《便携式 RFID 读写器的设计与实现》.pdf

便携式 RFID 读写器的设计与实现 高天宝，王敬超，张春，李永明，王志华 （清华大学 微电子学研究所，北京 100084 ） 摘要：本文提出了一种基于 ISO/IEC 18000-6B 标准的低成本、便携式的超高频 RFID读写器 的设计。该设计采用了基于零中频结构的射频收发机模块和以单片机为主的数字基带处理模 块，从而实现了低成本，并且达到了单标签 80bit/5ms 的读写速度。读写器不需外接天线， 具有单机工作模式，便于携带，包括机壳在内重量不足200 克。读写器可在 860MHz～960MHz 的频率范围内进行跳频操作，从而可以避免频带内其他信号的干扰。另外还可以在受控工作 模式下进行在线升级，并在有相应软件支持下可以支持其他标准或多标准。目前已经进入产 品化阶段。 关键词：射频识别、读写器、超高频 中图分类号：TN Design and realization of a portable RFID reader Gao Tianbao, Wang Jingchao, Zhang Chun, Li Yongming, Wang Zhihua (Institute of Microelectronics, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: A low-cost, portable UHF RFID reader based on ISO/IEC 18000-6B standard is proposed in this paper. Low cost is achieved by introducing Zero-IF architecture RF transceiver and SCM based digital baseband processing module, with single tag read-write speed of 80bit/5ms. As the antenna is built in, and the whole machine weight is as light as 200 grams, this reader could be used in portable applications. Portability is further enhanced under single machine mode. The working frequency of the reader is 860MHz-960MHz, and interference of other signals could be avoided by frequency-hopping. Online update is supported, and the reader could accommodate other standard or multiple standards under the support of related software. The productization process of this design is ongoing. Key words: RFID; reader; UHF 射频识别（RFID）技术是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及 其空间耦合和传输特性，实现对静止或移动物体的自动识别。一个射频识别系统一般包括射 频标签、读写器以及主机等几个部分。目前国内应用于超高频的 RFID 读写器较少，而且整 机价格昂贵，体积庞大、需外接天线或天线阵列、不便于携带，且多不能单机工作。本设计 的目的在于以尽可能低的硬件成本实现一种基于ISO/IEC 18000-6B标准的便携式RFID读写 器，并可通过软件升级后支持其他标准或多标准。 1. 理论分析 RFID 系统在工作时，首先由读写器发射一个特定的询问信号，当射频标签感应到这个 信号后，就会给出相应的应答信号；读写器接收这个应答信号并对其进行处理，返回给外部 主机或进行相应操作。 本文所实现的读写器包含射频收发模块和数字基带处理模块，其中射频收发模块又包 括射频发射机和射频接收机两部分，总体结构如图 1 所示。系统在工作时，首先由数字基带 处理模块产生需要向射