基于IntelR1000的超高频RFID读写器设计
基于Intel R1000的超高频RFID 读写器设计
黄志敏,李 鹏,高 远,沈少武,徐斌富
(武汉大学物理科学与技术学院 湖北武汉 430072)
摘 要:设计并提出一种超高频射频识别系统读写器设计的新方案。该读写器采用Intel R1000收发器芯片、W78E365微控器,符合ISO 1800026C 和EPC global G en 2标准,工作频率为860～960M Hz ,读写距离在2～10m 之间。同时给出读写器硬件系统的组成和软件工作流程,并针对同时读取多张卡的情况进行分析,实现了防冲突算法。该读写器支持SSB 2
ASK 和DSB 2ASK 双重调制方式,可根据需要改变使用天线的单、双模式。
关键词:ISO 1800026C ;EPC global Gen 2;射频识别;R1000
中图分类号:TP368.1 文献标识码:B 文章编号:10042373X (2009)062057204
Design of R eader 2Writer B ased on Intel R 1000in UHF RFID
HUAN G Zhimin ,L I Peng ,GAO Yuan ,SH EN Shaowu ,XU Binf u
(College of Physics Science and Technology ,Wuhan University ,Wuhan ,430072,China )
Abstract :The design proposed in a new plan of the reader 2writer in U HF RFID system.This reader 2writer uses Intel R1000transceiver chip ,and W78E365micro controller chip ,which conforms to ISO 1800026C and EPC global G en 2standards.The operating frequency is 860～960MHz ,reader 2writer distance is between 2～10m.Then to provide the hardware configuration and the software flow of the system.Finally to analyze the situation when multiple cards are to be read ,design and realize practical anti 2collision arith 2metic in the system.The reader 2writer supports SS B 2ASK and DS B 2ASK double modulation ,according to the actual situation to change the mode of single and dual antenna.
K eywords :ISO 1800026C ;EPC global Gen 2;RFID ;R1000
收稿日期:2008208213
0 引 言
RFID 技术是一种非接触的自动识别技术,通过无线
射频的方式进行非接触双向数据通信,对目标加以识别并获取相关数据。RFID 系统通常主要由电子标签、读写器、天线3部分组成[1]。读写器对电子标签进行操作,并将所获得的电子标签信息反馈给PC 机。射频识别技术以其独特的优势,逐渐被广泛应用于生产、物流、交通运输、防伪、跟踪及军事等方面。按工作频段不同,RFID 系统可以分为低频、高频、超高频和微波等几类。目前,大多数RFID 系统为低频和高频系统,但超高频频段的RFID 系统具有操作距离远,通信速度快,成本低,尺寸小等优点,更适合未来物流、供应链领域的应用。尽管目前,RFID 超高频技术的发展已比较成熟,也已经有了一些标准,标签的价格也有所下降;但RFID 超高频读写器却有变得更大,更复杂和更昂贵的趋势,其消耗能量将更多,制造元件达数百个之多。然而,这里的设计采用高度集成的R1000,可以解决上述问题,既可降低芯片设计中的复杂性和生产成本,又能使制造商制造出体积更小,更有创新性的读写器,从而开拓新的RFID 应用领域。
1 读写器硬件结构设计
该设计选用W78E465作为主控模块,Intel R1000[2]收发器作为射频模块。该设计可以作为手持终端,并用RS 232串行通信模块和电平转换接口MA X232与上位机相连。系统硬件原理见图1
。
图1 U HF RFID 硬件系统框图
1.1 主控模块
W78E365是具有带ISP 功能的FL ASH EPROM
的低功耗8位微控制器,可用于固件升级。它的指令集与标准8052指令集完全兼容。W78E365包含64K B 的主ROM ,4K B 的辅助FLASH EPROM ,256B 片内RAM ;4个8位双向、可位寻址的I/O 口;一个附加的4位I/O 口P4;3个16位定时/计数器及1个串行口。这些外围设备都由有9个中断源和4级中断能力的中断系统支持。为了方便用户进行编程和验证,
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W78E365内含的ROM 允许电编程和电读写。一旦代
码确定后,用户就可以对代码进行保护。
W78E365内部ROM 仅64K B ,内存太小,故采用A T29C256作为外扩ROM 。线路连接见图2
。
图2 ROM 扩展连接示意图
1.2 收发模块
射频模块采用Intel R1000收发器。R1000内包含
了一个能源扩大器,使得它可以在近距离或者2m 内对标签进行编码和阅读,而具体距离由读写器所使用的
天线决定。有了额外的外部能源扩大器,使用R1000读写器的读写范围可以达到10m 。R1000必须与单独的微处理器连接,这个微处理器可以把由R1000数字信息处理器产生的原始数据转换成EPC 或者180002
6c [3]格式的代码,其工作频率为860～960M Hz ,共有56个引脚,采用0.18μm Si Ge BiCMOS 先进工艺,体积仅为8mm ×
8mm ,功耗只有1.5W 左右,具有很高的
集成度。
R1000与W78E365的连接见图3。射频信号经天线进入电桥,输出信号被分为两路,一路信号经过带通滤波器和不平衡到平衡的转换进入R1000的射频输入口。另一路信号经不平衡到平衡的转换进入R1000的本振输入口。这两路信号在R1000内部经过解调和模/数转换等一系列操作后,将所得的数字信息送给W78E365。W78E365对收到的信号
经解码和校验,将所得信息送往上位机,并将其对R1000的命令编码和加密后发送给R1000。这些命令在R1000内部经过调制和
PA ,再经过平衡到不平衡的转换和滤波,由天线发射出去。数字模块中的时钟驱动来自于外部TCXO 产生的
24M Hz 参考频率。系统中通过∑2
ΔDACS 的信号频率为24M Hz ;通过∑2
ΔADCS 的信号频率为48M Hz
。图3 主控模块与射频模块连接图示
嵌入式技术黄志敏等:基于Intel R1000的超高频RFID 读写器设计
R1000内部集成了接收器和发射器。实质上,接收器是一个零中频接收机。下变频后,直流的大部分被复位,由交流耦合电容器滤除。模拟中频滤波器提供粗略的频道选择。它具有可编程带宽满足大范围的数字通过率。该滤波器可以配置成两个实际的低通滤波器,也可以配置成复杂的单相带通滤波器。经滤波后,I,Q信号被数/模转换器转换成数字信号。滤波器中自动中频增益的升高会降低模/数转换器的动态范围。
R1000中,发射器支持同相正交矢量调制[4]和极化调制[5]。前者,用于SSB2AS K调制和反相幅移键控调制;后者,用于DSB2AS K。在这两种调制方式下,数字模块产生的信号,经过∑2Δ数/模转换器和重建滤波器转换成模拟信号。
在SSB2ASK调制方式下,基带编码信号经希尔伯特滤波器产生复合的同相信号I和正交信号Q,经∑2Δ数/模转换器将I,Q数字信号转换成模拟信号,进入模拟模块,该模拟信号经天线发射出去。在PR2 ASK调制方式下,用混频器将信号反相弥补AM部分的时延,反相时延控制有一个可编程时延,使极化调制的相位与幅度之间的时间错误趋于最小值。在DSB2ASK调制方式下,基带编码和脉冲信号同样也经过希尔伯特滤波器产生一个复合的I,Q信号。所不同的是脉冲成型信号预先进行了扭曲,这样可以补偿调幅传递函数中的非线性。这个经过预先扭曲的调幅控制信号经过∑2Δ数/模转换器转换成模拟信号,最后通过天线发射出去。
基于功率要求和调制方式的不同,R1000有全功率非线性,低功率非线性和线性3种发射模式。在DSB2 AS K调制模式下,R1000采用全功率非线性发射模式。为了发射R1000允许的天线上最大发射功率值为+30dBm,需在R1000外部接1个PA。采用Class2C 极化调制能够提高系统的功率效率。在这种发射方式下,只有在DSB2AS K调制方式才有效。低功率非线性发射模式与全功率非线性发射模式相似,只是外部不再需要PA。相反,只使用内部较低的输出功率,在这种发射方式下只有DSB2AS K调制方式有效。在线性发射模式下,R1000的PA2out信号与外部线性PA相连,这是因为SSB2AS K调制方式要求1个线性的PA。需要指出的是在R1000外部接1个PA时,会增加系统的复杂度,但同时放大了传输信号的功率,使信号传输距离更远,提高了读写器的读写距离。
1.3 天线
对Intel R1000超高频收发器,基于不同的天线子系统,天线有两种配置情况。第一种情况是单天线模式。在这种情况下,用一个回路来隔离发射路径和接收路径,每根天线都具备接收器和发射器的功能。第二种情况是双天线模式。同样用分离的天线将接收器和发射器连接起来,通常情况下,两根独立的天线由一个开关控制,每根天线仅具备接收器功能或发射器功能。
对单天线模式,因天线的反射系数并不理想,所以接收增益不能太大,会有饱和的问题。以R1000的高接收灵敏度,可以搭配-10dB左右的Coupler,视整体线路的隔离而定;对于双天线模式,天线的收发隔离比较理想,接收路径可以使用高增益。
该设计采用双天线模式,用矩形微带天线[6]和同轴电缆构成读写器的天线。该微带天线的基板材料采用介电常数比较高的陶瓷基片,厚0.635mm。天线宽为70.5mm,长为52.689mm,微带线宽度为0.598mm,馈电点选取在天线宽边中心。经过ADS仿真,该天线中心频率为915M Hz。为减小天线反射系数,达到较理想的匹配,对天线串联一根长度为18.471mm,阻值为50Ω的传输线,然后再并联一根长度为24.678mm,阻值为50Ω的传输线。经ADS仿真优化得知,在中心频率915M Hz处,天线最大辐射方向上的方向性系数为3.535;效率为40.087%;增益为1.417。
2 系统软件设计
2.1 主程序
若系统在PC机的监控下工作,则系统与PC机之间是主从通信模式。系统收到PC机的命令便进入初始化状态,按照主控程序进行相应的工作。处理完毕后,将所得信息送往PC机。主程序流程见图4
。
图4 主程序框图
2.2 软件设计
该设计采用曼彻斯特编码[7]方式,用2位二进制数来表示一位二进制数据信息。编码波形的上升沿用01来表示,对应数据信息0;下降沿用10来表示,对应数据信息1。首先,对W78E365进行初始化,使计数器T0工作在16位定时器工作模式下;T1工作在计时器工作模式下,对T0,T1赋初值,使:
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TL0/1=(最大计时次数-要计数次数)%256T H0/1=(最大计时次数-要计数次数)/256
然后,设同步脉冲定时值为一位半码宽,将有效数据编码采用半位码宽定时。接着启动定时器T 0,检测同步沿的到来。若检测不到同步沿的到来,则继续检测;若检测到同步沿的到来,则开始读端口状态,并启动计时器T 1。当检测到下一跳变沿到来时,使计数器数目加1,且将对应端口数字1编码为10,对应端口数字0编码为01。之后进入下一轮循环,直至计数器数目达到
码长为止。按照上面操作就可以实现对数据的编码。同理,在进行解码时只要按照相反的逆操作进行即可。
多字节CRC 校验[8]的方法一般是移位法。这种方法执行起来速度较慢,但是其需要的空间小;另一种方法是查表法,即预先把多字节可能产生的余式计算出来组成一个余式表,直接查表而不进行二进制的除法。这是一种快速的方法,但是需要很大的空间。用标准CRC 216进行校验,则需要至少1～2K B ,对于MCU 来说是很不利的,故选择前者。
该设计采用流密码加密算法[9],将明文M 分割成字符串和比特串M =m 0,m 1,…,m j ,…,并逐位加密:E K (m )=Ek 0(m 0),Ek 1(m 1),…,Ek j (m j ),…,其中密钥流是K =k 0,k 1,…,k j ,…。对明文加密就是将K 和M 对应的分量分别进行模2相加,得到密文序列C 。在
接收端,合法的接收者将密文序列C 与上述密钥序列
进行简单的模2相加,将原来的明文恢复出来。序列密码使用一个比特流发生器,以产生随机二进制数字流,称为密码比特流。密码比特流直接作为密钥使用,而且其长度与明文报文的长度相等。考虑到比特流发生器不是真正随机的实际情况,流密钥生成器用线性反馈移位寄存器构造。2.3 防碰撞程序
该设计采用非基于位碰撞的二进制算法[10]来实现防碰撞。防碰撞[11]流程如图5所示
。
图5 防碰撞流程
具体流程如下:(1)发送Request 命令给应答器;
(2)发送Group 2select 命令和Ungroup 2select 命令给
所有应答器,使所有或部分应答器参与冲突判断过程:
①若有冲突,读写器发送Fail 命令给选定应答器,直到没有冲突;
②若没有冲突,读写器发送Select 命令给应答器,选定该应答器。
(3)发送Data 2Read 命令给选定的应答器:①若正确接到应答器反馈的信息,读写器发送Success 命令给选定应答器;
②若未正确接收到应答器反馈的信息,发送一定次数Resend 命令给选定应答器。超过该次数则认为有冲突,进入步骤(2)的①。
(3)当读写器读写信息成功后,读写器对选定应答器发送Unselect 命令,使应答器进入完全非激活的状态,不再应答读写器发送的命令。
为了重新活化应答器,必须暂时离开读写器的作用范围,以实行复位。通过以上程序就可以实现系统的防冲突功能。3 结 语
设计在Modelsim 6.1中进行功能和时序仿真,并通过Altera Quart us Ⅱ6.0的St ratix EP1S10F484C5器件综合。结果表明,该算法使用的寄存器为347,比基于位碰撞的算法使用的寄存器数少得多,节省了硬件资源。最大读写标签数为3595,读写速度可达每秒1000个标签,防碰撞算法效率接近50%,比传统算法具有更高的TDMA 信号利用率及平均识别效率。支持SSB 2AS K 和DSB 2AS K 双重调制方式,具备单、双天线模式,体积小,集成度高,可作为手持终端,且能够在各种环境下即插即用。
参 考 文 献
[1][德]芬肯才勒.射频识别技术[M ].吴晓峰,陈大才,译.北
京:电子工业出版社,2005.
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[4]郝建华,江修富,许斌.正交调制解调算法在软件无线电中
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(下转第64页)
嵌入式技术黄志敏等:基于Intel R1000的超高频RFID 读写器设计
(5)其他设置
ldr r2, =MDCN F G_VAL
orr r2, r2, #MDCN F G_DWID0;16Bit
设置SDRAM所使用的类型:
ldr r4,=KERN EL_SRAM_BASE
ldr r5,=KERN EL_DRAM_BASE
ldr r6,=KERN EL_MAX_SIZE
设置操作系统的入口点,这里用到的虚拟地址需要与系统中建立的映射表相对应。
3.2 BSP内代码的实现
Windows CE系统启动中,对SDRAM的操作分为两个部分:首先对SDRAM的物理空间进行分配;其次将SDRAM所对应的物理地址转换为虚拟地址。
3.2.1 地址的分配
地址的分配和系统加载的顺序有着密切的关系。首先要在内存中开辟一段空间用来存放启动代码BootLoader,它被存放在SDRAM的第一个区域空间内。当发生外部复位中断时系统会从这里重新开始运行。其次分配操作系统内核空间,它被存放在SDRAM 的第二个区域,以便使BootLoader能够顺利加载操作系统内核。分配地址空间根据所建立系统内核来确定。剩余的内存空间用来存放系统下的应用程序。
3.2.2 地址的映射
在操作系统中,需要把SDRAM的空间连续起来并作为首地址,不仅方便内存管理,而且当应用程序申请大块内存时,操作系统内核也可方便的分配。这就引入了将不连续的物理地址空间映射为连续的虚拟地址空间。PXA255的SDRAM起始物理地址0xA0000000,可将其映射为0x80000000,这里0x80000000将作为系统虚拟空间的起始地址,当有IRQ中断发生时,系统PC指针会重新指向这个地址。需要注意的是这里分配的虚拟地址要与启动代码中BootLoader中所使用的虚拟地址对应起来。
EBoot 80000000 800B8000Boot
N K 800B8000 02000000RAMIMA GE
RAM 820B8000 1C000000RAM
3.2.3 软件的移植
针对于PXA27x系列的高端处理器,微软在Plat2 Build5.0中给出了相对应的内核代码虽然在内核代码的架构上有了很大的变化,但对于扩展SDRAM的思想并没有改变,首先在BootLoader中初始化所使用的SDRAM,其次在BSP内建立地址映射表。
4 结 语
介绍了在嵌入式Windows CE系统平台上,使用大容量SDRAM作为动态存储设备的方案。详细介绍了SDRAM硬件连接方案以及软件接口的实现。该方案已经在工程设计中投入使用,其可以在同类的嵌入式高端产品中推广使用。
参 考 文 献
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[2]Intel Corporation.PXA270Processor Developer′s Manual
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[4]Johan De Gelas.Ace′s Guide to Memory Technology[EB/
OL].johan@https://www.360docs.net/doc/6f2104622.html,.
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[8]陈向群,王雷,马洪兵,等.Windows CE.N ET系统分析及实
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作者简介 龚小林 男,1983年出生,汉族,四川安岳人,硕士研究生。主要研究领域为现代通信技术。(上接第60页)
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[11]Garfinkel,Simson.RFID:Application,Security and Privacy
[M].Addison2Wesley Professional,2006.
作者简介 黄志敏 1983年出生,河南新郑人,硕士研究生。主要研究方向为射频识别技术。
嵌入式技术龚小林等:大容量SDRAM在Windows CE系统中的应用设计
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
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
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。
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
超高频射频识别系统读写器设计
第28卷 第3期2005年9月 电 子 器 件 Chinese Journal of Electro n Devices Vo l.28No.3 Sep.2005 Design of UHF RFID Interrogator ZH A NG X iao-p eng1,2,ZH U Yun-long1,L UO H ai-bo1 1.S heny ang Institute o f Au tomation,Chinese A cad emy o f S ciences,S henyang110016,China; 2.G radu ate S chool of the Chine se A cad emy o f S ciences,B eij ing100039,China Abstract:UH F RFID system is becom ing more w idespread due to its advantag e,such as fast read-w rite speed,large m em ory,long recog nition distance and simultaneous read-w rite multi-tag.This paper intro-duces the characteristic and structure and principle and r ead-wr ite method of an UHF RFID tag accorded w ith ISO18000-6Standard,and presents the solution of its interr ogator,ex patiates hardw are design of in-terro gator and flow of softw are prog ram.Its has m er its of fast read-w rite speed(single tag64bit/6ms) and hig h reco gnition rate,and long recog nition distance(≥4m)prove out as a result of practical applica-tio n. Keywords:RFID;tag;interrog ato r;UHF EEACC:7210 超高频射频识别系统读写器设计 张晓鹏1,2,朱云龙1,罗海波1 (1.中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳110016;2.中国科学院研究生院,北京100039) 摘 要: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,已经在物流等领域得到越来越广泛的应用。介绍了符合I SO18000-6标准的超高频R FID电子标签主要特点、结构、工作原理及读写方法,提出了相应读写器的解决方案,重点阐述了读写器的硬件设计及软件程序流程。实际应用结果表明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)。 关键词:射频识别;标签;读写器;超高频 中图分类号:TM931 文献标识码:A 文章编号:1005-9490(2005)03-0542-04 射频识别(RFID,Radio Frequency Identifica-tio n)技术是一种新兴的自动识别技术。它是利用无线射频方式进行非接触双向数据通信,以达到目标识别并交换数据的目的。可用来跟踪和管理几乎所有的物理对象,在工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、防伪及军事等众多领域都有广泛的应用前景。按照工作频段的不同,RFID系统还可以分为低频(135kHz以下)、高频(13.56M Hz)、超高频(860～960MHz)和微波(2.4GHz以上)等几类[1～2]。目前大多数RFID系统为低频和高频系统,但超高频(U HF)频段的RFID系统具有操作距离远、通讯速度快、成本低、尺寸小等优点,更适合未来物流、供应链领域的应用,也为实现“物联网”提供了可能。因此超高频RFID系统的发展是当前RFID系统 收稿日期:2005-01-30 基金项目:中科院先进制造基地创新项目(F040210) 作者简介:张晓鹏(1979-),女,硕士研究,研究方向为RFI D软硬件系统及其应用,zhang xp@https://www.360docs.net/doc/6f2104622.html,; 朱云龙(1967-),男,研究员,博士生导师,中科院沈阳自动化研究所先进制造技术实验室主任,主要研究方向为CIM S、分布式智能技术、协同制造理论与方法以及SCM/ERP/CRM系统管理软件的开发等; 罗海波(1967-),男,研究员,硕士生导师,主要研究方向为模式识别与图像处理、DSP系统设计、实时信号处理系统。
远程超高频RFID读写器
远程超高频RFID读写器（USB接口1-6M） 描述： 远距离读写器自动识别是信息数据自动识读、输入的重要方法和手段，它是以计算机技术和通讯技术发展为基础的一项综合性科学技术。自动识别技术在近几十年中取得了长足的发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条(卡)技术、射频技术、光字符识别技术、生物识别技术、远距离读写器等集计算机、光、机、电、通讯等技术为一体的高新科技技术。 通常，远距离读写器标签内部所需要的能量比阅读器小得多，这就要求阅读器的接收灵敏度很高。在某些系统中，远距离读写器中的接收和发射相互独立，特别是上行信号和下行信号频率不同时经常采用这样的结构。 技术上讲，有可能选择对不同应用全合适的功率值，但有时必须服从一些人为的限制。通常100mW~500mW的发射功率适用于各种RFID远距离读写器系统。在不同的地区、不同领域远距离读写器必须服从无线电电波管理委员会的规定。 SOLID-399X远距离读写器具有多协议兼容、读取速率快、多标签识读、线极化天线、防水型外观设计等优点，可广泛的应用于各种RFID系统中，非常适合客户基于该硬件平台做二次开发。 SOLID-399X远距离读写器典型的应用场合有： ☆物流和仓储管理：物品流动与仓储管理以及邮件、包裹、运输行李等的流动管理； ☆智能停车场管理：停车场的管理与收费自动化； ☆生产线管理：生产工序定点的识别； ☆产品防伪检测：利用标签内存储器写保护功能，对产品真伪进行鉴别； ☆其它领域：在俱乐部管理、图书馆、学生学籍、消费管理、考勤管理、就餐管理、泳池管理等系统都得到了广泛的使用. 使用说明 当远距离读写器上电并连接上PC后，PC上位机软件将能够识别到读写器，此时代表读写器已经正常工作，当标签接近远距离读写器时，上位机软件将显示该标签的信号强度及标签ID。本RFID读写器可以同时读取多个标签ID。 该远距离读写器使用射频感应读取标签数据，使用读写器时应尽量避免与金属接近，当读写器靠近金属时，射频电波将被金属吸收屏蔽，而会导致读写器读卡距离缩短。同时读写器安装位置应远离马达（电机）、变压器等设备，以减少对读写器的影响。
超高频 RFID 读写器设计原理
超高频RFID 读写器设计原理 摘要：RFID技术是一种非接触的自动识别技术，通过无线射频的方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。RFID系统通常主要由电子标签、读写器、天线3部分组成。读写器对电子标签进行操作，并将所获得的电子标签信息反馈给PC机。 引言 RFID技术是一种非接触的自动识别技术，通过无线射频的方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。RFID系统通常主要由电子标签、读写器、天线3部分组成。读写器对电子标签进行操作，并将所获得的电子标签信息反馈给PC机。射频识别技术以其独特的优势，逐渐被广泛应用于生产、物流、交通运输、防伪、跟踪及军事等方面。按工作频段不同，RFID系统可以分为低频、高频、超高频和微波等几类。目前，大多数RFID 系统为低频和高频系统，但超高频频段的RFID系统具有操作距离远，通信速度快，成本低，尺寸小等优点，更适合未来物流、供应链领域的应用。尽管目前，RFID超高频技术的发展已比较成熟，也已经有了一些标准，标签的价格也有所下降；但RFID超高频读写器却有变得更大，更复杂和更昂贵的趋势，其消耗能量将更多，制造元件达数百个之多。然而，这里的设计采用高度集成的R1000，可以解决上述问题，既可降低芯片设计中的复杂性和生产成本，又能使制造商制造出体积更小，更有创新性的读写器，从而开拓新的RFID应用领域。 1 读写器硬件结构设计 该设计选用W78E465作为主控模块，IntelR1000收发器作为射频模块。该设计可以作为手持终端，并用RS 232串行通信模块和电平转换接口MAX232与上位机相连。系统硬件原理见图1. 1.1 主控模块 W78E365是具有带ISP功能的FLASH EPROM的低功耗8位微控制器，可用于固件升级。它的指令集与标准8052指令集完全兼容。W78E365包含64 KB的主ROM，4 KB的辅助FLASH EPROM，256 B片内RAM；4个8位双向、可位寻址的I／0口；一个附加的4位I／O口P4；3个16位定时／计数器及1个串行口。这些外围设备都由有9个中断源和4级中断能力的中断系统支持。为了方便用户进行编程和验证，W78E365内含的ROM允许电编程和电读写。一旦代码确定后，用户就可以对代码进行保护。
02实验2 RFID超高频读写器参数设置及功率频率对标签读取距离影响
实验2 RFID超高频读写器设置及功率频率对标签读取距离影响 班级：13物联网工程1班座号学号：20130865129 姓名：王智源任课教师：余文琼课程名称：RFID（射频识别）技术日期：2016.3.7 实验目的：熟悉RFID超高频读写器设置与使用，了解超高频读写器各参数的含义和设置方法，探究读写器功率及频率对标签读取距离影响 实验设备：每2人一组，每组一个RFID实验箱（RF－ST001）、一台计算机 实验材料： 1、超高频读写器模块1块、超高频读写器天线1块（白色方块）、超高频标签2条 2、连接线：电源线1条、USB转串口线（方口线）1条、超高频馈线1条 实验软件： 读写器控制软件RFIDReader、安装设置好USB转串口驱动程序 软件所在位置： ftp://ywq:123456@218.5.241.13，教师——教学辅助材料——0RFID（射频识别）技术准备知识： 国际上目前还没有统一的RFID编码规则，日本支持的UID标准和欧美支持的EPC标准是当今影响力最大的两大标准。 1.EPC的Gen1协议 Gen1标准是EPCglobal的前身Auto-IDCenter制定的。EPC的Gen1是第一代之意，Gen 是generation(世代)的缩写。它包括Class0协议和Class1协议，其中Class0协议下的标签是只读的，不可以写入；而Class1协议下的标签虽是可读写的，但是只能写一次，写完后就成为只读标签，这两种协议下的标签都不具有保密性。Class0和Class1协议都是EPC 的标准协议。 2.EPC的Gen2协议 Gen2是EPCglobal制定的Class1UHF频段射频识别空中接口的第二代标准。在Gen2协议下的标签可以重复读写，并且增加了保密性能。此后EPCGlobal和国际标准化组织合作以该标准为基础出台了ISO18000-6C国际标准。 目前几乎所有的标签厂商停止Gen1协议的超高频芯片的开发和生产，超高频领域市场上主流产品均为符合C1G2协议产品。 实验内容与要求： 1、超高频读写器的添加与设置：掌握各参数设置与使用，了解各参数的意义 2、改变RFID 超高频读写器的功率，观察对应功率下标签最大读取距离的变化趋势（教 师考核点1） 3、改变RFID 超高频读写器的频率，观察对应频率下标签最大读取距离的变化趋势（教 师考核点2） 4、将自己做的实验报告提交到院FTP指定处： 实验报告将为你未来工作积累经验，请认真总结你的经验和教训，将实验报告写出自己的特点，这将为以后留下最适合自己特点的宝贵资料 实验步骤：（请学生将以下实验步骤补充完整，并截几幅你认为重要的图，插入相应的位置，特别是容易出错的或出现标志性结果的图，并加以简单的文字说明） 一、读写器的添加与设置： 1.硬件连接：确认超高频读写器已用馈线连接超高频天线（白色方形）、已用USB连
提高RFID读写器的读取效果的解决办法
提高RFID读写器的读取效果的解决办法 1 前言 超高频RFID系统空中接口标准包括ISO／IEC系列，F2C系列，以及中国正在研究制定的国家标准，数字接收机可实现软件升级和多协议支持，相比模拟接收机具备易于调试、应用灵活的优势，因而在超高频姗读写器中得到了广泛应用．提高超高频RFID读写器的读取效果一直是近年来的研究重点．在经过详尽分析和实验验证后，本文给出相关问题的解决办法。 超高频RFID读写器是与标签之间采用反向散射原理完成通信，根据当前主要的UHF频段空中接口标准ISO／IEC 18000-6C，标签在无源状态下以同频半双工方式通讯．基本的通信过程是，读写器采用幅移键控(ASK)等方式来调制载波，在特定频率的信道上将信息发送给一个或多个标签．之后读写器仍然需要发射CW载波，在指定的时间内来等待标签的应答。 零中频架构具有不需要中频环节，能够减小功耗，降低电路复杂度，易于调试等优点．零中频RFID数字接收机电路框图如图1所示．天线接收进来的射频信号通过环行器后直接进入下变频器，转换完成的基带信号通过LNA放大、低通滤波，输出两路I、Q基带信号交由基带进行数字信号处理。 图1 零中频RFID数字接收机电路框图 读写器的通信效果受到发射机输出功率、接收机灵敏度、收发天线增益、收发隔离度、标签功耗、标签天线增益，以及环境状况等参数的影响．其中，发射端最大有效全向发射功率(EIRP)受到国家无线电发射设备管制，收发隔离度受到环行器等器件隔离度限制(一般只能达到25dB)，在标签、天线和环境等参数一定的条件下，接收机的性能对读写器整机性能起决定性作用。 2 接收机性能影响因素分析 超高频RFID读写器接收机工作时也需要发射机发出无调制的载波．接收机接收到的包括标签反射信号、天线噪声、环境反射、发射机直接耦合，以及接收机自身的噪声等。在标签能获得足够工作能量的前提下，读写器的工作距离主要取决于标签反向散射信号在读写器的解调输出能否满足最低信噪比要求．根据文献[3]，可用下面的公式来标示读写器决定的最大工作距离：