基于DSP采集识别技术的UHF射频识别读写器的设计

科学技术与工程

６卷

基于ＤＳＰ采集识别技术的ＵＨＦ射频识别读写器的设计

张建明

赖声礼

陈一天１

（华南理工大学电子与信息学院，广州５１０６４０；广东省科技干部学院１，广州５１０６４０）

摘要介绍一种基于ＤＳＰ技术的数据采集读写器实现，该系统进行微弱信号检测，优化硬件接收调理电路设计，利用ＤＳＰ实现时域信号取样快速识别算法，有效恢复淹没于强背景噪声中的微弱信号，实现了远距离ＵＨＦ射频读写器。关键词

射频识别

环形器

ＤＳＰＦＦＴ

中图分类号ＴＮ９２９．５；文献标识码

Ｂ

２００５年１２月１日收到广东省科技攻关项目（２００３Ｃ４０４０６）

及珠海市科技攻关项目（ＰＣ２００３２００１０）资助

第一作者简介：张建明（１９７７—），男，广西人，华南理工大学电子与信息学院２００３级博士生，研究方向：移动通信与天线，射频识别技术。ｚｈａｎｇｊｉａｎｍｉｎｇｂｏｓｈｉ＠１２６．ｃｏｍ。

第６卷第８期２００６年４月

１６７１－１８１５（２００６）０８－０９５６－０４科学技术与工程

ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．６Ｎｏ．８Ａｐｒ．２００６

２００６Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｎｇ．ｃ

射频识别（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，下文简称ＲＦＩＤ）是一种非接触的自动识别技术。ＲＦＩＤ技术兴起于２０世纪８０年代，由于超大集成电路技术的发展，９０年代才进入实用化阶段。由于采用了无线电与雷达技术，ＲＦＩＤ系统的数据交换不是通过电流的触点接通而是通过电场与磁场，即通过无线的方式通信。同其他的识别方式相比，射频识别技术能对移动的多个目标进行识别，因而可在更广泛的场合中应用［１，２］。

读写器的硬件结构设计是ＲＦＩＤ系统设计中的

关键部分［３］，由于接收到的信号比较微弱，需要采取比较灵敏的接收技术和高速ＡＤ采集数据［４］，交由ＤＳＰ进行数据处理识别。本文利用ＴＩ公司的

ＴＭＳ３２０Ｃ５４Ｘ系列ＤＳＰ芯片为核心数据采集系统，设

计并实现了一套工作频率为ＵＨＦ频段、工作距离长

达十几米的无源射频识别读写器。

１射频识别系统功能及组成

一个典型的ＲＦＩＤ系统由读写器（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ

Ｄｅｖｉｃｅ）、

应答器（Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）和数据管理、处理系统组成。ＲＦＩＤ系统分为有源和无源两类，有源系统的应答器是由电池来提供能量，无源的应答器则没有电池［５］。

图１是无源ＲＦＩＤ系统的原理示意图，无源应答器工作的能量是由读写器发出的射频信号提供的。应答器由电子数据处理、存储设备（通常是单个的微小芯片）和天线组成。当应答器进入读写器的能量辐射场，应答器的能量检测电路将射频信号转化为直流信号，供其工作。同时，芯片内部的数据解调部分从接收到的射频信号中解调出数据并送到控制逻辑。控制逻辑负责分析数据并执行相应操作：包括从ＥＥＰＲＯＭ读数据或写入数据，将数据（如应答器ＩＤ和其他用户数据等）调制并发送出去。

２射频部分的设计

一个ＲＦＩＤ读写器是一个射频发射机和接收机

图１无源ＲＦＩＤ系统原理图

张建明，等：基于ＤＳＰ采集识别技术的ＵＨＦ射频识别读写器的设计８期

的组合，并且跟其他阅读器不同的是同频接收，即读写器在发射射频信号的同时，也在接收信号。大部分的读写器能查询无源标识卡，而有的无源ＲＦＩＤ标识卡要通过特定的通信协议才能读写。读写器在读写无源卡的时候，同时也会给标识卡提供能量，使得卡中的集成芯片能够正常工作。传输信号的时候，读写器发送的是幅度调制的信息使得标识卡能接收得到。读写器发射信号的能量是受到限制的，比如在美国，一般射频信号发射功率不能超过１Ｗ。调制的速度受到所用协议的限制，不过一般情况下ＵＨＦ频段的标识卡的通信速率都是几十ｋｂ／ｓ的。使用特殊的编码方法来传送数据是为了能给无源标识卡提供更多的电能。

当标识卡已经从读写器那儿获取了足够能量，并且得到了指令，它会反馈回来自己的唯一的标识号（ＵＩＤ）。由于无源卡和半无源卡的反射调制系统的要求，读写器必须连续地发射一个没有调制的连续载波（ＣＷ）提供给卡片上面的电子线路能量，同时卡片调制卡片天线自己的阻抗，使信号能反射回读写器。读写器这个时候必须解调所有接收到的卡片发射回来的微弱信号。特殊情况下读写器可以同时外接２个甚至４个天线，当然，一个完整的读写周期内只能一个天线工作，进行发送和接收。读写器切换不同天线来覆盖不同的读写区域，比如一个门的高部分和低部分，或者可以避免丢失因为对天线和其他物体位置非常敏感的波长衰落而检测不到的卡片。实际情况下，即使天线匹配得非常好，从天线返回到读写器的信号还是比其他任何反射回来的信号大得多，这个就是接收卡片信号的主要障碍。天线匹配得不好将提高天线的反射，使得读写器难以解调卡片信号，从而降低阅读距离。外界环境对天线的匹配的影响很大（特别是距离天线几厘米的物体）。所以最好是按照设备要求安置天线，并且在读写方向５０ｃｍ以内无任何障碍物。

在美国，ＩＳＭ频段阅读器被要求要随机调频，在一个频率下工作不能超过０．４ｓ，要从一个频道跳到另外一个频道。这里设计的读写器每完成一个读写周期就可以跳一次，间隔大概十几个ｍｓ。在跳的过程中，射频输出是关闭的。

射频模块发送部分产生９１５ＭＨｚ的射频信号，然后把主控模块产生的指令信号以ＯＯＫ（ＯＮ－ＯＦＦＫＥＹ）的方式进行调制，经过一系列的高频功率放大器之后，通过天线辐射出去。

读写器射频部分设计如图

２所示。

首先载波信号产生利用锁相环技术产生。射频信号由一类１６ＭＨｚ的晶振和一类９２６ＭＨｚ的压控振荡器以锁相环的形式产生，输出频率大小由ＩＯ接口来控制；一定频率的射频信号产生以后，首先经过三极管进行小信号放大，然后通过射频隔离开关进行通断控制，控制信号由主控模块提供，通过控制隔离开关的断开与闭合，就能实现读写器工作模式的转换）。

主控模块的命令信号，作为ＯＯＫ调制器的调制信号对射频信号进行通断键控，调制信号的编码采用曼彻斯特码，码率为４０ｋｂ／ｓ（根据所用的协议标准而定。

载波经ＯＯＫ调制后再进行一系列功率放大，通过环形器接到天线，然后通过天线辐射出去。末级功率放大采用最大输出高达４Ｗ的功放（实际输出并没有这么高），调节该功率放大器的增益控制引脚电压，即可相应调整读写器的辐射功率；为了提高读写器输出功率的稳定程度，采用了ＡＧＣ电路来稳定功率放大器的输出功率。

环形器是把发送信号和接收信号隔离，隔离度有３０ｄＢ，进入接收通路。接收通道采用零中频接收技术，本振信号是由射频源通过功分器分出来，接到ＩＱ解调器ＬＴ５５１６，解调两路信号。

３采集电路的设计

读写器的工作模式时同频接收，数据采集系统中，若待测信号为很微弱的小信号，则需要用放大器

图２射频部分功能图

９５７

科学技术与工程６卷

加以放大，通用运算放大器不能直接放大微弱信号，必须用测量放大器。来测量放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳定增益等特点，在检测微弱信号的系统中广泛作为前置放大器。

为了提高共模抑制比，测量放大器采用对称结构。对于直流共模信号，流过电阻的电流为零。当

Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ５＝Ｒ６，Ｒ１＝Ｒ２的时候，共模电压输出为零，放

大倍数等于Ｇ＝１＋２×Ｒ１／ＲＧ。其中采用高性能运放作

为测量放大器，其带宽为１２．５ＭＨｚ，最大失调电压为

７０μＶ，共模抑制比为１１２ｄＢ，转换速率为４．５Ｖ／μｓ。

再利用低功耗高速运放构成４阶贝塞尔低通滤波器，其截止频率为２５０ｋＨｚ，剔除采集信号中的高频

分量。

读写器与应答器的距离有远近的不同，读写器接收到的应答器反射调制信号有强弱之分。在读写器的工作距离内，为了得到有效的接收数据，需要对Ａ／Ｄ转换之前的运算放大器进行放大倍数控制。通过对反射调制信号进行电平检测，然后输入到主控模块进行分析，分析之后的输出控制信号改变运算放大器的反馈电阻大小，即可实现运算放大器的放大倍数的自动控制。如图４所示。

最后转换电路采用ＴＩ公司的ＡＤＣ１２０６２作为模数转换芯片，１２位采样精度，最高采样频率为１ＭＨｚ，

其基准电压为４．０９６Ｖ。

该ＡＤＣ采用ＣＭＯＳ工艺，在高速转换的同时，仍能保持低功耗，其功耗仅为７５

ｍＷ。

４控制处理模块

控制处理模块的核心处理器为ＴＭＳ３２０Ｃ５４２

ＤＳＰ，该芯片具有良好的性能价格比，运算速度达５０

ＭＩ／ｓ，片内有１０Ｋ字节双向访问ＲＡＭ，支持６４Ｋ字的

数据空间和６４Ｋ字的程序空间。选用ＡＬＴＥＲＡ公司的ＣＰＬＤ来完成整个系统的逻辑电路设计。

ＤＳＰ专门为数字信号处理而设计。

在ＤＳＰ采用的哈佛体系结构中，有多个运算器，内部有独立的数据总线、地址总线和指令总线，取指令和取数据可以同时进行，利用指令重叠执行的方法构成流水线

处理，当流水线处理过程建立以后，从外部来看，相当于每一个时钟周期取一条指令并获得一条指令的处理结果。ＤＳＰ的突出优点是高速的信号处理能力和一个指令周期内实现乘加计算，尤其可以快速实现ＦＦＴ卷积运算。每一周期的２０８４个１０位数据用

ＤＳＰ完成２０４８点的快速傅立叶变换（ＦＦＴ），实现时域

信号到频域信号的变换。整个过程３ｍｓ内即可完成。

实际系统中，我们扩展了６４Ｋ字的ＳＲＡＭ，但因

ＤＳＰ最多支持外部扩展６４Ｋ字的数据空间，因此ＳＡＲＭ的ＣＥ控制信号由ＤＳＰ通过ＣＰＬＤ中的逻辑电路来控制，从而决定选择ＳＡＲＭ的高地址段６４Ｋ字的

存储空间还是低地址字段的存储空间。这样，在符合ＤＳＰ的外扩数据空间要求的基础上又增加了宝贵的存储资源。除了ＳＲＡＭ，还配置了６４Ｋ字的ＦＬＡＳＨ

ＲＯＭ以满足ＤＳＰ引导装入程序的需要。系统联机调试成功之后，将程序与有关数据信息存入ＦＬＡＳＨＲＯＭ，系统上电之后首先ＤＳＰ执行引导装入程序将ＦＬＡＳＨＲＯＭ里面的程序搬移到ＤＳＰ片内的高速

图３

提高共模抑制比的测量电路

图４采集电路设计图５ＤＳＰ

主控模块图

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张建明，等：基于ＤＳＰ采集识别技术的ＵＨＦ射频识别读写器的设计８期ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤＳＰＳａｍｐｌｉｎｇａｎｄＩｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｉｎＵＨＦＲＦＩＤＲｅａｄｅｒ

ＺＨＡＮＧＪｉａｎｍｉｎｇ，ＬＡＩＳｈｅｎｇｌｉ，ＣＨＥＮＴｉａｎｙｉ１

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０；

ＧｕａｎｇｄｏｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０）

［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ＡｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤＳＰｓａｍｐｌｅａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒｉｎＵＨＦＲＦＩＤｒｅａｄｅｒａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓ

ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｗｅａｋｓｉｇｎａｌ，ａｎｄｉｔ＇ｓｒｅｃｅｉｖｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｉｓａｌｓｏｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍａｄｏｐｔｓＤＳＰａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｅ，ａｃｑｕｉｒｉｎｇｗｅａｋｓｉｇｎａｌｗｈｉｃｈｓｈｉｅｌｄｅｄｂｙｖａｓｔｐｏｗｅｒｆｕｌｎｏｉｓｅ．ＩｔｒｅａｌｉｚｅｓａｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅＵＨＦｒｅａｄｅｒ．

［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］

ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｙ）ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒＤＳＰＦＦＴ

ＲＡＭ中执行，系统就可以脱机工作了。

由于读写器要跟上位机进行通信，所以增加了一个串口芯片ＰＣ１６５５０，内部包含ＦＩＦＯ，减轻了ＤＳＰ的控制压力。由于ＣＰＬＤ可重复擦写，ＴＭＳ３２０Ｃ５４２通过ＣＰＬＤ对外设进行地址编码有很大的灵活性和可修改性。

５系统软件设计

读写器软件包括读写器的初始化、频率设定、

数据处理、防冲突等等。５４Ｘ系列ＤＳＰ同时非常适合于实时嵌入式操作系统的开发。ＴＩ公司除了给５４Ｘ系列芯片提供汇编语言编译器外，还可以以Ｃ语言编程。Ｃ语言属于过渡性语言，编程时具有结构清楚、逻辑清晰的特点，但是Ｃ语言编译产生后的代码运行效率不高，在完成同样算法的速度要比汇编语言低很多。所以在数据识别的代码段里用的是汇编语言，其他用来作控制的代码则用Ｃ语言来编写。具体的程序结构如图６所示。

６结论

实际系统中，同频收发的读写器接收部分的设

计往往是关键，本文设计的读写器已经用到了各个地方，一般装了多个天线，轮流查询不同位置的标识卡，达到理想的应用效果。

参

考文献

１沈宇超．射频识别系统中通信协议的模块化设计．通信学报，

２００１；２２（２）：５４—５８

２李科让．一种实用的非接触式ＩＣ卡读写器系统的设计．重庆邮电学院学报，２００１；（增刊）：１４１—１４３

３

ＺｈａｎｇＪＭ，ＸｉｅＺＭ，ＬａｉＳＬ，ＷｕＺＨ．ＡｄｅｓｉｇｎｏｆＲＦｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｏｆＲＦＩＤｒｅａｄｅｒ．２００４４ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅａｎｄＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ：２００４：４０６—４０９

４张冬玲，王良红．基于ＤＳＰ的微弱信号检测系统设计采集系统设计．微计算机信息，２００５；２１（７）：８３—８４，１４１

５

ＰｅｎｔｔｉｌａＫ，ＳｙｄａｎｈｅｉｍｏＬ，ＫｉｖｉｋｏｓｋｉＭ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄａｕｔｏｍａｔｉｃｏｂｊｅｃｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｐａｓｓｉｖｅＲＦＩＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．２００４ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｖｏｌｓ１—５，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ：ＩＥＥＥ，３４５Ｅ４７ｔｈＳＴ，ｎｅｗ

ｙｏｒｋ，ＮＹ１００１７ＵＳＡ，２００４：４８６４—４８６８

图５ＤＳＰ

主控模块图９５９

RFID读写器天线设计中比较实用的方法

RFID读写器天线设计中比较实用的方法射频识别技术（Radio Frequency Identification,缩写RFID），射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID应用将继续以供应物流领域为主，在这个领域用RFID 收发器进行包括各种各样的可移动货物/产品的记录和跟踪，在RFID收发器（信用卡大小的塑料/纸标签，内含芯片、射频部分和天线）上的必要存储将继续成为主要的应用。另外的一个可能应用就是将收发器标签贴到纺织品、药品包装或者甚至是单个药盒内。然而，未来RFID还将被用在如地方公共交通、汽车遥控钥匙、传送轮胎气压以及在移动电话等领域内。本文主要通过实际工作中对于各种RFID读写系统的对比，总结研究RFID读写器天线设计中比较实用的方法。 1 实际RFID天线设计主要考虑物理参量磁场强度磁场强度是线圈安匝数的一个表征量，反映磁场的源强弱。磁感应强度则表示磁场源在特定环境下的效果。打个不恰当的比方，你用一个固定的力去移动一个物体，但实际对物体产生的效果并不一样，比如你是借助于工具的，也可能你使力的位置不同或方向不同。对你来说你用了一个确定的力。而对物体却有一个实际的感受，你作用的力好比磁场强度，而物体的实际感受好比磁感应强度。它定义为磁通密度[1]B除以真空磁导率μ0再减去磁化强度μ，即-μH为矢量。这样，在恒定磁场中磁场强度的闭合环路积分仅与环路所链环的传导电流Ic有关而不含束缚分子电流。运动的电荷或者说电流会产生磁场，磁场的大小用磁场强度来表示。RFID天线的作用距离，与天线线圈电流所产生的磁场强度紧密相关。圆形线圈的磁场强度（在近场耦合有效的前提下，近场耦合有效与否的判断在节）可用式（1）进行计算：式中：H是磁场强度；I是电流强度；N为匝数；R为天线半径；x为作用距离。

RFID读写器频率分类

RFID读写器频率分类 1． RFID读写器频率分类和我们听的收音机道理一样，射频标签和阅读器也要调制到相同的频率才能工作。LF, HF, UHF就对应著不同频率的射频。LF代表低频射频，在125KHz左右，HF代表高频射频，在13.54MHz左右，UHF代表超高频射频，在850至910MHz 范围之内，还有2.4G的微波读写器。 2．为什么要使用不同的频率？在操作中有4种波段的频率，低频（125KHz），高频（13.54MHz），超高频（850-910MFz），微波（2.45GHz）.每一种频率都有它的特点，被用在不同的领域，因此要正确使用就要先选择合适的频率。不同的国家所使用频率也不尽相同：欧洲的超高频是868MHz,美国的则是915MHz.日本目前不允许将超高频用到射频技术中。政府也通过调整阅读器的电源来限制它对其他器械的影响。有些组织例如全球商务促进委员会正鼓励政府取消限制。标签和阅读器生产厂商也正在开发能使用不同频率系统避免这些问题。 3．所有的阅读器都能支持不同种类的标签吗？目前还不是。很多公司生产的阅读器支持现有供给链中用的新标签的射频技术。一些阅读器只支持新的电子产品代码，一些只支持某些生产厂商生产的特定标签。 4．什么是阅读器冲突？射频技术遇到的一个问题就是阅读器冲突，就是一个阅读器接收到的信息和另外一个阅读器接收到的信息发生冲突，产生重叠。解决这个问题的一种方法是使用TDMA技术，简单来说就是阅读器被指挥在不同时间接收信号，而不是同时，这样就保证了阅读器不会互相干扰。但是在同一区域的物品就会被读取两次，因此就要建立相应的系统去避免这种情况的发生。 5．我们如何知道哪个频率适合于我们的产品？不同的频率有不同的特点，因此他们的用途也就形形色色。例如，低频标签比超高频标签便宜，节省能量，穿透废金属物体力强，他们最适合用于含水成分较高的物体，例如水果等。超高频作用范围广，传送数据速度快，但是他们比较耗能，穿透力较弱，作业区域不能有太多干扰，适合用于监测从海港运到仓库的物品。当做选择时，最好咨询一下相关的专家，供货商，从而选择正确的射频。

超高频rfid读写器技术方案

健新科技JX-PU2902多功能RFID读写笔配合智能手机、智能平板等各类型终端，实现RFID 智能识别功能和智能移动终端功能的完美结合，轻松实现各行业资产盘点、智能巡检、人员物资管理等移动互联网应用。 ◆手写笔设计：纳米超纤触控笔头，手写笔外形设计，可作为触控笔使用； ◆RFID空口协议：EPCglobal UHF Class 1 Gen 2、ISO18000-6C、ISO 18000-6B ◆操作简单：两个按键即可实现所有操作功能 ◆状态指示：设备状态通过两组7色LED灯显示，清晰明了 ◆蓝牙4.0：内置蓝牙4.0模块，可与所有具备蓝牙功能的终端进行通信连接，所有具备蓝牙功能的智能终端均可作为采集终端 ◆内置锂电池：内置350mAh锂电池，支持USB充电一、技术指标二、健新RFID读写笔产品优点三、基于RFID读写笔的系统应用四、应用系统的优点：五、典型应用：在某品牌空调外壳中嵌入超高频RFID标签，售后维修通过扫描空调RFID标签获得准确的产品信息，防止售后维修点虚假维修报账。 4S店车辆库存盘点：在一个区域的某类汽车品牌4S店管理中，采用超高频RFID 标签对车辆进行定位，采用RFID蓝牙读写笔对各4S店的车辆进行盘点，防止各 4S店之间库存车辆相互串货。电力资产管理：在某电网公司，采用超高频RFID标签对资产进行标识，使用RFID蓝牙读写笔及平板电脑对电力资产设备进行盘点，解决高压设备的远距离识别问题。行业应用电力：变电所、变压器、高压铁塔、线杆、高压线路、发电厂、电能表读数、安全用具巡检巡更石油：输油管道、天然气管道、油罐库区、油田油井设施巡检巡更铁路：路基、路轨、桥梁、水电、机车、库房、候车大厅、乘警巡逻巡检巡更电信：光缆、电话线路、电话亭、线杆、发射机站巡检巡更公安：巡警、交警、警车、岗哨、狱警巡逻巡检巡更军队：边防、岗哨、弹药库、军需库巡逻巡检巡更粮库：防火、防水、防虫、温度、湿度控制巡检巡更林业：森林防火、森警巡逻、动植物保护、防猎巡检巡更矿业：煤矿井下安全、井上设施、车辆、煤场巡检巡更医院：护士查房、人员考核、保安巡逻巡检巡更邮政：邮箱、库房、趟车的频次/时限管理巡检巡更

125kHzRFID读写器的硬件设计_

中国高新技术企业１２５ｋＨｚＲＦＩＤ读写器的硬件设计文／王萍曾宝国【摘要】射频识别（ＲＦＩＤ）是利用无线方式对电子数据载体（电子标签）进行识别的一种新兴技术。本文针对工作频率为１２５ｋＨｚ的电子标签ＡＴ８８ＦＲ２５６－１２，介绍了其识读系统的组成及读写终端的硬件设计。【关键词】ＲＦＩＤ读写器硬件设计射频识别技术（ＲＦＩＤ）是近年迅速发展起来的一项新技术，它利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现非接触式信息传递，达到自动识别目的。与接触式ＩＣ卡和条形码识别技术相比，射频识别技术最大的优势在于特别适合对数量大、分布区域广的信息进行智能化管理和高效快捷地运作，因此在物流、交通航运、自动收费、服务领域等方面有着广泛的应用前景。针对工作频率为１２５ｋＨｚ的电子标签ＡＴ８８ＦＲ２５６－１２，本文介绍了其识读系统的组成及读写终端的硬件设计。１读写器的系统组成本文所研究的ＲＦＩＤ系统为１２５ｋＨｚ近耦合射频识别系统，系统组成如图１所示。ＲＦＩＤ读写器硬件主要由三部分构成：接口电路、控制模块、射频模块及天线。控制中心或Ｉ／Ｏ设备通过接口电路与控制模块通信，向控制模块发送控制命令或接收来自控制模块的数据与操作报告。控制模块采用ＡＴＭＥＬ公司生产的ＡＴ８９Ｓ５２单片机，实现过程控制、数据处理以及通过接口电路完成与控制中心的数据通信或Ｉ／Ｏ设备的数据传输。射频模块用于实现数据调制、解调及收发信号，本系统采用ＲＦＩＤ专用无线基站芯片ＥＭ４０９５作为电子标签与识读终端之间的接口。电子标签采用Ａｔｍｅｌ公司的ＡＴ８８ＦＲ２５６－１２无源可读写标签，使用时可根据用户要求通过读写器将相关信息写入标签。当标签进入读写器的工作范围内时，标签被激活，读写器发送读数据给标签，标签根据接收到的读数据信号将存储单元中指定的数据通过天线发送至读写器，读写器再将处理后的数据通过接口电路送回控制中心；若需要修改标签的数据，可由读写器发送写数据信号给标签，标签收到数据后自动修改内存数据。图１ＲＦＩＤ识读系统的组成２读写器的硬件设计２．１电源电路设计ＥＭ４０９５和ＡＴ８９Ｓ５２的工作电压均为＋５Ｖ，可用２２０Ｖ市电经整流、滤波、稳压后输出稳定的＋５Ｖ的直流电为其供电。＋５Ｖ稳压器采用ＣＷ７８０５，其应用电路如图２所示。图中，滤波电容Ｃ１和Ｃ３的值为１０００μＦ，Ｃ２和Ｃ４为０．３３μＦ。发光二极管Ｄ的作用是显示读写器的电源是否接通，若接通则Ｄ灯亮，无接通则Ｄ灯灭。图２电源电路原理图２．２射频收发模块电路设计ＥＭ４０９５兼容多种传输协议（如ＥＭ４ＯＯＸ、ＥＭ４１５０等），工作频率１００ｋＨｚ￣１５０ｋＨｚ；不需外接晶振，利用内部锁相环ＰＬＬ就可得到与天线匹配的谐振频率；采用调幅同步解调技术，具有睡眠模式，与微控制器的接口简单。ＥＭ４０９５的内部结构如图３所示。接收模块由采样保持器、滤波器、比较器组成。ＤＭＯＤ－ＩＮ端输入的ＡＭ信号在ＶＣＯ输出信号的同步控制下被采样，采样输出信号由端脚ＣＤＥＣ外接的电容隔离直和带通滤波采样（消除输出中的载频成分、高频和低频噪声）后，经异步比较得到对应的数字信号。发送模块由锁相环ＰＬＬ、天线驱动器和调制器组成。其中ＰＬＬ由环路滤波器、相位比较器、压控制振荡器组成。天线感生的信号经耦合电容输入ＤＭＯＤ－ＩＮ端，该信号与天线驱动器的输入信号由相位比较器进行相位比较，形成与相位差对应的电压，作为压控振荡器的控制信号，最终实现对天线发射信号频率的锁定。图３射频芯片ＥＭ４０９５内部结构图ＥＭ４０９５的工作受输入信号ＳＨＤ和ＭＯＤ控制。ＭＯＤ＝０时，芯片工作于只读模式；ＭＯＤ＝１时，芯片工作于读／写模式。ＳＨＤ＝１时，为睡眠模式。芯片供电之后，ＳＨＤ应先为高电平，以初始化芯片，然后再接低电平，芯片即处于收发状态。天线感生到的ＡＭ信号中携带的数据经解调模块解调后由ＤＭＯＤ－０ＵＴ端输出。ＲＤＹ／ＣＬＫ端用于向微控制器提供芯片内部的状态以及与收发信号同步的参考时钟。ＳＨＤ＝１时，ＲＤＹ／ＣＬＫ端输出低电平；ＳＨＤ由高电平变为低电平后，经过约３５ｍｓ，ＲＤＹ／ＣＬＫ端输出同步时钟信号，该参考时钟信号的出现表示发射模块和接收模块已经启动。通过查询ＲＤＹ／ＣＬＫ端信号状态，微控制器即可确定从ＤＭＯＤ－ＯＵＴ端接收数据的时刻。由ＥＭ４０９５构成的射频收发模块电路如图４所示，ＬＡ、ＣＲＥＳ、ＣＤＶ１和ＣＤＶ２组成ＬＣ串联谐振天线，谐振频率为ｆ０＝１／［２π×（ＬＡ、Ｃ０）１／２］，其中Ｃ０＝ＣＲＥＳ＋ＣＤＶ１‖ＣＤＶ２。天线的工作电流与谐振电路Ｑ值有关，可在天线线圈ＬＡ上并联一个电阻调节Ｑ值。图４射频收发／控制模块电路设计２．３控制模块电路设计微控制器ＡＴ８９Ｓ５２负责启动ＥＭ４０９５并接收由ＥＭ４０９５解调的编码数据。ＥＭ４０９５的ＤＭＯＤ－ＯＵＴ端接Ｐ１．０，ＳＨＤ接Ｐ１．１，ＭＯＤ接Ｐ１．２，ＲＤＹ／ＣＬＫ端接Ｐ３．４，用作编解码的同步时钟。图５ＡＴ８９Ｓ５２与ＭＡＸ２３２Ａ电路连接图（下转８８页）科技论坛８５－－

超高频rfid读写器技术方案

RFID 如有帮助，欢迎下载支持健新科技JX-PU2902多功能RFID 读写笔配合智能手机、智能平板等各类型终端，实现智能识别功能和智能移动终端功能的完美结合，轻松实现各行业资产盘点、智能巡检、人员物资管理等移动互联网应用。手写笔设计：纳米超纤触控笔头，手写笔外形设计，可作为触控笔使用； RFID 空口协议：EPCglobal UHF Class 1 Gen 2、IS018000-6C ISO 18000-6B 操作简单：两个按键即可实现所有操作功能状态指示：设备状态通过两组 7色LED 灯显示，清晰明了蓝牙4.0 :内置蓝牙4.0模块，可与所有具备蓝牙功能的终端进行通信连接，所有具备蓝牙功能的智能终端均可作为采集终端内置锂电池：内置350mAh fi 电池，支持USB 充电一、技术指标二、健新RFID 读写笔产品优点三、基于RFID 读写笔的系统应用四、应用系统的优点：五、典型应用：在某品牌空调外壳中嵌入超高频 RFID 标签，售后维修通过扫描空调 RFID 标签获得准确的产品信息，防止售后维修点虚假维修报账。 4S 店车辆库存盘点：在一个区域的某类汽车品牌 4S 店管理中，采用超高频 RFID 标签对车辆进行定位，采用 RFID 蓝牙读写笔对各 4S 店的车辆进行盘点，防止各 4S 店之间库存车辆相互串货。电力资产管理：在某电网公司，采用超高频RFID 标签对资产进行标识，使用 RFID 蓝牙读写笔及平板电脑对电力资产设备进行盘点，解决高压设备的远距离识别问题。行业应用电力：变电所、变压器、高压铁塔、线杆、高压线路、发电厂、电能表读数、安全用具巡检巡更石油：输油管道、天然气管道、油罐库区、油田油井设施巡检巡更铁路：路基、路轨、桥梁、水电、机车、库房、候车大厅、乘警巡逻巡检巡更电信：光缆、电话线路、电话亭、线杆、发射机站巡检巡更公安：巡警、交警、警车、岗哨、狱警巡逻巡检巡更军队：边防、岗哨、弹药库、军需库巡逻巡检巡更粮库：防火、防水、防虫、温度、湿度控制巡检巡更林业：森林防火、森警巡逻、动植物保护、防猎巡检巡更矿业：煤矿井下安全、井上设施、车辆、煤场巡检巡更医院：护士查房、人员考核、保安巡逻巡检巡更邮政：邮箱、库房、趟车的频次/时限管理巡检巡更

RFID技术应用与七大特点

R F I D技术应用与七大特点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

RFID技术应用与七大特点 RFID在近两年已经成为了市场的热点，随着微型集成电路的进步，微型智能RFID标签得到了很大发展，在低功耗IC技术方面的突破，为发展小型、低功耗主动式标签创造了条件。被动式标签无需电池，由读写器产生的磁场中获得工作所需的能量，但读取距离较近，且单向通信，局限性较大，RFID主动式电子标签不但具备被动式电子标签的所有特性，而且还具读取距离更远，双向通讯，寿命更长，性能更可靠等优点。什么是RFID？ RFID 是Radio Frequency Identification的缩写，即无线射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码，等等。 RFID系统组成：标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，俗称电子标签或智能标签；读取器/读写器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线（Antenna）：在RFID标签和读取器间传递射频信号。一套完整的系统还需具备：数据传输和处理系统。

RFID电子标签：有源标签，无源标签，半有源半无源标签。 RFID工作原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 RFID技术：RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。 RFID技术的应用：短距离射频识别产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频识别产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。 1、在零售业中，条形码技术的运用使得数以万计的商品种类、价格、产地、批次、货架、库存、销售等各环节被管理得井然有序；

进步RFID读写器的读取效果的解决办法

、管路敷设技术，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接、电气课件中调试下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进、电气设备调试高中资料试卷技术卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试

通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大

对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用电力保护装置

可以看出，在零中频接收模拟输出除了所需要的标签回传数据外，数据帧同步头还混杂了直流偏移干扰以及高频噪声．由于距离较远，有用信号的p-p 值仅有110，波形畸变严重，信噪比较差。经过CIC 及带通滤波，可以得到图4所示的曲线，此时滤波器去除了混杂的噪声，波形变得比较圆滑整齐，能够较容易的分辨出数据帧的同步头和数据位．图中同时显示了过零检测的解码曲线(位于图形下方，方波上边标注的是过零检测的0和1及其样本点数量；下方标注解码结果。2B4 ：0，表示第2字节的第4位解码为0)，该算法在横轴坐标240左边出现了解码判决错误(1B5：1，码元0被判决为1)，表明处理畸变干扰能力有限。图4 直接过零检测解码的效果同时采用直流偏移校正和相干检测方法对同一个数据进行处理，得到的曲线及效果参见图5。解码结果波形显示算法改善了同步头的解码效果。同时，横轴坐标240左边被正确的解码(1B5：0)，证明了该算法在远距离标签返回信号幅度比较小或者标签信号中值波动的情况下，仍然可以正确获得EPC 数据。图5 直流偏移校正及相干检测解码的效果 5 结论本文通过分析零中频架构超高频RFID 读写器数字接收机设计中的性能瓶颈，明确了影响接收性能的噪声干扰、直流偏移及解码问题的成因及解决思路．从基带数字信号处理角度，在过采样滤波处理基础上，给出直流偏移校正和相关解码等解决办法．经过测试验证、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

MHz RFID读写器设计与制作

RFID技术及应用实训报告题目: RFID读写器设计与制作班级: 学号: 姓名: 指导教师: 二〇一五年七月一日

目录第1章RFID读写器的设计与制作..................... 错误!未定义书签。读写器组成与分析.............................. 错误!未定义书签。读写器原理图与PCB设计........................ 错误!未定义书签。读写器原理图............................... 错误!未定义书签。读写器PCB设计............................. 错误!未定义书签。读写器装配与功能测试.......................... 错误!未定义书签。装配....................................... 错误!未定义书签。功能调试................................... 错误!未定义书签。第2章RFID上位机软件开发与调试................... 错误!未定义书签。数据访问层设计与实现.......................... 错误!未定义书签。数据访问层设计............................. 错误!未定义书签。实现过程及代码分析......................... 错误!未定义书签。窗体表示层设计与实现.......................... 错误!未定义书签。设计与实现................................. 错误!未定义书签。总结.............................................. 错误!未定义书签。

基于FPGA的超高频RFID读写器设计

基于FPGA的超高频RFID读写器设计 [日期：2008-10-9 17:48:00] 作者：未知来源：射频识别技术(RFID)是利用射频方式进行远距离通信以达到物品识别目的，可用来追踪和管理几乎所有物理对象在工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、防伪等众多领域，甚至军事用途都具有广泛的应用前景，并且引起了广泛的关注 1 引言 RFID系统一般包括读写器和电子标签(或称应答器)2个部分RFID电子标签(Tag)由芯片与天线(Antenna)组成，每个标签具有惟一的电子编码标签附在物体上以标识目标对象RFID读写器(Reader)的主要任务是控制射频模块向标签发射读写信号，并接收标签的应答对标签信息进行解码，并将信息传输到主机以供处理根据应用的不同，阅读器可以是手持式或固定式本文重点介绍的就是读写器的开发 EPC规范已经颁布第一代规范规范把标签细分为Class 0，Class 1，Class 2三种其中Class 0和Class 1标签都是一次写入多次读取标签，Class 0标签只能由厂商写入信息，用户无法修改，因而又称为只读标签，主要用于供应链管理)Class 1则提供了更多的灵活性，信息可由用户写入一次Class 0和Class 1标签采用不同的空中接口标准进行通信，因此两类标签不能互操作Class 2标签具备多次写入能力，并增加了部分存储空间用于存储用户的附加数据Class 2标签允许加入安全与访问控制、感知网络和Ad Hoc网络等功能支持目前EPCglobal正在制定第二代标签标准，即UHF Class l Generation 2(C1G2)C1G2具有随时更新标签内容的能力，保证标签始终保存最新信息EPC规范 l_0版本包括EPC Tag数据规范、Class 0(900 MHz)标签规范、C1ass 1(13．56 MHz)标签接口规范、Class l(860～930 MHz)标签射频与逻辑通讯接口规范、物理标识语言(PhysicalMarkup Language，PML) 本文重点介绍EPC Class 1读写器系统设计、数字部分设计及FPGA在数字实现上的应用由于U 频段RFID技术的应用还处在早期的发展阶段，符合EPCClass 1协议的读写器在国内还没有相关产品面世本文对相关开发有一定的参考价值 2 EPC Class lb系统设计一个完整的RFID系统包括：读写器、天线、标签和PC机读写器完成对标签(Tag)的读写操作通过RS 232或RS 485总线完成PC机的命令接收和EPC卡号的上传图l是读写器的系统组成框图读写器组成包括与PC机的串口通信部分、单片机和FPGA组成的数字部分、射频部分RF单元实现和标签的通信，数字部分完成对射频部分的控制、回波命令解析PC机接收卡号实现上位机的控制下面对

RFID技术与应用试题库含答案汇总

《RFID技术与应用》试题库（含答案）一、填空题（共7题，每题2分，共14分）【13选7】 1．自动识别技术是一个涵盖【射频识别】、【条码识别技术】、【光学字符识别（OCR）】技术、磁卡识别技术、接触IC卡识别技术、语音识别技术和生物特征识别技术等，集计算机、光、机电、微电子、通信与网络技术为一体的高技术专业领域。 2．自动识别系统是应用一定的识别装置，通过与被识别物之间的【耦合】，自动地获取被识别物的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的数据采集系统，加载了信息的载体（标签）与对应的识别设备及其相关计算机软硬件的有机组合便形成了自动识别系统。3．条码识别是一种基于条空组合的二进制光电识别，被广泛应用于各个领域，尤其是【供应链管理之零售】系统，如大众熟悉的商品条码。 4．RFID技术是20世纪90年代开始兴起的一项自动识别技术，即利用【射频】信号通过空间【耦合】（交变磁场或电磁场）实现【无】接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 5．国际标准（国际物品编码协会GS1），射频识别标签数据规范1.4版（英文版），也简称【EPC】规范。 6．射频识别标签数据规范给出包括【“标头”】和【“数字字段”】的标签通用数据结构，所有的RFID标签都应该具有这种数据结构。 7．ISO14443中将标签称为邻近卡，英语简称是【PICC】，将读写器称为邻近耦合设备，英文简称是【PCD】。 8．ISO15693与ISO14443的工作频率都是【13.56】Mhz。 9．ISO15693标准规定标签具有【8】字节的唯一序列号（UID）。 10．对于物联网，网关就是工作在【网络】层的网络互联设备，通常采用嵌入式微控制器来实现网络协议和路由处理。 11．控制系统和应用软件之间的数据交换主要通过读写器的接口来完成。一般读写器的I/O接口形式主要有【RS-232串行接口】、【RS-485串行接口】、【以太网接口】、【USB接口】。 12．电子标签按照天线的类型不同可以划分为【线圈型】、【微带贴片型】、【偶极子型】。13．125KHz RFID系统采用【电感耦合】方式工作，由于应答器成本低、非金属材料和水对该频率的射频具有较低的吸收率，所以125KHz RFID系统在【动物识别】、工业和民用水表等领域获得广泛应用。二、判断题（叙述完全正确请在题前括号内填入“对”字或打上“√”符号，否则填入“错”字或打上“╳”符号）（共20题，每题1分，共20分）【30选20】 1．【对】自动识别技术是物联网的“触角”。 2．【对】条码与RFID可以优势互补。 3．【错】IC卡识别、生物特征识别无须直接面对被识别标签。 4．【错】条码识别可读可写。 5．【对】条码识别是一次性使用的。 6．【错】生物识别成本较低。 7．【对】RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签。 8．【错】长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几百米，如自动收费或识别车辆身份等。【对】只读标签容量小，可以用做标识标签。．9．

基于单片机的RFID读写器设计

基于单片机的RFID读写器设计摘要射频识别（Radiofrequency identification ，RFID）,又称电子标签（E-Tag），是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。随着技术的进步，RFID应用领域日益扩大，现已涉及到人们日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。因此，研究、设计和开发RFID系统具有十分重要的理论意义和实际意义。论文系统地论述了射频识别系统和读卡器的理论分析，研究了射频识别系统中的许多关键技术，并提出了射频识别读卡器的设计方案。本文首先分析了射频识别技术的基本原理、研究方向和应用情况。在充分研究了射频卡的基本原理、技术特点、国际相关标准后，进而提出了基于STC11F32单片机的射频读卡器系统设计的方法。设计采用MFRC522射频读写模块在STC11F32单片机的控制下实现对Mifare卡的读写访问操作。硬件部分设计主要包括单片机控制电路设计，射频模块设计，天线电路设计，串行通信电路设计，声音提示及显示电路设计等，其中详细讨论了读卡器的软件设计方法。软件设计包括单片机处理程序，射频基站芯片RC522的基本操作、Mifare卡操作程序设计、声音提示及显示部分程序等。论文中系统地讨论了软件实现读卡器与Mifare卡之间通信所要求的请求应答、防冲撞、选卡片、认证、读写等功能模块的实现原理。关键词：射频识别，读卡器，IC卡，STC11F32，MFRC522

Abstract Radio frequency identification (radio frequency identification, RFID), also known as electronic tags (e-Tag), is an RF signal automatic target recognition and access to relevant information technology. With the advances in technology, RFID applications widening, has been involved in all aspects of people's daily lives, and will become a basic technology of the future information society. Therefore, research, design and development of RFID systems has important theoretical and practical significance. Discusses the theoretical analysis of radio frequency identification system and card reader to the paper system, many of the key technology of radio frequency identification system, and the design of radio frequency identification reader. This paper firstly analyzes the basic principle of radio frequency identification technology, the research direction and application. In the full study of RF Card basic principle, technical characteristics, relevant international standards, and then put forward based on STC11F32 single chip RF card reader system design method. The design adopts MFRC522radio frequency read write module in STC11F32under the control of a single-chip microcomputer to realize Mifare card read and write access operations. The hardware part of the design including the MCU control circuit design, design of the RF module, Antenna circuit design, circuit design of the serial communication, voice prompts and display circuit design, including detailed discussion of the reader software design methods. Software design, including the microcontroller handler, the basic operation of the RF base station chip RC522, Mifare card operating procedures, voice prompts and display part of the program. The paper discussed the request response communication between the software implementation of the reader with Mifare card required, anti-collision, election card, certification, read and write function module principle.

基于单片机的RFID读写器设计毕业设计

摘要射频识别（Radiofrequency identification ，RFID）,又称电子标签（E-Tag），是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。随着技术的进步，RFID应用领域日益扩大，现已涉及到人们日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。因此，研究、设计和开发RFID系统具有十分重要的理论意义和实际意义。论文系统地论述了射频识别系统和读卡器的理论分析，研究了射频识别系统中的许多关键技术，并提出了射频识别读卡器的设计方案。本文首先分析了射频识别技术的基本原理、研究方向和应用情况。在充分研究了射频卡的基本原理、技术特点、国际相关标准后，进而提出了基于STC11F32单片机的射频读卡器系统设计的方法。设计采用MFRC522射频读写模块在STC11F32单片机的控制下实现对Mifare卡的读写访问操作。硬件部分设计主要包括单片机控制电路设计，射频模块设计，天线电路设计，串行通信电路设计，声音提示及显示电路设计等，其中详细讨论了读卡器的软件设计方法。软件设计包括单片机处理程序，射频基站芯片RC522的基本操作、Mifare卡操作程序设计、声音提示及显示部分程序等。论文中系统地讨论了软件实现读卡器与Mifare卡之间通信所要求的请求应答、防冲撞、选卡片、认证、读写等功能模块的实现原理。关键词：射频识别，读卡器，IC卡，STC11F32，MFRC522

射频IC卡读写器简析

一、简介射频IC卡读写器，属于读写IC卡的RFID射频技术机具设备，根据卡片类型的不同，分为接触式、非接触式、双界面读卡器。接触式IC卡读写器基本遵循ISO7816协议的国际标准，非接触式的则遵循ISO14443或者15693协议接口标准。读写器一般通过通讯线连接接到电脑，通讯方式以USB接口为主(分有驱和无驱)，RS232和RS485接口的读卡器，仍然具有一定的用户数量。二、技术参数举例型号：LTXHFUSB-02 工作频率：13.56MHz; IC卡读写器支持协议：ISO14443A; 通讯接口：USB接口，操作简单，可以当作串口操作; 读卡距离：小于10cm; 支持卡类型：mafare 1 S20,mafare 1 S50, mafare 1 S70，ISO14443 TypeA等; 工作电压：直流5V(USB直接取电); 工作电流：<100mA; 工作模式：用户可自己设置成主动读卡模式和被动读卡模式; 功能：支持读卡号ID，读写卡，扇区加密，增值减值(钱包)等; 工作温度：-30℃-80 ℃; 外观尺寸：143×110×28mm; 串口波特率：可选，默认9600Bit/S; 操作系统：Windows 98、2000、2003、XP、Windows 7/8、Linux、Andriod等; 显示：双色LED; 蜂鸣器：内置。三、使用说明 1、通讯接口要满足项目的需求; 2、读卡器设备的频率，要满足项目使用的频率规范; 3、了解读距和防碰撞指标，读距指标要明确什么天线和标签下测试的;防碰撞要明确什么标签在什么排列方式下多长时间内全部读完;

4、模拟情况下连续测试设备的稳定性，确保能长时间的稳定工作; 5、了解读卡器的最大发射功率和配套选型的天线，是否辐射超标; 6、看读卡器具备的天线端口数量，根据应用是否需要多接口的读写器; 7、一个RFID应用系统除了和读写器有关外，还和标签、天线、被贴标物品材质、被贴标物品运动速度、周围环境等相关，在确定设备前最好能模拟现场情况进行测试和验证，确保产品真是能满足应用需求。四、读卡距离影响射频IC卡读写器读卡距离的因素较多，因采用不同的协议，不同的天线设计、周围的环境(主要是金属物)和不同的卡片等，都会影响到实际的读卡距离。如果读卡器读卡距离过长，会造成读卡不稳定或失败。同时过近的两个读卡器也会互相干扰，读卡器之间的距离保持在25cm以上。读卡的方式，建议用卡片正对着读卡器自然靠近，用卡片从侧面快速划过的读卡方法不可取，不保证刷卡成功。五、实物图举例