基于Impinj R2000的超高频RFID读写器的设计与实现
RFID设备选型方案
市场上RFID 的种类繁多,广泛应用于物流、创造业、医疗卫生、安全防伪等各个领域.RFID 分为读写设备、电子标签以与业务应用展示等几部份.对于RFID 在无线电台站管理中的应用,主要包括RFID 标签选择、读写设备选择、以与RFID 在台站系统的具体业务应用等几部份.本项目旨在解决服装管理、资产管理等系统在使用RFID 过程中的硬件设备选型, 以与给子系统提供的对硬件的读、写与数据传输接口,不需要知道实际业务应用.尽管识别技术有多种选择,但是兼顾成本与技术成熟度以与服装、仓储和自身设备的实际特点, 以二维条码和无线射频识别〔RFID〕为首选.二维条码虽然具有信息容量大、成本低, 易制作、可用多种阅读设备阅读等特点,但RFID 技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点,在物品管理中更具有优势.➢RFID 具有足够的信息存储能力,能够将相关信息存储到芯片中,便于现场快速识别比.➢安全性和防伪性高,RFID 承载的是电子式信息,其数据内容可经由加密算法保护,使其内容不易被伪造与变造.➢可重复使用,RFID 标签则可以重复地新增、修改、删除RFID 卷标内储存的数据,方便信息的更新.可承载相关信息的动态.对➢抗污染能力和耐久性好,抗干扰能力强.对物品进行管理时,环境比较复杂,有的在机房内部、有的设备可能在室外,RFID 标签防水、防磁、耐高温,可以在低劣的作业环境下工作,使用寿命较长.目前RFID 使用的频率跨越低频〔LF〕、高频〔HF〕、超高频〔UHF〕、微波等多个频段.RFID 频率的选择影响信号传输的距离、速度等, 同时还受到各国法律法规限制.针对不同类型项目中的应用,我们主要选择超高频〔UHF〕射频标签.读写距离较远,可以发射至1-5 米〔与标签的天线有关,钮扣式的标签,发射距离不超过0.5 米〕.对环境与其他硬性条件有要求〔金属、水类对标签距离有影响〕.1) 普通的超高频标签的工作频率：920~925MHZ；使用协议：18000-6C；芯片选择为：M4QT,M5,R6,H3 等,EPC 可存储至少24 个数字,相关信息可用16 进制数字存储在标签内.主要有以下几个种类的电子标签可供选择：➢封装材料通常为不干胶纸或者不干胶PVC；天线材料为PET 基材+铝箔天线或者印刷银浆天线或者铜箔天线；读写距离为0.5-3m；有多种尺寸和天线类型可选择.➢封装材料有PET 、PVC、进口滴胶〔硬胶/软胶〕等多种形式；读写距离在1-3 米；有多种尺寸可选择,且可定制印刷图案；安装方式除可粘贴外,还可以通过螺丝固定或者悬挂等方式.➢封装材料多为PVC、PET、纸质的；读写距离在1-3 米；可印刷图案.2) 公司内部研发,此种方案可行度较高,且成本控制更低,通过对不同项目上的需求进行定制, 即可增加项目的可实施性,也可降低相应的成本.由于各种射频标签使用的频率不同,相同频率下也有传输协议的差别, 因此,在RFID 读写设备的选择中,我们主要选择超高频〔UHF〕的读写设备；同时,超高频的读写设备需要支持ISO 18000-6C 协议.现阶段手持机的系统还没有明确的确定一个,主要的系统有Windows CE/6.5 和安卓〔android〕,可根据客户的需求与相关技术要求做手持机的选型工作.设备体积小,携带方便,可挪移.对于个别标签读取范围略近.具体可以选择的型号如下：此手持机之前有过测试,读取效果较好,理论读取距离有8 米,测试时使用水洗唛标签最远可达到 6 米,label 不干胶标签可达到 4 米,在读取速率上也很好,可读EPC 和TID,整体测试没有卡顿的现象发生.AUTO ID6—U8 〔全向〕AUTO ID6—U8s 〔定向〕此款手持机为WIN CE 的操作系统,主要分为全向和定向两种类型,测试过定向的U8s,理论读取距离为10 米,测试水洗唛标签为5 米,label 不干胶标签为4 米,读取效果上较好,Demo 中只能显示EPC 而且显示的信息量也较少,需要后续对Demo 进行进一步的开辟.DOT-300U DOT-900i 此款手持机为之前所用手持机,DOT-300U 操作系统为 WIN CE,DOT-900i 需连接在安卓手机,这两种手持机在读取效果上略差〔内置天线较小〕 ,优势在于支持impinj 芯片的标签的 Fast ID 功能,在读取 TID 上效果优秀,平均速度约为其他款可读 TID 的手持机的 3 倍.DOT-900i 多用于资产管理和盘点等项目,整体效果普通,无特殊明显优势,手机 APP 界面不佳,需再开辟.发卡器为桌面式 RFID 读写设备,通过USB 等方式,可以直接连接普通PC,即可对 RFID 标签进行制卡等管理操作,性能评定主要看：发卡盲点是否过多,成功率如何,外溢程度等,发卡器在资产管理与生产线管理中占有很重要的分量,发卡器是操作人员最直观的使用感受 ,所以发卡器的选择看似很简单随意 ,但是要考虑到各方面的用户体验.发卡器可以根据甲方对样式的需求以与对产品定位的高低进行样式上的定制,但是基本样式除非定制,否则基本外形是相同的.产品符合 ISO18000-6B/ISO18000-6C〔EPC GEN2〕标准、体积小、读取速率快,可对电子标签进行读写、加密、编程等操作,广泛的应用于各种 RFID 系统标签的发卡,此款有不同功率的可以选择,但是为了保证不会误写到其他标签,功率普通不会调的过大.固定式读写器常用于固定位置的安装,其中主要分为 2 大类型：1、超高频一体式读写器2、超高频分体式读写器超高频一体式读写器优势在于价格便宜,安装方便,设备安装空间需求较小, 但是劣势在于读取性能差 ,可延展性不高,所以建议还是应用超高频分体式读写器. 目前读写器的厂家较多,其核心射频芯片的选择都为 impinj R2000,但在固件的选择上差异较大,主要为 impinj 的固件、 ThingMagic 的 M6e 固件以与国产公版固件这几种,这也形成了价格的差异,其中impinj的可以不做考虑了,ThingMagic 的 M6e 固件是彻底由 ThingMagic 公司自己重写的固件,相较于国产固件更加成熟稳定,是经过市场长期考验的,但是也因为这个原因,如果一旦确认下要用 M6e 固件,则以后就不能再更换其他品牌的固件,除非重新开辟读写器,这就导致了 M6e 固件的价格基本上没有什么讨价还价的机会,同样这也就是国产固件的优势：价格低廉,使用公版固件,如果一家模块供应商有问题,则可以更换此外一家的,但是国产的固件没有经过长期的市场沉淀 ,稳定性不是很有保证.苏州众天力信息科技##是 2022 年成立的一家物联网公司,在读写器开辟上算早一批的,其核心芯片是 impinj R2000 固件为国产公版,读写器的性能与 Demo 都相对稳定,Demo 见面整洁,各部份细节展现的也较为明显,以下为 Demo 界面的截图与功能介绍〔有助于后续公司读写器开辟 Demo〕：此界面主要功能为连接读写器, 点击搜索设备, 可以在显示框内浮现在此网络内有几台读写器, 以与各台设备的IP 地址,点击你要连接的读写器, 点击连接,版本号浮现即为连接成功, 再次界面还会显示所选读写器的一些基本参数, 也可在下方设置IP 处设置此读写器的IP, 以与对固件进行升级.此界面为读写器设置界面,在连接上读写器后, 点击各部份的查询,会浮现读写器的各个参数,例如 4 个通道口哪些是开的, 哪些是关的,开的功率是多少,如果要更改功率可点击写入,则保存设置；其中的MemBank 为设置读写器的读取标签的哪个区,EPC、TID、EPC+TID；输出方式中可以选择RS48 、Wiegand以与四个通道分别输出等设置.此界面为标签显示区,含有序号,EPC/TID,读取总数,4 个通道分别读取的条数以与最后一次读到标签的时间,下面是标签读取速率和总数的统计,但是这个Demo 有一个显示的不足就是没有将EPC 与TID 分开显示,需要人工自主的将EPC 与TID 分开.以上为众天力读写器的Demo,后续自主读写器的Demo可以稍加参考, 众天力读写器在使用过程中未发生不稳定现象,属于性能与稳定性较好的读写器.以下样式略有不符,仅供参考,读写器是固定在箱子内, 安装上略显笨重.##营信超高频电子标签网口读写器YXK5IP 是基于Impinj R2000 芯片开辟的一款高性能的UHF 超高频电子标签读写器,结合信息处理算法,在保持高识读率的同时,实现对电子标签的快速读写处理,广泛应用于仓储进出、图书管理、称重管理、物流分拣、智能交通、门禁系统、防伪系统与生产过程控制等多种无线射频识别〔RFID〕系统,此种读写器未经过详细的测试,具体性能参数还有待后续租借样品时测试.CL7206C 是一款高性能八端口固定式超高频 RFID 读写设备 , 支持ISO18000-6C/6B 两种协议,工作频段包含国标双频 920MHz~925MHz、840MHz~ 845MHz 和 FCC,902MHz~928MHz 以与 ETSI,865MHz~868MHz,输出功率 0~33dBm可选,具有识别距离远、速度快、准确率高、抗干扰能力强、防护性能优良和安装使用方便等特点.内置 Linux 2.6 操作系统,可定制可扩展,方便于后续的定制开辟,该读写器在物流行业如集装箱作业管理、仓库盘点管理、货物调拨跟踪和智能车辆管理如车辆稽查、海关通关、车证查验等项目都有较好的表现.此读写器未经过详细的测试,具体性能参数还有待后续租借样品时测试.嵌入式设计低功耗、大屏幕、稳定高效全中文操作系统支持 GPRS/WIFI 无线网络中央处理器：操作系统：内存：FLASH 存储器：显示屏：工作电池：RFID 频段：读卡距离：无线传输：数据备份：采用 ARM9 32 位处理器,主频率 400MHz支持 Microsoft Windows CE 5.0 简体中文版64Mb/128Mb256Mb2.8 寸 TFT 真彩色 240*320 分辨率带手写触摸屏3.7V/3200mA125Khz\13.56Mhz\920-928Mhz 〔三选一〕915Mhz 读卡距离为 70CM,升级模块读卡距离可达 2 米GPRS/WIFI/BluetoothSD 卡与 FLASH 双重备份红外通讯：合用于红外抄表与数据传输应用二次开辟MS-EVC4.0 或者 MS-VS2005 与以上防护等级：IP54抗跌落： 1.5 米自由落体环境温度：使用：0℃-50℃ 存储： -20℃-70℃接口：SIM 卡、 SD 卡、 USB尺寸：180MM*66MM*31MM分量：0.35SR-6301 蓝牙手持机基于先进的高密度集成芯片组和SR-5101C 大功率读写模块技术,数据显示和数据处理的PDA、智能手机、条码手持机或者平板电脑与SR-6301 通过蓝牙或者USB 进行通讯,SR-6301 可以与任何配有蓝牙通讯的智能终端使用, 只需要更换相应的智能终端卡座〔可定制设计〕即可. 支持EPC C1 G2/ISO 18000-6C 协议,满足[800/900MHz 频段射频识别<RFID>技术应用规定<试行>]和美国FCC 相关规定；目标市场定位于需要易便携、低成本挪移数据采集场合,如设备巡检、铁路巡检、仓储、物流RFID 数据采集等.■结构紧凑 ,操作简便 ,易于携带；■ 专利外观设计；防护等级高；■ 超远读距,超强防碰撞,支持密集读写器环境；■ 蓝牙接口,卡座定制设计,方便扩展,如智能手机、 PDA、条码手持机、平板电脑等；■ 可支持有线USB 连接,摹拟键盘输入.■ 工作温度： -10℃~55℃■ 存储温度： -20℃~75℃■ 工作湿度：5%~95%无冷凝■ 工作电源：锂电池 3.7V/4400mAh,配套 4.2V 锂电池充电器■ 尺寸/分量： 165*68*130 mm /约 400g■ 处理器： ARM Cortex M3 内核高效处理器■ 操作系统：根据 PDA 或者智能手机而定■ 按键开关： 6 个按键 ,4 个指示灯 ■ 声音：蜂鸣器 ■ 通讯可选： USB<虚拟串口> 通讯接口 / 蓝牙无线传输 ■ RFID：集 成 ISO 18000-6C 协议超高频 RFID 读写模块■ 空中接口协议： EPC Global Class1 Gen2/ISO 18000-6C■ 频率特征: 国标： 920.625MHz~924.375MHz,信道间隔 250kHz 美 标： 902.75MHz~927.25MHz,信道间隔 500kHz■ 频率模式：定频/跳频,10 个 跳频点■ 输出功率： 13~28±1dBm■ 读写标签距离： 4dBi 陶瓷天线 时,Alien 9662 标签读取距离约 6 米以上,写标签距离约为读标签距离的 30% ■ 天线端口： 1 个 UMCX 接口■ 工作模式：间隔 T 循环/连续工作/外部 触发产品型号DT1502125KHZ 、134.2KHZ 、13.56MHZ ISO14443A 、ISO15693Philips Mifare 1,ICODE2,TI Tag82mm ×52.3mm ×25.8mm1－7cmRFID 蓝牙射频读写器主要用来识读各种 ID 卡、 IC 卡、射频卡、电子标签.并通过蓝牙无线方式发给周围具有同样功能的上位机,如 PDA 、PC 机等.它能识别 125KHZ 、134.2KHZ 、13.56MHZ 频率的射频卡或者电子标 签.无线连接 PDA 或者PC 的蓝牙口、读卡传输距离远、待机时间长、充电方 式可选适配器或者 USB 口充电、体积小,分量轻,便于携带和使用. 电力行业、石油行业、采矿行业、保安行业、物流行业、金融行业、 供水行业、公路交通行业、铁路交通行业、企业管理等.蓝牙射频读卡器 1 台、旅行充电器 1 只、使用手册 1 份、 1.2mUSB 充电 与传输两用电线 1 条、保修卡 1 份、开辟包、 DEMO 软件一套.频 率 标 准芯片尺寸距离 特性应用配件功能产品型号频率标准支持芯片操作系统接口电源指示灯读写距离外形尺寸重量功耗开辟环境应用领域使用手册BPCD 1200-H13.56MHzISO 14443A,ISO14443B,ISO 156931.ISO14443A：Mifare_One<S50&S70>/UltraLight/Mifare_Pro2.ISO14443B：AT88RF020/SR176/SRIX4K/SLE66CL160S/THR1064 与其它彻底遵守ISO14443B 协议的非接触 CPU 卡 3.15693：Tag_it HF-1/I.CODE SLIMicrosoft Windows2000/xp/Win7,Pocket PC 2002/2003,WindowsCE 5.0,Windows Mobile 5.0/6.0/6.5,AndroidBluetoothBL-5C 电池,1020 毫安,可充电,可装卸3 个ISO 15693：5CM 〔取决于天线的结构和使用环境〕 ISO 14443A/B：3.5CM 〔取决于天线的结构和使用环境〕20*42*66mm约 100g5 mA <typical> standby；90 mA <typical> field scanning；3.3V<typical> operationC++,VC,Java,C#,vb,,pb,Delphi 等仓库管理、人员识别、门票管理、列车检票、电力巡查、监狱管理、钢瓶管理、食品仿伪、包裹跟踪、产品质检、药品管理Bluetooth RFID ReaderD-Think_702 系列13.56MHzISO 14443A,ISO14443B,ISO 156931.ISO14443A Mifare_One<S50&S70>/UltraLight/Mifare_ Pro2. ISO14443B支持芯片 AT88RF020/SR176/SRIX4K/SLE66CL160S/THR1064 与 其 它 完 全 遵 守 ISO14443B 协议的非接触 CPU 卡 3.15693 ：Tag_it HF-1/I.CODE SLI Microsoft Windows2000/XP/Vista/WIN 7 Linux USB 2.0 USB 供电三色 LED,内置蜂鸣器读写器与天线一体化设计内置两个 SAM 卡槽ISO 14443A ：6CM 〔取决于天线的结构和使用环境〕 ISO 14443B ：4CM 〔取决于天线的结构和使用环境〕 ISO 15693 ：8CM 〔取决于天线的结构和使用环境〕100 *60 *12mm 约 100g5 mA <typical> standby 90 mA <typical> field scanning 5V <typical> operation -25 - +85 ℃-40 - +125 ℃C++,VC,Java,C#,vb,,pb,Delphi 等外形尺寸分量 功耗工作温度 储存温度 开辟环境 操作系统接口电源指 示 灯 RFID 天线 SAM 支持 产品型号频率 标准 读写距离 ：：产品型号频率标准操作系统接口电源指示灯RFID 天线读写距离外形尺寸分量功耗工作温度储存温度开辟环境D-Think X51 系列840 Mhz - 960 Mhz〔UHF 频段>ISO18000-6C <EPC Gen2>Microsoft Windows2000/XP/Vista/WIN 7 LinuxUSB 2.0,RS 232USB 供电三色LED,内置蜂鸣器内置 QG-N01-A,频率宽度 3 MHZ5 - 100cm 视相搭配的天线和标签尺寸而定〔取决于天线的结构和使用环境〕100 *60 *12mm约100g5 mA <typical> standby 310 mA <typical> field scanning 5V <typical> operation-20 - +70 ℃-40 - +85 ℃C++,VC,Java,C#,vb,,pb,Delphi 等。
高频RFID阅读器课程设计
高频RFID阅读器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解高频RFID阅读器的基本工作原理，掌握其核心组成部分及功能。
2. 学会使用高频RFID阅读器进行数据读取、写入和存储。
3. 了解高频RFID技术在生活中的应用场景，认识到其对社会发展的意义。
技能目标：1. 能够独立操作高频RFID阅读器，完成数据的读取与写入。
2. 学会分析高频RFID阅读器在实际应用中遇到的问题，并提出解决方案。
3. 掌握高频RFID阅读器与其他电子设备的连接与协同工作方法。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对高频RFID技术及物联网应用的兴趣，激发他们的探究欲望。
2. 增强学生的团队协作意识，提高他们在实际操作中的沟通与协作能力。
3. 引导学生关注新技术对社会发展的贡献，培养他们的创新精神和责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，侧重于学生动手操作能力和实际问题解决能力的培养。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对新技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调操作技能的培养，同时关注学生情感态度价值观的引导。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 高频RFID阅读器原理- 理解RFID技术基本原理- 掌握高频RFID阅读器的组成与功能- 学习高频RFID的工作频率、数据传输速率等关键技术参数2. 高频RFID阅读器操作与应用- 学习阅读器与标签的通信过程- 掌握数据读取、写入和存储的方法- 实践高频RFID阅读器在不同场景下的应用3. 高频RFID阅读器在实际应用中的问题及解决方案- 分析常见问题，如信号干扰、读取距离限制等- 探讨解决方案，提高阅读器的稳定性和可靠性4. 高频RFID阅读器与其他设备的连接与协同工作- 学习阅读器与计算机、智能手机等设备的连接方法- 探索高频RFID阅读器在物联网中的应用案例教学大纲安排：第一课时：高频RFID阅读器原理及组成第二课时：高频RFID阅读器操作方法第三课时：高频RFID阅读器在实际应用中的问题及解决方案第四课时：高频RFID阅读器与其他设备的连接与协同工作教学内容与教材关联性：本教学内容依据教材中关于高频RFID阅读器的相关章节，结合实际案例进行组织，确保内容的科学性和系统性。
英频杰(Impinj) R220
适用于要求较低的应用环境。不支持R420那样的最大生产模式，包括Max Throughput FM0, Hybrid, Max Miller和自动设置单个阅读器
· 美国, 加拿大以及其他符合US FCC Part 15的地区 · 欧洲以及其他符合 ETSI EN 302 208 v1.2.1 无 LBT 地区 · Brazil, 香港, 印度, Uruguay, 越南 · 正在申请认证的地区—澳大利亚, 中国大陆, 马来西亚, 新加坡, 台湾地区,与泰国 2个专为Impinj阅读器天线优化的高性能的单极化天线端口 (RP TNC) · +10.0 to +30.0 dBm (PoE) · +10.0 to +32.5 dBm1 (外接通用电源) 注1: Speedway Revolution 需要专业人士安装，只能配对Impinj认可的天线， FCC Part 15.247 规约下.不超出 36 dBm EIRP ，其他区域有相似规定。查阅安装与操作手册以了解更多. -82 dBm
10 dB
EPCglobal 低级读写器协议 (LLRP) v1.0.1
10/100BASE-T auto-negotiate (full/half) with auto-sensing MDI/MDX for autocrossover (RJ-45)
· Sierra Wireless AirLink PinPoint XT (CDMA 或 GSM 链接（带 GPS 数据)) · Sierra Wireless AirLink Raven XT (CDMA 或 GSM 链接) (* 可从Impinj授权的合作伙伴获取)
最大接收灵敏度82dbm最大返回损耗10db应用界面epcglobal低级读写器协议llrpv101网络链接10100basetautonegotiatefullhalfautosensingmdimdxautocrossoverrj45蜂窝网络链接sierrawirelessairlinkpinpointxtcdmagsm链接带gps数据sierrawirelessairlinkravenxtcdmagsm链接可从impinj授权的合作伙伴获取ip地址配置dhcp静态or或使用组播域名系统mdns的链路本地地址lla时间同步网络时间协议ntp管理界面使用系列管理控制台端口的impinjrshell管理控制台telnet或sshsnmpv2mibii系统记录可靠的固件升级可扩展的升级机制可以按计划升级多个读写器apple商品uhf芯片rfid系统rfid配件连接器复用器切换器分安装支架会员管理超高频系列一体机系列通道系列持机系列uhf天线高频系列高频一体系列高频手持uhf电子标签inlaylabel智能卡类金属系列异型类标签hf电子标签高频inlay标签智能卡系抗金属系列lf系列产品读卡器系列电子标签系24g微波系列热销推荐impinjindyr2000rfid标签芯片您浏览过的商品清除列表查看所有空闲典型ldcpoe30dbm电源适配器30dbm电源适配器325usbflashdriveimpinjweb管理界面管理控制台rs232usingstandardciscostylemanagementcabledb9波特率
R1000,AS3990介绍
Ｒ１０００进展（２００８－０８－０５） － Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒ － 最近更新 （２００８－０９－０７） Ｉｍｐｉｎｊ Ｉｎｄｙ Ｒ１０００芯片将改变ＵＨＦ ＲＦＩＤ应用现状近年来，由于采用了不同行业和应用的多项技术，超高频无源标签的性能和标准制定方面都有了很大的进步。
然而，标签读写器方面的改革却进展很缓慢。
但这种局面将很快被一项高科技技术所改变。
一、技术革新的意义目前ＵＨＦ阅读器尺寸相对较大，大多相当于一台平板电脑的体积，并且成本高达２，０００美元之多。
这部分是由于材料清单中有高达２００美元的收发器模块所致，而这些模块由超过１００个分立的元件设计而成。
采用新型Ｉｍｐｉｎｊ Ｉｎｄｙ Ｒ１０００芯片，阅读器可能会低至５００美元，并且具有一个大的ＰＣＭＣＩＡ卡那样的接口。
该产品适用于ＵＨＦ频段，集成有现有读写器中９０％的离散元件。
并且，其体积仅为８ｘ８ｍｍ，最大功耗仅为１．５Ｗ左右。
更低的功耗等级意味着Ｒ１０００使手持外设能通过２．５Ｗ燯ＳＢ连接到笔记本电脑以获取电源。
这样ＲＦＩＤ读写器和打印机制造商就可以缩小读写器的外型大小并改善他们产品的能源效率。
现有的ＵＨＦ频段读写器产品普遍价格昂贵，结构复杂，产品研发工作的技术准入要求较高，在一定程度上抑制了ＵＨＦ频段ＲＦＩＤ产品整体市场的发展。
而Ｉｍｐｉｎｊ Ｉｎｄｙ燫１０００芯片产品的推出，将能够深刻改变ＵＨＦ频段的ＲＦＩＤ产品市场：牋 １．犛捎赗１０００芯片的功能集成性特点，ＵＨＦ频段读写器的技术门槛、产品换代周期以及传统厂商的先发优势都将被大幅降低。
国内众多的电子产品制造企业可以利用自身的成本优势与研发特定行业市场产品的经验，加入ＵＨＦ频段读写器的厂商队列，并丰富ＵＨＦ频段ＲＦＩＤ产品应用领域。
牋 ２．犛捎赗１０００芯片体积小、功耗低的特点，ＵＨＦ频段ＲＦＩＤ读写功能可集成在ＰＤＡ、电脑外设内，读写器设备将会向便携化、小型化的趋势发展。
牋 ３．犛捎赗１０００芯片成本较低的特点，用户引入ＲＦＩＤ系统的投资金额均被降低，困扰ＵＨＦ频段ＲＦＩＤ应用发展的成本问题将在一定程度上得以缓解。
RFID-R2000说明书
Pin1,2 Pin3,4 Pin5 Pin6 Pin7，8 Pin9，10 Pin11，12，13 Pin14,15
结构尺寸安装示意图（mm）
5VDC（1.2A） 电源地（信号地） USB 检测管脚 ARM7 复位管脚 天线状态指示信号
USB port 通用 GPIO 口 RS232 port
¾ 评估板示意图 RFID R2000 模块的评估板具备串口，USB口等通信功能，用户可以方便地利用评估板 对读写模块进行测试评估，示意图如下所示：
¾ 体积： 43×69×10.5mm（包含加屏蔽罩及散热片） ¾ 电源供电：5VDC ¾ 电流消耗：1.5A peak @ 5V (取决于输出功率) ¾ 工作温度： -20℃～ 55℃
2. ＲＦＩＤ Ｒ２０００ 型 UHF 嵌入式读写模块外观结构
ＲＦＩＤ Ｒ２０００ 型射频模块外观结构图 1 如下所示：
接口描述如图 2 所示：
Ant1 Ant2 Ant4 Ant3 图1
Pin1
Pin15
图2 ¾ 多功能复用接口：是一个 15 针接口，包括供电接口、3 个 GPIO、1 个 UART、1 个 USB、 2bit 天线状态指示、1 个复位、1 个低功耗使能、2 个电源、2 个地。
J398
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
ＲＦＩＤ Ｒ２０００型 UHF 嵌入式读写模块是一款可嵌入于固定或移动式中长距离设备的超高频多用途 射频读写器模块，提供功能强大的 API 用户接口，可实现与用户现有信息系统的快速集成。
1. 性能参数
ＲＦＩＤ Ｒ２０００ 模块具有如下主要特性： ¾ 标签协议：支持 ISO18000-6C 协议 ¾ 工作频率： 美国频率 902～928MHz（FCC part15） 中国频率 920～925MHz ¾ 系统架构：采用业界最先进的专用射频芯片 R2000，集成度高、射频性能稳定可靠 ¾ 输出功率：软件可调，步阶间隔 1.0dB，最大可达 30dBm ¾ 读取距离：9 米（外接 6dBiL 天线，标签为 E41） ¾ 天线连接口：4个MMCX–J型RF 接头 ¾ GPIO 接口：3 个（预留功能：输入输出可选） ¾ UART 端口：1 个，波特率 115200bps ¾ USB 端口：一个 USB2.0 全速端口（12Mbit/秒）
UHFRFID系统读写器射频收发模块硬件设计综述_李鸿
宜科推出的全新RFID读写头采用了全球领先的英频杰R2000射频芯片方案
宜科推出的全新RFID读写头采用了全球领先的英频杰R2000射频芯片方案
自2009年至今，物联网技术在制造业的发展已经占据不可替代的地位。
其核心仍然是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理。
宜科准确把握市场新动态，推出全新RFID读写头Q240M，具备超高频、长距离、大范围、多标签扫描等特性。
该产品采用全球领先的英频杰R2000射频芯片方案，多标签扫描速率更快，数据接口更丰富，双馈点高增益超高频天线更稳定。
可实现最大读取距离10米，每秒扫描达400张标
签的卓越长距离、多标签处理速度，满足自动化和信息化系统更高的差异化识别要求。
产品优势
领先的超高频射频模块，每秒钟可扫描多达400张标签；
稳定的高增益远场天线，最大扫描距离可达10米；
标配以太网接口输出，方便与信息化系统集成；
具备2路I/O开关量输入接口，方便接入传感器信号；
工业级外形设计，IP67防护等级。
应用领域
模块化装配物料识别
出入库货物统计
物流快速分拣输送
库存商品快速盘点
产品信息远程监控
伴随着物联网技术在中国制造业领域的蓬勃发展，原材料导入、机器生产和产品物流流通等环节与互联网高度融合的智慧工厂已经初露端倪，产品信息已经从制造过程延伸到了物流过程和使用终端，物联网将生产自动化和信息化系统有机融合，RFID技术成为“两化融合”的有机载体。
基于超高频RFID的图书盘点机器人的设计和实现
基于超高频RFID的图书盘点机器人的设计和实现一、本文概述随着信息技术的快速发展和图书管理需求的日益增长，传统的图书盘点方式已无法满足现代图书馆的运营要求。
因此，基于超高频RFID（无线射频识别）技术的图书盘点机器人的研发与应用变得尤为重要。
本文旨在探讨基于超高频RFID技术的图书盘点机器人的设计与实现过程，旨在为图书馆自动化管理提供一种高效、准确的解决方案。
本文首先介绍了超高频RFID技术的基本原理及其在图书管理领域的应用优势，包括非接触式识别、快速读取、高容量数据存储等特点。
随后，详细阐述了图书盘点机器人的整体设计方案，包括硬件平台的选取、RFID读写器的集成、机械结构设计以及软件系统的开发等方面。
在此基础上，本文进一步探讨了图书盘点机器人的实现过程，包括硬件搭建、软件编程、系统调试等步骤，并对实现过程中遇到的关键问题进行了深入分析和解决。
本文对所设计的图书盘点机器人进行了性能测试和应用效果评估，验证了其在实际应用中的可行性和有效性。
通过与传统图书盘点方式的对比分析，展示了基于超高频RFID技术的图书盘点机器人在提高盘点效率、减少人为错误、降低运营成本等方面的显著优势。
本文的研究成果不仅为图书馆自动化管理提供了新的技术手段，也为相关领域的研究和应用提供了有益的参考和借鉴。
二、超高频RFID技术原理及特点超高频RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种通过无线电信号识别特定目标并获取相关数据的无线通信技术。
其工作频率通常在860MHz~960MHz范围内，因此被称为超高频。
该技术在图书盘点机器人中的应用，显著提高了图书管理的效率和准确性。
技术原理：超高频RFID系统主要由标签（Tag）、阅读器（Reader）和天线（Antenna）三部分组成。
每个图书上都贴有RFID标签，标签中存储有图书的唯一识别码以及其他相关信息。
当图书进入阅读器的射频范围内时，阅读器会发出射频信号激活标签，标签将自身存储的信息通过天线以无线电波的形式发送至阅读器，阅读器接收到信息后进行解码和处理，最终将图书的信息传递给图书盘点机器人进行后续处理。
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>器件与设计ARTS & DESIGN文献引用格式:王冲，景为平.基于11^4取000的超高频尺?10读写器的设计与实现[1].电视技术，2018,42(7):57 -60.WANG C , JIIVG W P. Design and Implementation of UHF RFID Reader Based on Impinj R2000 [ J ]. ing, 2018, 42(7) ：56 -60.中图分类号：TN4 文献标志码：A DOI ：10.16280/j. videoe. 2018.07. 013基于Impinj R 2000的超高频RFID 读写器的设计与实现王冲，景为平(南通大学江苏省集成电路设计重点实验室，江苏南通226019)摘要：为了解决超高频射频识别读写器在碰撞时隙标签无法识别的问题，本文遵循IS018000 - 6C 协议标准设计了 一款高 性能的超高频读写器系统，并对读写器的主要性能指标进行了仿真与测试，最后验证了设计的可行性。
本系统采用模块 化设计，系统工作频率为860 - 960 MHz ，输出功率可达+ 30 dBm 。
通过引入新型防碰撞算法，使得读写器在碰撞时隙也可 以一一识别标签，相比于现有读写器，标签的识别时间降低了约29%，标签识别率提高了约25%。
关键词：超高频射频识别；IS018000 -6C ;防碰撞；识别时间；识别率Design and Implementation of UHF RFID Reader Based on Impinj R2000WANG Ch on g, JI NG W ei p in g(Jiangsu Key Laboratory of A SIC Design, Nantong University, Nantong 226019, China )Abstract ： In order to solve the problem that the UHF RFID reader can not be identified in the collision time slot, this paper designs a high - performance ultra high frequency reader system according to the ISO18000 - 6C protocol standard. The main performance indexes of the reader are simulated and tested, and the feasibility of the design is verified at the end of the last. The sys- tm adopts the idea of modular design. The system’s operating frequency is 860 - 960MHz and output power canBy introducing a new anti - collision algorithm, the reader can also identify the label one by one in the collision time slot. Compared with the existing readers, this design reduces the identification time of the tags by about 29% and improves the tag recognition rate by about 25 % .Key words ： UHF RFID ； IS018000 -6C ; Anti - collision ； Recognition time ; Recognition rate射频识别技术（RadioFrequency Identification, R FID )作为物联网中的关键技术，从90年代开始逐 渐走向成熟[1]。
工作在860 MHz - 960 M H z 的超高 频（Ultra High Frequency，U H F )系统有着读取距离远、多标签阅读速度快、抗干扰能力强等优点，是目前国际上R F ID 技术发展的热点。
如今，国内外设计 超高频R F ID 读写器面临的两大问题主要是:一方面，设计出的读写器电路太过复杂，性能不稳定而且 为后期系统的改善与维护增加了难度;另一方面，国 内外对读写器防碰撞算法的研究主要集中在Q值的计算以及标签数目的估计，碰撞现象仍然存在，碰撞 时隙未得到进一步处理。
针对以上问题，本文提出 一种设计超高频读写器的新方案。
硬件上，本方案基金项目：江苏省科技成果转化专项资金项目（BA 2017065)采用模块化设计，大大简化了硬件电路，射频收发芯 片选用Impinj R 2000,该芯片内部集成了射频通信90%的离散元件，降低了射频电路的设计难度，同时，该芯片具有较高的接收灵敏度，使得系统集成方 便，工作稳定;软件上，引人新型算法对碰撞时隙进 行进一步处理，从而达到降低标签识别时间，提高标 签识别率的目的。
1读写器硬件设计1.1读写器硬件系统读写器系统的功能主要有两点。
一方面，用户 通过上位机控制读写器向标签发送命令，对标签进 行读写操作;另一方面，读写器可以把接收到的数据投稿网址http : //www . videoe . cn I 《电视技术》第42卷第7期（总第504期）57射频模块为了简化射频电路，降低设计难度，提高读写器的扩展性，读写器采用Impinj R 2000芯片作为收发 芯片。
Impinj R 2000读写器芯片是用于E P C G en2 /IS018000 -6C 应用的高度集成、高性能、低功耗的 SiGe BiCMOS 器件⑶。
1.3控制模块控制模块采用A tm el 公司的A T 91SA M 7S256芯片作为主控芯片，该芯片是32位A R M 的R S IC 处理器，具有256字节的高速F l a s h 和64字节的 SRAM [4]，能够满足射频识别系统的要求。
本系统中，主控芯片采用S S C 方式实现与 R 2000芯片的通信，因为S S C 有以下特点:包含独立的接收器、发送器及一个时钟分频器;每个发送器及 接收器有三个接口 ：针对数据的T D /R D 信号、针对 时钟的T IV R K 信号及针对帧同步的T F /R F 信号;最多可传输1个32位数据[]等，这些特点刚好与R 2000芯片匹配。
1.4功率放大模块Impinj R 2000芯片内部集成了功率放大器 (P A )，但输出功率只有+5 dB m ，使得读写距离达不到实际应用的需求。
因此，本读写器系统设计了外部功率放大模块， 用来提高射频电路的输出功率，提高后的输出功率 最大约为+ 30 dB m 。
本系统选用R F 5110G 芯片作读写芯片R2000IS018000-6C 协议处理器及数字接口 链路H D器件与设计r ARTS & DESIGN ________________________________返回上位机，并存储在计算机网络中。
读写器系统 的主要硬件结构包括:控制模块、射频模块和天线 等[2]。
主要结构如图1所示。
1/蟾_錢鱺W ideo Engineering为功放芯片，该芯片是一款高功率、高效率的功率放 大器模块，可在应用中提供高性能。
功率放大模块 电路如图2所示。
图2功率放大模块2软件系统设计2.1主程序软件设计系统主程序是在软硬件模块之间建立联系，使得读写器系统实现读写操作的功能。
系统主程序包 括系统初始化，获取上位机命令，解析指令并进行 CRC 校验，根据指令调用相应的18000 -6C 协议处 理程序[]，根据协议发送相关数据以及数据返回 处理。
2.2防碰撞算法改进大多数学者研究对防碰撞算法的改进是针对Q 值做分析，然而，读写器遇到标签碰撞时隙时却束手 无策，没有得到有效处理，增加了识别标签的时间， 同时也降低了标签的识别率。
如今，现有读写器的防碰撞算法即IS 018000 - 6C 协议算法。
此算法的缺点是，当有多个标签的时 隙计数器值为0，读写器根据检测和解决波形冲突， 可能解决一个标签发来的RN 16[7]并与之通信，未处 理的标签等待下一次的“Query ”命令。
这样，就降低 了标签的读写速度。
本系统采用新型防碰撞算法，具体流程如图3。
当有多个标签的时隙计数器值为0，并反向散射其随 机数RN 16时，读写器检测到碰撞。
随即进入到新 型算法中。
例如有3个标签时隙计数器值为0,3个标签的 随机数RN 16如下所示：图1读写器的主要硬件结构1.2射频收发模块M l解駄纖及触驗纖接口模块块模源觀觀行口串接I发射链路I I接收链路58 《电视技术》第42卷第7期（总第504期）I 投稿网址http: //W W W. videoe. cn器件与设计ARTS & DESIGN图3新型算法流程标签 a .........0 0 0 1 0标签b …0 10 0 1 标签c ……1 0 0 0 0当读写器检测到信号并发生碰撞时，便会向标签发送Select 』命令，其命令参数为S 。
S 的初值为 0,大小为0至1之间的整数。
时隙计数器为0的 标签，判断其R N 16的第S 位是否为0,如果RN16[S ]为0,则将自己的R N 16发送给读写器。
因为S 初值为0，当读写器第一次发送Select _0命令时，符 合条件的是RN16 [0]为0的标签，即标签a 和标签c 回应读写器，反向散射其R N 16。
此时，读写器又会 检测到碰撞，读写器继续发送Select _0命令，并调整 S 值，使得S = S + 1，继续判断标签a 和标签c 的 RN16 [ 1 ]是否为0，那么只有标签a 符合条件，参与 应答。
读写器继续发送S e le c t_0命令，S 恢复初值 0，R N [0]为0的标签只有标签c ，因此标签c 回应读 写器，S 恢复初值0。
之后标签b 发送R N 16时，无标 签碰撞，读写器便可以成功检测出标签b 。
到此为 止，3个标签被全部检测出。
当该时隙所有标签检 测完，读写器发送QUe y _R ep 命令[]，开始下一个时隙的识别。
新算法解决了IS018000 -6C协议算法对多个标签应答无法有效识别的问题，能够逐个筛选出符合条件的标签并—参与应答，做到在一个时隙中尽可能多的识别标签，从而减少了碰撞时隙，提高了 读写器系统的识别效率。