RFID超高頻讀寫器的讀寫原理
2018-05-30
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RFID讀寫器（Radio Frequency Identification的縮寫）又稱為“RFID閱讀器”，即無(wú)線射頻識(shí)別，通過射頻識(shí)別信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，無(wú)須人工干預(yù)，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)RFID標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID讀寫器有固定式的和手持式的，手持RFID讀寫器包含有低頻，高頻，超高頻，有源等。
RFID超高頻讀寫器的范圍在現(xiàn)代應(yīng)用的非常廣泛，比如智能交通/圖書管理/物流管理/資產(chǎn)管理/供應(yīng)鏈等等，今天主要介紹讀寫模塊，讀寫模塊是整個(gè)RFID系統(tǒng)中重要的組成部分之一，由收發(fā)射頻模塊、控制模塊、天線和接口電路組成，讀寫器通過接收電子標(biāo)簽發(fā)出的無(wú)線電波接收讀取數(shù)據(jù)。其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。
讀寫器首先通過天線向標(biāo)簽發(fā)射出電磁波，標(biāo)簽從電磁波中提取工作所需要的能量，電磁波遇到標(biāo)簽等目標(biāo)后并發(fā)生后向散射一部分電磁波到閱讀器，閱讀器接收解調(diào)后向散射電磁波信號(hào)以獲得標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息.它首先是一個(gè)雙向通信過程：一條鏈路為讀寫器到標(biāo)簽的信號(hào)，另外一條鏈路為標(biāo)簽到讀寫器的信號(hào)，只有兩條鏈路都獲得通信成功，射頻設(shè)備才算完成了一次有效通信，因而系統(tǒng)實(shí)際識(shí)別距離由最短的一條鏈路通信路徑距離決定。
基于FPGA RFID讀寫器可分為3個(gè)模塊：FPGA最小系統(tǒng)、USB串行總線接口電路、RF信號(hào)收發(fā)電路。FPGA最小系統(tǒng)包含F(xiàn)PGA現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列、JTAG配置電路、系統(tǒng)時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、顯示電路、電源電路。
在RFID系統(tǒng)中，讀寫器是連接射頻標(biāo)簽和PC機(jī)客戶端的核心，通過對(duì)讀寫器命令操作，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)修改、存儲(chǔ)等操作。RFID讀寫器與標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸可以分為從讀寫器到標(biāo)簽前向鏈路和標(biāo)簽到讀寫器后向鏈路，前向鏈路與后向鏈路采用半雙工方式通信，數(shù)據(jù)傳輸采用ASK調(diào)制，前向鏈路采用PIE碼，后向鏈路采用Miller碼，系統(tǒng)采用CRC-16校驗(yàn)碼和特殊防沖突算法保證讀寫正確。
RFID超高頻讀寫器通信可分為2步：閱讀器首先獲得在輻射范圍內(nèi)標(biāo)簽ID號(hào)，然后對(duì)ID號(hào)符合要求的標(biāo)簽進(jìn)行讀寫相應(yīng)操作。讀寫器與上位機(jī)USB數(shù)據(jù)通信，通過USB設(shè)備枚舉完成HID人機(jī)接口設(shè)備識(shí)別和數(shù)據(jù)讀寫。
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