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基于AS3990/AS3991的超高頻RFID讀寫器的設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-05-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的興起,人們對(duì)各類物品的管理要求越來(lái)越高,希望能夠通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)跟蹤每一件物品的當(dāng)前狀態(tài)。將超高頻(電子標(biāo)簽)綁定到每一件物品上是實(shí)現(xiàn)物品跟蹤的有效手段之一,因而超高頻的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,對(duì)超高頻讀寫器的需求量也隨之增大。雖然現(xiàn)在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有一些有品牌的超高頻RFID讀寫器,但其設(shè)計(jì)方案各有千秋,應(yīng)用時(shí)的穩(wěn)定性、可靠性仍有待改進(jìn)。因此,怎樣能設(shè)計(jì)出性能穩(wěn)定、性價(jià)比高、適應(yīng)市場(chǎng)需求的超高頻RFID讀寫器是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。
1 /芯片的特點(diǎn)
/AS芯片是奧地利微系統(tǒng)公司(microsystems)研制的一款用于超高頻(860 MHz~960 MHz)RFID讀寫器的專用芯片,其封裝形式為64腳QFN封裝。它具有集成度高的特點(diǎn),芯片內(nèi)集成了接收電路、發(fā)送電路、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、連接MCU(微控制器)的8 bit并行接口或SPI串行接口等。
接收電路包括混頻器、自動(dòng)增益控制、低通和高通濾波器、PM和AM解調(diào)器、低級(jí)解碼以及CRC校驗(yàn)等部分。發(fā)送電路包括幅移鍵控或相移鍵控調(diào)制,自動(dòng)產(chǎn)生幀同步、引導(dǎo)碼、CRC校驗(yàn)碼,以及低階數(shù)據(jù)編碼、PM和AM調(diào)制器。協(xié)議轉(zhuǎn)換單元將來(lái)自MCU接口的數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議數(shù)據(jù)幀,或?qū)⒔邮盏臄?shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成MCU能接收的數(shù)據(jù)格式。
芯片具有2種工作模式,完全支持ISO18000-6C(EPC Gen2)空中接口協(xié)議,兼容ISO18000-6A/B協(xié)議。芯片具有并行接口或串行接口2種數(shù)據(jù)接口方式,方便與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
圖1所示為芯片AS/AS的組成框圖。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/188101.htm

需要發(fā)送給RFID的命令和數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)編碼、調(diào)制、射頻放大后輸出到天線。由天線接收到的RFID響應(yīng)信號(hào)送到芯片的輸入端,在芯片內(nèi)接收信號(hào)經(jīng)IQ混頻得到2路中頻信號(hào)IQ,再經(jīng)增益、濾波、數(shù)字化轉(zhuǎn)換就得到了相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。這時(shí)如果芯片設(shè)置在支持ISO18000-6A/B協(xié)議的直通工作模式,則數(shù)字信號(hào)直接由芯片串行接口送出交由系統(tǒng)的MCU進(jìn)行解碼、CRC校驗(yàn)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)處理;如果芯片設(shè)置在支持ISO18000-C協(xié)議的工作模式,則數(shù)字信號(hào)先由芯片進(jìn)行解碼(協(xié)議處理)、CRC校驗(yàn)后存放在FIFO中,再由接口送出交由系統(tǒng)的MCU進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。
2 讀寫器MCU的選取
雖然AS3990/AS3991芯片完全支持ISO18000-C協(xié)議,具有與MCU的接口,能直接輸出解碼后的字節(jié)信息,對(duì)MCU處理能力的要求不高。但AS3990/AS3991芯片對(duì)ISO18000-6A/B協(xié)議的支持并不完全,只是完成了信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程,且只能直接地、無(wú)緩沖地串行輸出碼流,解碼以及數(shù)據(jù)的有效性判斷須外部電路來(lái)完成。這樣就面臨2個(gè)選擇,或者采用可編程器件(CPLD)進(jìn)行解碼、校驗(yàn)而選用運(yùn)行速度較低的MCU,或者直接采用MCU進(jìn)行解碼、校驗(yàn)而選用運(yùn)行速度較高的MCU??紤]到系統(tǒng)的緊湊性,采用MCU進(jìn)行解碼、校驗(yàn)。
采用ISO18000-6A/B協(xié)議的電子標(biāo)簽,通過(guò)調(diào)制來(lái)自讀寫器的射頻能量,將之反向散射,從而將信息數(shù)據(jù)傳送回讀寫器, 經(jīng)AS3990/AS3991芯片處后,得到數(shù)據(jù)幀碼流,最大的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度為128 bit。這些信息數(shù)據(jù)采用FM0技術(shù)編碼(即雙相間隔編碼,圖2(c)為二進(jìn)制數(shù)10110001的FM0編碼示例),傳輸速率為40 kb/s或160 kb/s,允許誤差為±15%,據(jù)此可以計(jì)算出射頻信號(hào)經(jīng)AS3990/AS3991芯片處理后輸出的碼流脈沖的最小寬度為tw。


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