticoll(unsigned char *pSnr)
// 選定一張卡
4 結束語
本文使用C8051F310 和FM1702SL 實現(xiàn)了射頻通信系統(tǒng)的軟硬件設計，論述了主要電路的設計原理，介紹了部分程序的設計。本文射頻讀寫器的設計具有實際意義。射頻識別技術也是物聯(lián)網(wǎng)的核心研究內(nèi)容之一，本文的研究對物聯(lián)網(wǎng)研究也有著重要的指導意義。
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