⑧若是只要一个标签前往应对,而且它的UID没有被准确领受,读写器将发送一个沉发号令。若是UID被准确领受,则反复第5步操做。若是UID被反复几回的领受(这个次数能够基于系统所但愿的错误处置尺度来设定) ,就假定有一个以上的标签正在应对,反复第2步操做。
帧头探测段是一个至多持续400Ls的不变无调制载波(相当于16bit数据的传输) ;帧头是9bit的NRZ格局的manchesterO,即:101;起头符是用来标识表记标帜无效数据,原前往率采用5位的起头符(1100111010),4倍前往率采用起头符();CRC采用16bit的CRC编码。
本设想中DMDAT(13) 管脚置低电平,采用OOK调制。晶体振荡器的频次选择取MC33493不异。系统时钟(11)、数据接口(15、16) 及输入节制开关(14) 由单片机节制。
⑦若是只要一个标签的计数器等于1而且前往应对,则反复第5和第6步操做;若是有一个以上的标签前往应对,则反复第2步操做;
PC机通过RS232接口近程节制读写器。读写器接到号令后,通过天线发送射频号令实现对标签的操做,同时领受标签前往的数据。标签靠其偶极子天线获得能量,并由芯片( IC) 节制领受、发送数据。
系统硬件道理如图1中读写器部门所示。取发射模块和领受模块、串口通信模块配合形成射频标签的读写系统。读写器将发送包含UID的数据读号令,本系统选用W 77E58单片机做为从控模块,使处于ID形态的标签的计数器减1;标签准确领受该条号令后将进入数据互换形态,接着将发送它的数据。读写器将发送成功号令,⑥若是只要一个标签发送而且它的UID被准确领受,
模仿RF接口模块为IC供给不变电压,并将获得的数据解调后供数据模块处置,同时将数据调制后前往给读写器。数字处置模块包罗形态转换机、读写和谈施行、取EEPROM的数据互换处置等功能。
读写器采用RS232接口取计较机通信,电平转换芯片用ICL232.通过该接口计较机向读写器发送读、写标签等号令,读写器可把成果回送给计较机。
起首,标签进入读写器的射频场,从无电形态进入预备形态。读写器通过组选择和打消选择号令来选择工做范畴内处于预备形态中所有或者部门的标签,来参取冲突判断过程。为处理冲突判断问题,标签内部有两个安拆:一个8bit的计数器;一个0或1的随机数发生器。标签进入ID形态的同时把它的内部计数器清0.它们中的一部门能够通过超高频射频识别系统读写器设想收打消号令从头回到预备形态,其它处正在识别形态的标签进入冲突判断过程。被选中的标签起头进行下面轮回:
标签内置2048bit的EEPROM,分成64块(block) ,每块32bit.此中8byte为ID存储空间,216byte为用户存储空间。每字节都有响应的锁定位,该位被置1就不克不及再被改变。能够通过LOCK号令将其锁定,通过Query locK(查询锁定) 号令读取锁定位的形态,锁定位不答应被复位。Byte0~7被锁定,为标签的标识码(Unique ID)。64bitUID包含50bit的的串号,12bit的鸿沟码和一个两位的校验码。Byte 8~219是未锁定空间,供用户利用。Byte 220~223也是未锁定的,做为写操做完毕的标记bit或者用户空间。
为了提高系统的发射功率,本设想选用了RFMicroDevice 公司的RF2132功率放大芯片对MC33493输出的射频信号进行功率放大;RF2132是一种高功率、高效率的线dBm的线 领受模块
超高频射频识别系统具有读写速度快、存储容量大、识别距离远和同时读写多个标签等特点,曾经正在物流等范畴获得越来越普遍的使用。引见了合适ISO 18000-6 尺度的超高频RFID电子标签次要特点、布局、工做道理及读写方式,提出了响应读写器的处理方案,沉点阐述了读写器的硬件设想及软件法式流程。现实使用成果表白该读写器读写速度快(单个标签64bit/ 6ms)、识别率高,识别距离远(≥4m)。
领受模块由射频领受/解调芯片和信号放大芯片构成。道理如图5所示。射频领受/解调芯片选用MotorolA公司的MC33593,它是一种由锁相环调谐的UHF频段低功率射频领受/解调芯片,工做频带正在868~928MHz,中频带宽为500kHz,采用OOK或FSK调制,由DMDAT(13) 管脚设定。具有集成的VCO、环滤波器。
RFID系同一般由读写器和标签(或称应对器、电子标签、智能标签) 及天线构成。本文采用某公司的UCODEHSL标签,合适ISO18000-4取ISO18000-6尺度,本身无电源,靠读写器的射频场获得能源,采用负载调制体例,工做频段为UHF或2. 45GHz.工做道理如图1所示。
充电后的IC有三种次要数字形态:预备(READY,初始形态) ;识别( ID,标签期望读写器识此外形态) ;数据互换(DATE EXCHANGE,标签已被识别形态)。
从控模块选择W INBOND公司的W 77E58,它是一款高速、高集成、加强型内核为8051的高机能单片机;内置32kbit可反复编程的Flash EPROM,1kbit用MOV指令拜候的内部SRAM(节流了16条数据/地址I/O口线个加强型全双工串行口。利用W 77E58的系统速度要比保守51系列单片机快2. 5倍摆布。工做频次为40MHz的W 77E58相当于100MHz摆布的8051.
本文设想的超高频射频识别读写器可以或许读写UCODE HSL 系列多种标签,读写速度最快(从单个标签上平均读取64bit,耗时不跨越6ms每多取32bit耗时累加1ms;每单个标签上平均写入32bit,耗时不跨越25ms每多写入32bit耗时累加25ms) ,读写距离(≥4m) ,无效地处理了多标签防抵触触犯问题,此超高频射频识别系统特别合用于物流、供应链范畴。
因为系统正在PC机的下工做,两者之间为从从通信体例。从控模块上电完成一般初始化过程后,便进入期待形态,等PC机发来指令。当领受到PC机指令后,转去向理响应的法式。处置完毕后施行成果消息前往PC机。从法式框图如图6所示。
⑤若是所有标签都随机选择了1,则读写器收不到任何应对,它将发送成功号令,所有应对器的计数器减1,然后计数器等于0的应对器起头发送,接着反复第2步操做;
发射模块由射频调制/发射芯片和功率放大芯片构成。其道理如图4所示。调制/发射芯片选用MotorolA公司的MC33493,它是由锁相环调谐的UHF频段调制/发射芯片,采用OOK或FSK调制,具有集成的VCO、环滤波器、可调的输出功率,工做频段可选择315~434或868~928MHz.工做频段由BAND(3) 管脚节制、调制体例则由MODE (14) 管脚设定。RFOUT(10) 管脚的输出频次F(oUt) = F(Y1)×[Ratio] (PLL )。
正在读写器天线所笼盖的范畴之内有多个标签存正在时,读写器发送死令后,会惹起响应冲突,从而导致通信失败。当读写器检测到冲突后,可利用号令来处置存正在的冲突。通过发送死令能够记实读写器天线笼盖范畴内的标签的UID,然后操纵UID的独一性,读写器和各个标签别离成立的通道进行通信,从而消弭冲突。读写器起首发送死令给标签,正在号令的数据域和参数域平分别包含UID的掩码和掩码的长度,传送给标签的掩码要求是整字节,若是此掩码不是整字节的话将从动正在高位补零。通过设置标记域的响应标记位,读写器能够设置领受标签响应的时隙为3或6,正在各时隙中,读写器都能够领受标签前往的UID,读写器通过发送竣事信号的UID和当前时隙序号的最低4bit加号令数据域中的掩码进行比力,若是不婚配则无应对,若是婚配将送回本人的UID.正在某一时隙可能呈现多个标签同时做出响应,这时读写器要记下冲突的标签掩码和时隙计数器的值,以做进一步冲突处置。流程图如图7。
射频识别(RFID,RadioFrequency Iden tiFication) 手艺是一种新兴的从动识别手艺。它是操纵无线射频体例进行非接触双向数据通信,以达到方针识别并互换数据的目标。可用来和办理几乎所有的物理对象,正在工业从动化、贸易从动化、交通运输节制办理、防伪及军事等浩繁范畴都有普遍的使用前景。按照工做频段的分歧,RFID系统还能够分为低频(135kHz以下)、高频(13.56MHz)、超高频(860~960MHz) 和微波(2.4GHz以上)等几类。目前大大都RFID系统为低频和高频系统,但超高频(UHF) 频段的RFID系统具有操做距离远、通信速度快、成本低、尺寸小等长处,更适合将来物流、供应链范畴的使用,也为实现物联网供给了可能。因而超高频RFID系统的成长是当前RFID系统成长的沉点。本文引见了合适ISO1800026尺度的超高频RFID电子标签次要特点、布局、工做道理及读写方式,提出了响应读写器的处理方案,沉点阐述了读写器的硬件设想及软件法式流程。现实使用成果表白该读写器具有以下特点:读写速度快(单个标签64bit/6ms)、识别率高,识别距离远(≥4m)。
③ 所有收到失败号令且内部计数器不等于0的标签将其计数器加1.收到失败号令且内部计数器等于0的标签(方才发送过应对的标签) 将发生一个1或0的随机数,若是是1,它将本人的计数器加1;若是是0,就连结计数器为0而且再次发送它们的UID.
为了提高系统的领受活络度,本设想正在天线和射频领受/解调器之间添加了一套射频信号放大电,次要由RF2173构成,其功能是用于对天线领受到的射频信号进行放大,以提高MC33593输入射频信号的信号强度;RF2173具有最大32dB的增益。