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射频识别系统硬软件设计

0前言

射频识别（即RadioFrequencyIdentification，以下简称RFID）技术是从

九十年代兴起的一项自动识别技术。它利用方式进行非接触双向通信，以达到

识别目的并交换数据。与磁卡、IC卡等接触式识别技术不同，RFID系统的电子

标签和读写器之间无须物理接触就可完成识别，因此它可实现多目标识别、运

动目标识别，可在更广泛的场合中应用。本文研制的射频识别系统和相应的数

据校验算法是对射频识别技术的一次成功尝试。

1射频识别原理

典型的RFID系统由电子标签（Tag），读写器（Read/WriteDevice）以及

数据交换、管理系统等组成。电子标签也称射频卡，它具有智能读写及加密通

信的能力。读写器由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。射频

识别是无源系统，即电子标签内不含电池，电子标签工作的能量是由读写器发

出的射频脉冲提供。电子标签接收射频脉冲，整流并给电容充电。电容电压经

过稳压后作为工作电压。数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送

到控制逻辑。控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其它操作。EEPROM用来

存储电子标签的ID号及其它用户数据。

2射频识别系统设计

目前各大都开发了用于射频识别的ASIC（数字模拟逻辑混合型专用电路），

本文研制的射频识别系统是基于德州仪器公司的TMS3705基站芯片，由基站芯

片设计基站发射和接收电路，同时设计基站天线。基于TMS3705基站芯片搭建

射频基站，台湾联阳电子提供了基于TMS3705的射频基站模块RFM001.

图1基站芯片及射频基站模块

射频卡发射数据后由射频基站天线接收，由基站处理后经基站的输出脚把

得到的数据流发给的输入口。基站只完成信号的接收和整流工作，而信号的解

调解码的工作由微处理器来完成。微处理器要根据输入信号在高电平、低电平

的持续时间来模拟时序进行解码操作。现在比较流行的编码方法有

Mancheester编码，Biphase编码。

本系统是基于TMS3705基站芯片的射频识别系统，所采用的射频卡是

RFM001读写卡，要想正确的完成射频识别系统的开发，必须了解所使用的射频

卡的读写特性。这些特性包括：EEPROM的存储分配、卡的同步信号、发射频率、

卡控制逻辑、写卡以及其他卡操作的命令格式等。

2.1数据在RFM001射频卡中的存储格式

包含Startbyte共有14bytes数据

用户数据区共有10个字节，建议采用对数据进行CRC校验，故建议第2-

9byte为用户数据区，第10、11byte为CRC校验码。

以下给出基站读取数据的时序（如图2），由射频卡发出的数据采用FSK

调制。

图31个字节的传输格式

每个Byte的格式如图3，由10bits组成，第一个bit是STARTbit固定为

HI，最后一个bit是Stopbit固定为LOW，第2-9bit实际发送的数据（最先收

到的bit为LSB），由于是负逻辑数据需要反相处理（LOW=1、HI=0）。

2.2RFM001射频卡写入格式

要将用户数据写入RFM001射频卡，必须遵循下列格式。

用户数据区的数据可由用户完全决定，但建议采用2byte校验码的CRC校

验来校验数据。所以对于10个byte的用户数据，前面8个字节作为用户数据，

后面2个字节作为用户数据的CRC校验码。

对于一位的写入采用的是脉宽调制，根据占空比的不同来确定是写入1还

是写入0，具体占空比见图4.

图4位写入方式

2.3射频识别系统硬件设计

射频识别系统主要硬件组成是由单片构成射频信号的解码模块，其主要构

成如下框图，其中通过RS232串行通讯将数据交给PC机进行处理。

图5射频识别系统硬件框图

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