基于DSP技術(shù)的RFID讀寫器設(shè)計(jì)
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2.3讀寫器的軟件設(shè)計(jì)
在ISO15693標(biāo)準(zhǔn)中，從讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)編碼采用脈沖位置調(diào)制方，電子標(biāo)簽支持兩種編碼模式，一種是1/256模式，一種是1/4模式。在1/256模式中，一個(gè)字節(jié)的值由脈沖的位置表示，脈沖的位置在連續(xù)的256個(gè)時(shí)間周期的某一處，其時(shí)間周期為256/f,(18.88μs，高低電平分別為9.44μs)，因此一個(gè)字節(jié)的傳輸需要4.833ms。在1/4模式中，一個(gè)脈沖的位置確定一個(gè)字節(jié)的兩位(00，01，10或11)，如圖3所示，4個(gè)連續(xù)的循環(huán)確定一個(gè)字節(jié)，傳輸一個(gè)字節(jié)需要302.08μs。
兩種編碼模式的實(shí)現(xiàn)方法基本相同，首先根據(jù)要編碼的數(shù)據(jù)x確定脈沖前后高電平的時(shí)間(對1/256模式，分別為X318.88μs和(FF―x)318.88μs)，然后順序調(diào)用脈沖前的高電平產(chǎn)生子程序、脈沖產(chǎn)生子程序和脈沖后的高電平產(chǎn)生子程序即可。其中18.88μs的定時(shí)要盡可能精確，以避免偏差累積引起的編碼錯(cuò)誤。本設(shè)計(jì)采用TMS320F2812做處理器，最高主頻可達(dá)150MHz，可以設(shè)定主頻為135.6MHz，這樣在程序設(shè)計(jì)方面會(huì)有一定的便利，充分利用了TMS320F2812的特點(diǎn)，提高了精度，但還需注意跳轉(zhuǎn)指令和流水線對精確定時(shí)的影響。本設(shè)計(jì)方安選用1/4模式編碼，使用4取1脈沖位置調(diào)制模式，這種位置一次決定2個(gè)位。4個(gè)連續(xù)的位對構(gòu)成1個(gè)字節(jié)，首先傳送最低的位對。例如：圖3示出了VCD(讀寫器)傳送E1=(11100001)b=225。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/151853.htm
2.4設(shè)計(jì)結(jié)果分析
讀寫器從電子標(biāo)簽接收的數(shù)據(jù)是按幀發(fā)送的，每一幀包括幀頭(SOF)、數(shù)據(jù)和幀尾(EOF)，幀尾前是2個(gè)字節(jié)(16位)的CRC校驗(yàn)值。本讀寫器接收數(shù)據(jù)的幀頭波形如圖4，接收數(shù)據(jù)的幀未波形與幀頭波形相反。讀寫器接收數(shù)據(jù)的波形如圖5所示，啟始部分是接收命令，第二部分是幀頭，第三部分是傳輸數(shù)據(jù)，最后是幀尾。讀寫器在向電子標(biāo)簽發(fā)出一個(gè)命令后即開始采樣，如果在一定的時(shí)間內(nèi)接收到SOF，說明有返回信號(hào)，則繼續(xù)采樣，直至接收到EOF;否則，立即返回。
在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中讀寫器的讀寫距離、信號(hào)強(qiáng)弱、噪聲干擾的大小對讀寫的準(zhǔn)確度有較大影響。讀寫器在電子標(biāo)簽距離讀寫器的天線較近時(shí)，信號(hào)相對干擾信號(hào)比較強(qiáng)，判決門限容易選取。對信號(hào)的判別比較容易，解碼方便，結(jié)果也比較準(zhǔn)確。但當(dāng)電子標(biāo)簽距離讀寫器的天線較遠(yuǎn)但又在讀寫器的工作范圍之內(nèi)時(shí)，信號(hào)的強(qiáng)度與噪聲相當(dāng)，判決門限很難選取，需要對采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，然后自適應(yīng)地選定判決門限，提高讀寫距離和讀寫精度。
2.5防沖突程序設(shè)計(jì)
防沖突程序設(shè)計(jì)是讀寫器程序設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分。防沖突序列的目的，是在VCD工作域中產(chǎn)生由VICC的惟一ID(UID)決定的VICCs目錄。VCD在與一個(gè)或多個(gè)VICCs通訊中處于主導(dǎo)地位。它通過發(fā)布目錄請求初始化卡通訊。當(dāng)讀寫器進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，在其天線覆蓋范圍內(nèi)的所有標(biāo)簽將被激活，處于等待狀態(tài)，隨時(shí)準(zhǔn)備響應(yīng)讀寫器指令操作，這就造成了標(biāo)簽讀寫沖突。為了解決這一問題，標(biāo)簽內(nèi)部設(shè)計(jì)了自帶防沖突機(jī)制，只需利用相關(guān)的指令集輔助設(shè)計(jì)一種防沖突程序即可。
防沖突程序流程圖，如圖6所示。當(dāng)處于激活狀態(tài)的標(biāo)簽接收到讀寫器SELECT命令時(shí)，便發(fā)送自身UID給讀寫器。此時(shí)如果有一個(gè)以上的標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送UID，則讀寫器判定沖突發(fā)生，發(fā)送FAIL命令給標(biāo)簽，標(biāo)簽通過內(nèi)部防沖突算法對自身相關(guān)參數(shù)值進(jìn)行修改之后，符合條件的標(biāo)簽將再次發(fā)送UID給讀寫器，由讀寫器判定沖突，重復(fù)上述操作，直到只有一個(gè)標(biāo)簽符合條件，則跳出防沖突程序，進(jìn)入標(biāo)簽后續(xù)處理程序。同時(shí)，剩余標(biāo)簽自動(dòng)修改自身相關(guān)數(shù)值，為下一次讀取做準(zhǔn)備，如果此時(shí)沒有符合條件的標(biāo)簽，則讀寫器發(fā)送SUCCESS命令，標(biāo)簽修改自身參數(shù)，等待讀寫器檢測命令。
3、結(jié)束語
文中基于RFID的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO15693，設(shè)計(jì)了工作于13.56MHz的RFID讀寫器，可以進(jìn)行全方向讀寫標(biāo)簽的新型讀寫設(shè)備，配有輸入輸出IO、RS232、RS485及CAN總線等通信接口，配備有兩個(gè)天線，最大讀寫距離可以達(dá)到1.5m-1.8m左右，多卡識(shí)別能力達(dá)到每秒45張，可以有效地滿足各類RFID應(yīng)用領(lǐng)域的需求。基于該讀寫器的門禁系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)際中得到應(yīng)用，實(shí)際效果良好。
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