多通道多模式的低頻RFID閱讀器設(shè)計

3．3 標(biāo)簽信息數(shù)據(jù)的程序控制解碼方法
考慮到數(shù)據(jù)的傳輸率不會大于3．2 kb／s，根據(jù)圖4所示的數(shù)據(jù)調(diào)制編碼方式可知，信息數(shù)據(jù)輸出端口(如圖2的DEMOD_OUT引腳)的信號變化頻率不會大于6．4kHz。在硬件實(shí)現(xiàn)的異步串行通信解碼接口中，通常選擇采樣頻率為信號變化頻率的16倍、32倍或更高。在這里由MCU程序控制進(jìn)行串行數(shù)據(jù)解碼的方法是：對接收的編碼信號脈沖跳變的時間間隔進(jìn)行測量。由圖4的編碼方式(曼徹斯特編碼)可知，表示數(shù)碼0的時間間隔是表示數(shù)碼1的時間間隔的1／2，因此測得信號脈沖跳變的時間間隔，通過程序判斷比較就可解碼出數(shù)據(jù)0或1。要測量信號脈沖跳變的時間間隔就需要有參考時鐘信號，在這里，當(dāng)參考時鐘信號頻率為被測信號最高頻率的32倍時，其值為204．8 kHz。大多數(shù)MCU的定時器／計數(shù)器都能對這一頻率的信號進(jìn)行計數(shù)測時。若采用LPC214x的定時器／計數(shù)器捕獲功能就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
將需要解碼的信號(圖2的DEMOD_OUT引腳輸出)接入到MCU定時器的捕獲端口，當(dāng)沒有接收信號時，接收端口保持為低電平。當(dāng)RFID閱讀器發(fā)送出閱讀命令后，接收程序準(zhǔn)備就緒，同時啟動定時器計數(shù)。一段延時后接收信號到來，輸入信號每次發(fā)生跳變時，捕獲定時器的計數(shù)值，讀取并保存。設(shè)第0次跳變的捕獲保存值為T0，第n次跳變的捕獲保存值為Tn，相鄰上次捕獲的保存值為Tn-1，從第1次跳變開始，計算差值△Tn：
△Tn=|Tn-Tn-1|(n≥1)
如果連續(xù)18次以上的差值△T相同(即△T1、～△T18相同)，則幀頭段捕獲成功?？紤]到接收信號放大檢波帶來的誤差以及MCU定時器／計數(shù)器存在有計數(shù)誤差，判定差值相同的依據(jù)為：
|△Tn-△Tn-1|≤2
式中，1≤n≤20，即相互之間的誤差不大于2。
差值的平均值為：
△T=(△T1+△T2+…+△TN)／N(18≤N≤20)。
△T為后續(xù)數(shù)據(jù)段解碼的檢測周期；如果后續(xù)碼段信號產(chǎn)生跳變的時間間隔等于平均值△T，則解碼為數(shù)據(jù)0；如果跳變的時間間隔值為平均值△T的2倍，則解碼為數(shù)據(jù)1。據(jù)此，就可以對接收的整個標(biāo)簽信息數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼。
4 閱讀器多通道、多模式的用法
閱讀器包含6個通道，可以根據(jù)應(yīng)用需要配置出幾種典型的工作模式，如6通道輪循工作模式、6通道同步工作模式等。6通道輪循工作模式可用于靜態(tài)(如倉儲、圖書館等)物品的監(jiān)管，其輪循的周期時長可根據(jù)要求設(shè)置；6通道同步工作模式，可用于每個通道所對應(yīng)的位置對系統(tǒng)時間響應(yīng)都有嚴(yán)格要求的場合；6通道獨(dú)立工作模式主要針對一些需求少于6通道的場合，它可以靈活地關(guān)閉或開啟其中任意幾個通道；雙3D工作模式，則是將6通道分成2組，每組3個通道監(jiān)測同一個位置，3個通道的天線波束指向分別為前后、左右、上下3個相互垂直的方向(3D)，確保進(jìn)入監(jiān)控位置的RFID標(biāo)簽不會因擺放方向的差異而出現(xiàn)漏讀。另外，這種模式可同時對2個位置進(jìn)行3D監(jiān)測，當(dāng)RFID標(biāo)簽分別通過這兩個被監(jiān)測的位置時，閱讀器能根據(jù)RFID標(biāo)簽信號出現(xiàn)的時間先后判斷出RFID標(biāo)簽移動的方向。

結(jié)語
設(shè)計的多通道、多模式低頻RFID閱讀器具有組態(tài)方式靈活、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，且閱讀器的多通道集中控制可以有效地降低通道之間的串?dāng)_。實(shí)際應(yīng)用表明，多通道、多模式低頻RFID閱讀器具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。