一種基于FPGA的RFID無線通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子信息技術(shù)越來越快地普及到各行各業(yè)的應(yīng)用中去。傳統(tǒng)的物流信息采集工作方式是通過工作人員將票物進(jìn)行核對(duì)，然后將票上的數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中。這一過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且可能由于各種人為過失造成各種各樣錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的存在，影響所采集信息的可靠性。而自動(dòng)識(shí)別技術(shù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，增加了輸入的靈活性與準(zhǔn)確性，使人們擺脫繁雜的統(tǒng)計(jì)識(shí)別工作，并且大大提高了物流信息采集的工作效率。目前，由沃爾瑪、麥德隆等大超市一手推動(dòng)的RFID應(yīng)用，為零售業(yè)帶來包括降低勞動(dòng)力成本、商品的可視度提高，降低因商品斷貨造成的損失，減少商品偷竊現(xiàn)象等好處。其可應(yīng)用的過程包括：商品的銷售數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)貨，防盜等。本文利用RFID技術(shù)，用FPGA芯片與NRF905搭建了無線通信系統(tǒng)，成功的實(shí)現(xiàn)了無線收發(fā)數(shù)據(jù)。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1．1 RFID簡介

　　RFID(Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別技術(shù))是利用無線電波對(duì)記錄媒體進(jìn)行讀／寫。射頻識(shí)別的距離可達(dá)幾十厘米至幾米，且根據(jù)讀／寫的方式，可以輸入數(shù)千字節(jié)的信息，同時(shí)，還具有極高的保密性。射頻識(shí)別技術(shù)適用的領(lǐng)域：物料跟蹤、運(yùn)載工具和貨架識(shí)別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集和交換的場合，要求頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場合尤為適用。如香港的車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)駕易通，采用的主要技術(shù)就是射頻技術(shù)。射頻技術(shù)在其他物品的識(shí)別自動(dòng)化管理方面也得到了較廣泛的應(yīng)用。

　　如圖1所示即為本無線系統(tǒng)的整個(gè)構(gòu)架，由控制模塊，SPI模塊以及天線模塊構(gòu)成。其中對(duì)SPI模塊的配置由控制模塊通過Wishbone總線來完成，并且對(duì)天線模塊的配置，模式轉(zhuǎn)換，收發(fā)數(shù)據(jù)等操作均由控制模塊通過SPI總線來完成。下面將就各個(gè)部分進(jìn)行說明。

　　1．2 天線模塊(NRF905收發(fā)模塊)

　　1．2．1 NRF905介紹

　　NRF905是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片，工作電壓為1．9～3．6 V，32引腳QFN封裝，工作于433／868／915MHz三個(gè)ISM頻道?？梢宰詣?dòng)完成處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))的工作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成曼徹斯特編碼／解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配置方便，功耗低，以-10 dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11 mA，在接收模式時(shí)電流為12．5 mA。

　　NRF905有ShockBurst接收與ShockBurst發(fā)送兩種工作模式；掉電和SPI編程與Standby和SPI編程兩種節(jié)電模式。其ShoekBurst工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC，可以通過SPI接口進(jìn)行編程配置。NRF905的工作模式由對(duì)TRX_CE，TX_EN，PWR_UP的設(shè)置來設(shè)置，見表1。