多通道多模式的低頻RFID閱讀器設計

由于低頻信號對環境的敏感程度相對較低，同時低頻(如125 kHz)RFID閱讀器與標簽的成本相對較低，因此，低頻RFID在許多應用領域發揮著重要作用。然而，現有的單通道低頻RFID閱讀器在組成大規模應用系統時非常不便，會使系統累贅、可靠性下降、成本增加。為了解決這些問題，有必要探討多通道低頻RFID閱讀器的設計方法。

1 閱讀器的組成
圖1為多通道多模式低頻RFID閱讀器的結構框圖。閱讀器包含6個讀取通道，每個通道包含一個EM4095芯片，它們在同一個MCU的程序控制下工作。設計6個通道的目的是組成多種有效的工作模式，便于實際應用。閱讀器每個通道的解碼均由MCU的程序控制完成，這樣可以大大地簡化硬件設計、降低成本。閱讀器通過CAN總線或RS485總線與上位機相連，進行數據通信，接受工作模式的設定指令和其他的控制指令，上傳各通道讀取的標簽信息和閱讀器本身的工作狀態；同時也可構成集散型系統，便于大規模應用。

2 EM4095芯片的用法
EM4095是瑞士EM Microelectronic公司的一款用于RFID閱讀器的專用芯片。圖2為EM4095的應用原理圖。DEMOD_OUT引腳為AM解調信號的輸出端；MOD為調制控制端，低電平時沒有調制，高電平時100％調制；RDY／CLK輸出端具有多個功能指示作用，或作為發送已準備好指示，或作為接收同步時鐘信號輸出指示。當芯片內部鎖相環工作建立，接收電路開始工作時，RDY／CLK端會輸出連續的與DEMOD_OUT端數據信號同步的時鐘信號；SHD為高電平時，EM4095進入睡眠省電模式，RDY／CLK也被置為低電平。

3 數據接收解碼方法
由于EM4095只是提供了產生載波與AM調制解調功能，因此閱讀器數據發送編碼與數據接收解碼須由MCU完成。通常125 kHz的RFID數據傳輸速率為2～3．2 kb／s。數據發送編碼相對簡單，只需要控制發送端口定時輸出指定的數據位就可以了。數據的接收解碼要復雜一些，下面以遵循ISO11784／11785標準的數據通信協議為例說明采用MCU進行數據接收解碼的方法。