基于AS3990/AS3991的超高頻RFID讀寫器的設計
加入技術交流群
3 電子標簽響應信號的接收與解碼
電子標簽的每個響應信號均由下列域組成：靜默狀態(無調制的射頻載波)、返向幀頭、數據信息、以及CRC-16碼。圖2所示為電子標簽的響應信號組成。
電子標簽的響應信號經AS3990/AS3991混頻、放大、濾波、數字化后，輸出的波形即為圖2(b)、圖2(c)所示的波形。響應信號的靜默除段輸出為低電平，實際上就是沒有有效信號，這時通過MCU的采樣端口對其進行監視，一旦出現跳變信號則說明有電子標簽的響應信號到來(當然也有可能是干擾信號)，于是啟動采樣解碼程序，對信號進行判別，對到來的有效信號進行采樣、記錄、解碼。
由于電子標簽只有在收到讀寫器的命令信號之后才會做出響應，因此MCU采樣端口的監測程序，只有在讀寫器發出命令后一段有限時間（小于1 ms）內才需要啟動。此時采樣解碼程序可以100%占用CPU資源。考慮到MCU的運算速度，為了保證在接收過程中不發生數據丟失，在一幀數據的接收過程中，MCU對接收端口的信號只進行采樣、記錄保存，只有當一幀信息全部接收完以后才進行校驗計算與分析，以確定接收到一幀數據的完整性與有效性。
電子標簽響應信號幀頭的格式是固定的，通過對幀頭信號波形寬度的采樣、測量可以確定響應信號的數據傳輸速率，也可以判別一幀數據的有效性。幀頭信號一個編碼的寬度與同幀內數據段一位數據編碼的寬度是相等的。從前面的計算可知，幀頭信號一個編碼的高電平寬度可小到tw(即2.7 μs)，由于測量沒有附加另外的硬件，直接由MCU完成，因此要求MCU具有相對較高的時鐘頻率，也就是較小的指令周期，以確保測量的精度。通過測量可以確定，幀頭信號一個編碼的寬度，包含n個MCU的時鐘周期，也就是說本幀數據段數據位的寬度為n，其值應大于32個指令周期所包含的時鐘周期數。在獲取了數據位的時間寬度以后，MCU便可以對它進行周期性(同步)的采樣、記錄，直到接收到一幀完整的數據為止。
4 總體設計
圖3所示為讀寫器的設計框圖。發送數據經AS3990/AS3991編碼、載波調制后，由RFOPX與RFONX兩端差動輸出至射頻功率放大器PA，經PA放大后的信號通過隔離器由天線發送出去。經天線接收的信號通過隔離器后輸送到AS3990/AS3991的輸入端MIXS-IN，由AS3990/AS3991進行混頻、增益、濾波、數字化后得到數字信號，再送給MCU處理。AS3990/AS3991與MCU的接口既支持并行連接，也支持串行連接；AS3990/AS3991的初始化在MCU的控制下通過并行接口完成，之后根據初始化設定的工作模式選擇并行或串行通信方式；在支持ISO18000-6A/B協議的工作模式下，AS3990/AS3991只能輸出串行的數據流信息，解碼、校驗須由MCU完成；而在支持ISO18000-C協議的工作模式時，解碼、校驗AS3990/AS3991均已完成，MCU只需要以并行或串行的方式接收數據即可。讀寫器天線設計則根據讀寫距離的需要采用基于PCB板的微帶天線方案或專用外接天線方案。讀寫器與外部的數據通信則設置了USB接口和RS232接口。如果有需要，也可以通過選用不同型號的MCU方便地支持以太網接口或其他類型的總線接口。本文引用地址：http://www.104case.com/article/188101.htm
本讀寫器的設計方案簡單、調試方便，因而可以大大縮短開發周期。經使用測試證明，采用上述方案設計的讀寫器，標簽讀取速度快，誤讀、漏讀率低，具有良好的穩定性和可靠性。
評論