主動式超高頻射頻識別系統設計

　　射頻識別（RFID）是一種利用射頻信號進行識別的技術，它的基本原理是利用應答器直接發射或反射的電磁波來進行通信。根據系統應答器向讀寫器通信方式可以分為主動式和被動式兩種。主動式射頻就識別系統由于其通信距離遠、可靠性強、通信速率高等優點適用于軍事、物流、交通、物品實時跟蹤定位等領域[1]。過去由于主動式射頻識別系統的應答器體積和功耗較大、電池壽命有限等因素,嚴重限制了主動式RFID 系統的應用和普及；近年來射頻和數字集成電路以及高容量小體積電池技術的快速發展，使主動式射頻識別系統在很多應用領域進入實用化階段。

　　1 系統的硬件組成與通信協議設計

　　基于RFIC 的主動式射頻識別系統設計有利于實現系統的小型化，低功耗，可靠性和靈活性，本文采用Chipcon 公司的CC1100 作為無線數據傳輸模塊，進行系統設計。

　　1.1系統組成和原理

　　1.1.1 應答器與讀寫器組成

　　系統由應答器和讀寫器兩部分組成，如圖1 所示，應答器部分由無線傳輸單元、控制單元和供電單元組成；讀寫器部分由無線傳輸單元、控制單元和數據傳輸單元組成。

　　圖 1 系統組成原理圖

　　讀寫器中數據傳輸單元由兩塊 CC1100 組成，其中一片工作于315MHz，用于發射單頻點載波，形成激活場區，另一片工作于433MHz，用于與應答器進行半雙工通信；控制單元采用TI 的超低功耗單片機MSP430，降低了系統功耗。控制單元用于配置CC1100 寄存器，處理CC1100 接收到的數據，并向外提供RS232/485 接口。應答器中數據傳輸單元為一片CC1100，用來與讀寫器進行無線通信；控制單元用于配置CC1100 寄存器，并對CC1100 的狀態進行管理。

　　1.1.2 控制單元與無線傳輸單元接口

　　CC1100 與MSP430 采用SPI 接口連接，圖1 中已經給出了它們之間的連接方式。SPI 總線接口技術是一種高速、高效率的串行接口技術，主要用于擴展外設和進行數據交換。MSP430控制CC1100 進行數據發射和接收數據的流程如圖2 所示。

　　圖 2 數據發送和數據接收流程

　　1.2系統通信協議

　　應答器與讀寫器的非接觸數據交換構成一個無線數據通信系統,數據通過CC1100 在讀寫器和應答器之間無線傳輸,本文設計了以CC1100 作為射頻接口的主動式RFID 系統的通信協議,可以將基本控制,通信等功能函數編程寫入控制系統,通過調用函數功能模塊以完成通信功能。