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RFID讀寫器有哪幾部分組成及原理設計方案

時間:2020-01-16 09:43:48來源:電子發燒友 作者:電子愛好者 點擊:
隨著現代信息技術和超大規模集成電路的發展,RFID技術在服務領域、貨物銷售與后勤分配、商業部門、生產企業和材料流通領域得到了越來越廣泛的應用。射頻識別技術的基本原理

隨著現代信息技術和超大規模集成電路的發展,RFID技術在服務領域、貨物銷售與后勤分配、商業部門、生產企業和材料流通領域得到了越來越廣泛的應用。射頻識別技術的基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感耦合或電磁耦合)或雷達反射的傳輸特性,實現對被識別物體的自動識別。

RFID系統不局限于視線,識別距離遠。射頻識別卡具有可讀寫能力,可攜帶大量數據,可工作在潮濕、干燥等惡劣環境下,同時具有難以偽造和智能性較高等優點。與此同時,不同的射頻標簽編碼規則、不同的空中接口協議、大量而復雜的RFID數據如何處理等問題嚴重阻礙了RFID技術發揮其巨大作用;谶@種現狀,本文結合防碰撞算法提出了嵌入式平臺下的RFID讀寫器設計方案。

1 、RFID系統結構原理

無線射頻識別技術是一種非接觸的自動識別技術,常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼等。完整的RFID閱讀系統是由讀寫器(Reacler)、應答器(Transponder)、天線(Antenna)三部分組成。其動作原理為Reader通過Antenna發射特定頻率的無線電波能量給Transponder,用以驅動Transponder電路將內部ID Code送出,此時ReaGler便接收此IDCode。由于此ID Code的唯一性,所以RFID讀寫器可以實現對物體或商品的自動識別。RFID系統框圖如圖1所示。系統由中間件、讀寫器、應答器等部分組成。

基于S3C2440A芯片實現RFID讀寫器系統的設計

射頻識別系統的基本工作方式分為全雙工(Full Duplex)和半雙工(Half Duplex)。無論是哪種工作方式,其信息的發送都包括編碼、調制、信道傳輸三個步驟。對于數字通信來說,編碼和調制方式的選擇顯得尤為重要。

讀寫器與電子標簽之間的數據傳輸需要3個主要的功能塊,RFID系統基本通信結構框圖如圖2所示。

基于S3C2440A芯片實現RFID讀寫器系統的設計

2 、系統硬件設計---rfid讀寫器有哪幾部分組成

系統的核心是Samsung公司的ARM9芯片S3C2440A。RFID讀寫器系統硬件電路采用模塊化設計方案,將主控模塊(核心板)與擴展模塊電路(底板)分開設計。主控制模塊包含了最小系統的設計,包括處理器S3c2440A、內存SDRAM、非易失存儲器Nand Flash、電源轉換電路、LED指示電路以及一些旁通電容電路。整體的RFID讀寫器系統的硬件設計主要包括主控制模塊、射頻模塊、擴展底板Power、JTAG、UART、USB A/B、LCD/TouchScreen、LAN、SD、Audio、LED、Reset等電路。

2.1 主控制模塊設計---rfid讀寫器有哪幾部分組成

系統采用了兩片16位的SDRAM H57V256GTR芯片組成了32位的64 MB系統內存。SDRAM與S3C2440A連接的32條數據線中,高16位DATA[31..16]和低16位DATA[15..0]分別與兩片SDRAM相連;H57V256GTR有13根行地址線、9根列地址線、2根BANK選擇線BA0~BA1。S3C2440與SDRAM連接時要注意:

◆SDRAM的A[0..2]連到CPU的ADDR[2..14];

◆BA0、BA1的地址連接,BA0、BA1代表了SDRAM的最高地址位。

主控制模塊的電路連接框圖如圖3所示。

基于S3C2440A芯片實現RFID讀寫器系統的設計

2.2 接口電路設計

S3C2440A具有豐富的外設接口控制器,每個接口都有相應的內部控制邏輯單元(電路驅動)和可編程的控制寄存器,因此對這些標準接口進行電路設計就變得很簡單。本系統中外部模塊主要通過USB接口與處理器通信,USB接口電路如圖4所示。

基于S3C2440A芯片實現RFID讀寫器系統的設計

S3C2440A具有兩個USB主機控制器,兼容USB1.0和USB1.1協議,支持低速和全速模式。這兩個USB主機控制器既可以作為主機口,又可以作為從設備口用,主要是看D+或D-數據線所接的上拉電阻的阻值。本課題由于要在終端平臺上外接模塊,所以終端平臺的USB端口作為主機口。又由于終端平臺需要與PC機通信,而PC機的USB端口都是作主機的,所以終端平臺又要提供USB端口作為從機口。這樣,在設計中就將S3C2440A的USB0作為主機口用,而將USB1通過跳線選擇來兼容主機口和設備口。

2.3 RFID讀寫器設計

TRF7960芯片內部包含了一個51核,但是這個51核主要是用來負責接收處理器數據(命令)并處理數據(編碼)后通過射頻電路發送出去,或是從射頻電路接收信號并進行處理(解碼)后再送回給處理器。通過TI公司的微處理器MSP430F2370與射頻前端芯片配合,可有效地提高讀寫器的性能。www.6145798.live

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