基于nRF2401的牲畜信息讀寫器的研究

摘要：應用在動物識別領域中的RFlD讀寫器是畜產品溯源系統(tǒng)的信息輸入起點，它的性能直接影響了畜產品溯源系統(tǒng)的質量。為了開發(fā)出一種能適應具體應用環(huán)境的讀寫器，在充分理解動物識別領域對讀寫器的特殊需求后，確定了系統(tǒng)的設計方案，并選擇了適當?shù)钠骷捎媚K化的設計思想，開發(fā)出一種能夠在遠距離、動物快速運動的狀態(tài)下能可靠讀／寫信息的讀寫器。
關鍵詞：讀寫器；單片機；射頻芯片；電磁兼容

0 引言
畜產品溯源系統(tǒng)對加強畜牧業(yè)的信息化建設，實現(xiàn)畜產品優(yōu)質優(yōu)價，進而規(guī)范畜產品市場的持續(xù)、穩(wěn)定和健康的發(fā)展具有重要意義。牲畜出生后利用“耳標”作為記錄載體賦予標簽惟一標識碼，記錄牲畜在流通的各環(huán)節(jié)中的必要信息并用與之相應的讀寫器進行讀取以作為畜產品溯源系統(tǒng)的信息輸入，是目前畜產品溯源系統(tǒng)普遍采用的技術。但是，動物移動頻繁，會導致讀／寫角度和讀／寫距離變化較快，并使讀／寫過程常常出錯，目前普遍采用的RFID讀寫器由于工作頻率不高，難以解決這個問題。本文設計出一種工作在微波頻段的高可靠性讀寫器，從而較好地解決了這一問題。

1 RFID讀寫器的工作原理
1．1 RFID系統(tǒng)介紹
RFID系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器、天線系統(tǒng)組成。當標簽處于讀寫器的讀寫范圍時，標簽和讀寫器就可以通過他們攜帶的天線進行通信，計算機可通過串口與讀寫器進行通信，將要寫入標簽的信息、寫指令(或讀標簽指令)傳輸?shù)阶x寫器上，由讀寫器來完成對標簽的寫入(或讀)操作(見圖1)。

1．2 RFID讀寫器介紹
RFID讀寫器是RFID系統(tǒng)的重要組成部分，它最核心的器件是射頻芯片，由射頻芯片決定數(shù)據(jù)的編碼以及與電子標簽的通信協(xié)議，從而決定該讀寫器的使用范圍。讀寫器的設計直接影響了讀寫器的方便，易用以及讀寫信息的可靠性。它一般可與計算機通信，在人機界面的支持下可由計算機的上位機軟件控制讀寫器對電子標簽進行讀寫／操作。典型的工作流程圖如圖2所示，首先要將系統(tǒng)配置到一個合適的環(huán)境，然后輸入要讀／寫標簽的ID號，找到對應的標簽然后轉入讀／寫標簽的子程序進行相應處理。