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RFID读写器有哪几部分组成及原理设计方案

时间:2020-01-16 09:43:48来源:电子发烧友 作者:电子爱好者 点击:
随着现代信息技术和超大规模集成电路的发展,RFID技术在服务领域、货物销售与后勤分配、商业部门、生产企业和材料流通领域得到了越来越广泛的应用。射频识别技术的基本原理

随着现代信息技术和超大规模集成电路的发展,RFID技术在服务领域、货物销售与后勤分配、商业部门、生产企业和材料流通领域得到了越来越广泛的应用。射频识别技术的基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感耦合或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。

RFID系统不局限于视线,识别距离远。射频识别卡具有可读写能力,可携带大量数据,可工作在潮湿、干燥等恶劣环境下,同时具有难以伪造和智能性较高等优点。与此同时,不同的射频标签编码规则、不同的空中接口协议、大量而复杂的RFID数据如何处理等问题严重阻碍了RFID技术发挥其巨大作用。基于这种现状,本文结合防碰撞算法提出了嵌入式平台下的RFID读写器设计方案。

1 、RFID系统结构原理

无线射频识别技术是一种非接触的自动识别技术,常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。完整的RFID阅读系统是由读写器(Reacler)、应答器(Transponder)、天线(Antenna)三部分组成。其动作原理为Reader通过Antenna发射特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部ID Code送出,此时ReaGler便接收此IDCode。由于此ID Code的唯一性,所以RFID读写器可以实现对物体或商品的自动识别。RFID系统框图如图1所示。系统由中间件、读写器、应答器等部分组成。

基于S3C2440A芯片实现RFID读写器系统的设计

射频识别系统的基本工作方式分为全双工(Full Duplex)和半双工(Half Duplex)。无论是哪种工作方式,其信息的发送都包括编码、调制、信道传输三个步骤。对于数字通信来说,编码和调制方式的选择显得尤为重要。

读写器与电子标签之间的数据传输需要3个主要的功能块,RFID系统基本通信结构框图如图2所示。

基于S3C2440A芯片实现RFID读写器系统的设计

2 、系统硬件设计---rfid读写器有哪几部分组成

系统的核心是Samsung公司的ARM9芯片S3C2440A。RFID读写器系统硬件电路采用模块化设计方案,将主控模块(核心板)与扩展模块电路(底板)分开设计。主控制模块包含了最小系统的设计,包括处理器S3c2440A、内存SDRAM、非易失存储器Nand Flash、电源转换电路、LED指示电路以及一些旁通电容电路。整体的RFID读写器系统的硬件设计主要包括主控制模块、射频模块、扩展底板Power、JTAG、UART、USB A/B、LCD/TouchScreen、LAN、SD、Audio、LED、Reset等电路。

2.1 主控制模块设计---rfid读写器有哪几部分组成

系统采用了两片16位的SDRAM H57V256GTR芯片组成了32位的64 MB系统内存。SDRAM与S3C2440A连接的32条数据线中,高16位DATA[31..16]和低16位DATA[15..0]分别与两片SDRAM相连;H57V256GTR有13根行地址线、9根列地址线、2根BANK选择线BA0~BA1。S3C2440与SDRAM连接时要注意:

◆SDRAM的A[0..2]连到CPU的ADDR[2..14];

◆BA0、BA1的地址连接,BA0、BA1代表了SDRAM的最高地址位。

主控制模块的电路连接框图如图3所示。

基于S3C2440A芯片实现RFID读写器系统的设计

2.2 接口电路设计

S3C2440A具有丰富的外设接口控制器,每个接口都有相应的内部控制逻辑单元(电路驱动)和可编程的控制寄存器,因此对这些标准接口进行电路设计就变得很简单。本系统中外部模块主要通过USB接口与处理器通信,USB接口电路如图4所示。

基于S3C2440A芯片实现RFID读写器系统的设计

S3C2440A具有两个USB主机控制器,兼容USB1.0和USB1.1协议,支持低速和全速模式。这两个USB主机控制器既可以作为主机口,又可以作为从设备口用,主要是看D+或D-数据线所接的上拉电阻的阻值。本课题由于要在终端平台上外接模块,所以终端平台的USB端口作为主机口。又由于终端平台需要与PC机通信,而PC机的USB端口都是作主机的,所以终端平台又要提供USB端口作为从机口。这样,在设计中就将S3C2440A的USB0作为主机口用,而将USB1通过跳线选择来兼容主机口和设备口。

2.3 RFID读写器设计

TRF7960芯片内部包含了一个51核,但是这个51核主要是用来负责接收处理器数据(命令)并处理数据(编码)后通过射频电路发送出去,或是从射频电路接收信号并进行处理(解码)后再送回给处理器。通过TI公司的微处理器MSP430F2370与射频前端芯片配合,可有效地提高读写器的性能。容源电子网为你提供技术支持,本站网址:www.dziuu.com

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