超高频RFID厂家浅谈RFID超高频读写器的读写原理

点击次数:  更新时间:2016/9/30 18:07:24

RFID超高频读写器的范围在现代应用的非常广泛,比如智能交通/图书管理/物流管理/资产管理/供应链等等,今天主要介绍读写模块,读写模块是整个RFID系统中重要的组成部分之一,由收发射频模块、控制模块、天线和接口电路组成,读写器通过接收电子标签发出的无线电波接收读取数据。其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)输特性,实现对被识别物体的自动识别

读写器首先通过天线向标签发射出电磁波,标签从电磁波中提取工作所需要的能量,电磁波遇到标签等目标后并发生后向散射一部分电磁波到阅读器,阅读器接收解调后向散射电磁波信号以获得标签的数据信息.它首先是一个双向通信过程:一条链路为读写器到标签的信号,另外一条链路为标签到读写器的信号,只有两条链路都获得通信成功,射频设备才算完成了一次有效通信,因而系统实际识别距离由最短的一条链路通信路径距离决定。

 

 

基于FPGA RFID读写器可分为3个模块:FPGA最小系统、USB串行总线接口电路、RF信号收发电路。FPGA最小系统包含FPGA现场可编程逻辑阵列、JTAG配置电路、系统时钟电路、数据存储电路、显示电路、电源电路。RFID读写器控制核心用Altera公司Cyclone系列的EP1C3T144芯片。由于FPGA基于SRAM技术,下载配置芯片用Altera公司配套的EPCS1,下载模式采用JTAG模式,20 MHz有源时钟晶振,0.3寸共阴数码管,外接5 V直流电源,经两级LM1085转换为3.3 V1.5 V电压,为FPGA内核和引脚供电。数据存储芯片选用Catalyst公司CMOS技术芯片EEPROMCAT24WC02,通过I2C总线与FPGA连接。USB串行总线接口芯片采用南京沁恒公司的USB通用接口芯片。RF信号收发模块选用Chipcon公司的SmartRF03技术和0.18μm CMOS工艺的CC1100芯片作为微波信号收发前端,通过SPI总线与FPGA连接。

  在RFID系统中,读写器是连接射频标签和PC机客户端的核心,通过对读写器命令操作,实现用户数据修改、存储等操作。RFID读写器与标签数据传输可以分为从读写器到标签前向链路和标签到读写器后向链路,前向链路与后向链路采用半双工方式通信,数据传输采用ASK调制,前向链路采用PIE码,后向链路采用Miller码,系统采用CRC-16校验码和特殊防冲突算法保证读写正确。RFID通信可分为2步:阅读器首先获得在辐射范围内标签ID号,然后对ID号符合要求的标签进行读写相应操作。读写器与上位机USB数据通信,通过USB设备枚举完成HID人机接口设备识别和数据读写。