基于DSP技術(shù)的RFID讀寫器設(shè)計
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2.3讀寫器的軟件設(shè)計
在ISO15693標準中，從讀寫器到電子標簽的數(shù)據(jù)編碼采用脈沖位置調(diào)制方，電子標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個時間周期的某一處，其時間周期為256/f,(18.88μs，高低電平分別為9.44μs)，因此一個字節(jié)的傳輸需要4.833ms。在1/4模式中，一個脈沖的位置確定一個字節(jié)的兩位(00，01，10或11)，如圖3所示，4個連續(xù)的循環(huán)確定一個字節(jié)，傳輸一個字節(jié)需要302.08μs。
兩種編碼模式的實現(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的定時要盡可能精確，以避免偏差累積引起的編碼錯誤。本設(shè)計采用TMS320F2812做處理器，最高主頻可達150MHz，可以設(shè)定主頻為135.6MHz，這樣在程序設(shè)計方面會有一定的便利，充分利用了TMS320F2812的特點，提高了精度，但還需注意跳轉(zhuǎn)指令和流水線對精確定時的影響。本設(shè)計方安選用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個位。4個連續(xù)的位對構(gòu)成1個字節(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)計結(jié)果分析
讀寫器從電子標簽接收的數(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個字節(jié)(16位)的CRC校驗值。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。讀寫器在向電子標簽發(fā)出一個命令后即開始采樣，如果在一定的時間內(nèi)接收到SOF，說明有返回信號，則繼續(xù)采樣，直至接收到EOF;否則，立即返回。
在實際實驗中讀寫器的讀寫距離、信號強弱、噪聲干擾的大小對讀寫的準確度有較大影響。讀寫器在電子標簽距離讀寫器的天線較近時，信號相對干擾信號比較強，判決門限容易選取。對信號的判別比較容易，解碼方便，結(jié)果也比較準確。但當電子標簽距離讀寫器的天線較遠但又在讀寫器的工作范圍之內(nèi)時，信號的強度與噪聲相當，判決門限很難選取，需要對采樣信號進行濾波，然后自適應地選定判決門限，提高讀寫距離和讀寫精度。
2.5防沖突程序設(shè)計
防沖突程序設(shè)計是讀寫器程序設(shè)計中的一個重要組成部分。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在與一個或多個VICCs通訊中處于主導地位。它通過發(fā)布目錄請求初始化卡通訊。當讀寫器進入工作狀態(tài)時，在其天線覆蓋范圍內(nèi)的所有標簽將被激活，處于等待狀態(tài)，隨時準備響應讀寫器指令操作，這就造成了標簽讀寫沖突。為了解決這一問題，標簽內(nèi)部設(shè)計了自帶防沖突機制，只需利用相關(guān)的指令集輔助設(shè)計一種防沖突程序即可。
防沖突程序流程圖，如圖6所示。當處于激活狀態(tài)的標簽接收到讀寫器SELECT命令時，便發(fā)送自身UID給讀寫器。此時如果有一個以上的標簽同時發(fā)送UID，則讀寫器判定沖突發(fā)生，發(fā)送FAIL命令給標簽，標簽通過內(nèi)部防沖突算法對自身相關(guān)參數(shù)值進行修改之后，符合條件的標簽將再次發(fā)送UID給讀寫器，由讀寫器判定沖突，重復上述操作，直到只有一個標簽符合條件，則跳出防沖突程序，進入標簽后續(xù)處理程序。同時，剩余標簽自動修改自身相關(guān)數(shù)值，為下一次讀取做準備，如果此時沒有符合條件的標簽，則讀寫器發(fā)送SUCCESS命令，標簽修改自身參數(shù)，等待讀寫器檢測命令。
3、結(jié)束語
文中基于RFID的國際標準ISO15693，設(shè)計了工作于13.56MHz的RFID讀寫器，可以進行全方向讀寫標簽的新型讀寫設(shè)備，配有輸入輸出IO、RS232、RS485及CAN總線等通信接口，配備有兩個天線，最大讀寫距離可以達到1.5m-1.8m左右，多卡識別能力達到每秒45張，可以有效地滿足各類RFID應用領(lǐng)域的需求。基于該讀寫器的門禁系統(tǒng)已經(jīng)在實際中得到應用，實際效果良好。
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