RFID射頻讀寫器的設計

RFID（Radio Frequency Identification）是一種無線射頻識別技 術，它是自動識別技術的一種。使用專用的RFID 讀寫器及專門的可附著于目標物的RFID標簽，利用頻率信號將信息由標簽傳送至讀寫器。相比傳統的條碼、磁卡等自動識別技術，RFID技術在諸多方面都有顯著優勢，如環境適應能力、工作距離、保 密性、及其智能化等。另外，它對多個高速運動的物體也可同時識別。

RFID技術正在迅速成熟，許多國家都將它作為一項重要產業予以積極推動。就目前來看，中國無源超高頻發展還處于初級階段，亟待突破核心技術，不僅需要完善商業模 式更需要創新，要想無源超高頻市場發展，必須有效地解決核心問題。本文為射頻通信系統的實現提供了一種可行的解決方案。

1 系統整體設計

本文選用的是C8051F310微控制器和FM1702SL讀寫芯片。C8051F310具有10位轉換速率可達200 ksps的ADC，高速8051微控制器內核，29/25個端口I/O等特點；非接觸式讀卡芯片FM1702SL是基于ISO14443標準的，可滿足的加密算法有很多種，支持13.56 MHz下的非接觸通信協議TYPEA。

讀寫器將要發射的信息編碼后加載在13.56MHz的射頻載波上，通過天線向外發送，并形成一個穩定的電磁場，為RFID標簽提供能量。當RFID電子標簽進 入讀寫器的工作區時，卡內天線接收此信號和能量，標簽被激活。標簽芯片對此信號做出判斷，如為有效信令，則從存儲器中讀取有關信息，并通過卡內天線發射出 去。天線收到此信號，FM1702SL內部接收器對信號進行檢測和解調并根據寄存器的設定進行處理，之后送至主機系統。主機系統判斷出該標簽是否合法，做出相應處理，隨后發出指令到讀寫器。

2 系統硬件設計

2.1 整體電路設計

外部電源為220V交流電，通過開關電源將其穩壓在5V，給電路板供電。由于C8051F310單片機的 供電電壓為2.7 V~3.6V，射頻讀寫芯片FM1702SL的供電電壓為3 V~5 V，所以用一片AMS1117穩壓器，將電壓穩定在3.3V供電。RS232通過SP3232實現電平轉換，與C8051F310相連接，C8051F310單片機通過SPI口與FM1702SL相連接，進而對讀寫芯片進行控制。FM1702SL再與天線相連接實現信號的發送與接收。

總之，該系統主要由電源模塊、串口通訊模塊、MCU 模塊、FM1702SL 接口模塊和天線匹配電路模塊組成。

2.2 FM1702SL 電路設計

FM1702SL是高集成度的芯片，其外圍電路需要幾個退耦電容和一個晶振以及一個0 Ω 電阻即可。本系統采用PCB天線設計，FM1702SL電路如圖1 所示。

圖1 FM1702SL 電路