無(wú)線動(dòng)物識(shí)別和跟蹤管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

射頻電子標(biāo)簽通過(guò)射頻電路檢測(cè)到便攜式手持讀寫(xiě)器發(fā)出的信號(hào)后進(jìn)行解調(diào)，再把有效信息傳輸給標(biāo)簽內(nèi)的單片機(jī)；而便攜式手持讀寫(xiě)器接收數(shù)據(jù)信息的過(guò)程剛好與發(fā)送時(shí)相反，即射頻電子標(biāo)簽要對(duì)發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，便攜式手持讀寫(xiě)器則對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，再把有效信息傳輸給便攜式手持讀寫(xiě)器內(nèi)部的單片機(jī)。以上工作主要由射頻芯片實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用EM4469芯片。

EM4469主要特點(diǎn)及原理框圖

EM4469是Microelectronic公司推出的一種工作頻率為100~150kHz的具有讀/寫(xiě)功能的非接觸式RFID射頻芯片，可以較低的功耗提供多種數(shù)據(jù)傳輸率和數(shù)據(jù)編碼方式。該射頻芯片不僅兼容ISO11784/11785標(biāo)準(zhǔn)，而且還符合ISO FDX/B動(dòng)物識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用管理系統(tǒng)中，尤其是動(dòng)物識(shí)別和跟蹤管理中。其主要特點(diǎn)如下：

容量為512位EEPROM，分為16扇區(qū)，每區(qū)32位。
具有32位密碼讀寫(xiě)保護(hù)。
每張卡都有32位唯一的ID碼。
具有10位用戶碼。
兼容ISO11784/11785標(biāo)準(zhǔn)。
EM4469的鎖定位可以將EEPROM的數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)變成只讀模式。
具有Manchester、miller、Bi-phase、PSK、FSK等多種編碼形式。
具有多種數(shù)據(jù)傳輸速率(從1-32K波特)。
工作頻率范圍10～105kHz。
有片內(nèi)整流器和限壓器。
額定工作溫度為-40℃～85℃。
超低功耗。
EM4469片內(nèi)集成的諧振電容多種可選(33opF，250pF，75pF)。
圖２為EM4469芯片的原理框圖。其中，時(shí)鐘解壓器的作用是產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘，其頻率與射頻磁場(chǎng)的頻率相適應(yīng)，邏輯模塊內(nèi)的時(shí)序發(fā)生器將利用系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)序。數(shù)據(jù)解壓器的作用是探測(cè)天線端信號(hào)的存在時(shí)間周期，它可以監(jiān)測(cè)到磁場(chǎng)停止時(shí)間是否長(zhǎng)過(guò)數(shù)據(jù)提取時(shí)限TMONO。調(diào)制器由邏輯模塊驅(qū)動(dòng)，當(dāng)其處于開(kāi)狀態(tài)時(shí)，將消耗天線兩端大的電流，從而調(diào)制射頻磁場(chǎng)。邏輯電路由控制器、配置寄存器、時(shí)序發(fā)生器、編碼器和命令解碼器等多個(gè)子模塊組成，它的作用是控制IC的狀態(tài)、產(chǎn)生工作時(shí)序信號(hào)、編碼和解碼數(shù)據(jù)以及讀寫(xiě)EEPROM數(shù)據(jù)等。

EM4469射頻芯片的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
512位的EEPROM存儲(chǔ)空間，被分成16個(gè)扇區(qū)(編號(hào)為0-15)，每個(gè)扇區(qū)有32位(編號(hào)為0-31)，讀寫(xiě)時(shí)按低位優(yōu)先的原則進(jìn)行，總是從LSB開(kāi)始。其中第0和第1扇區(qū)由芯片生產(chǎn)廠商定義為只讀扇區(qū)，芯片的類型、版本、用戶代碼和唯一序列號(hào)(UID)都寫(xiě)在這兩個(gè)扇區(qū)中；第2，3，4三個(gè)扇區(qū)是內(nèi)部管理塊，用來(lái)定義器件的操作選項(xiàng)(輔助管理字段)，它們由密碼塊、保護(hù)字塊和配置字塊組成；剩下的11個(gè)扇區(qū)(5-15)是用戶可以自由使用的空間(共352位)。EM4469的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如表1所示。

便攜式手持讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)