多通道多模式的低頻RFID閱讀器設計

3．3 標簽信息數據的程序控制解碼方法
考慮到數據的傳輸率不會(huì )大于3．2 kb／s，根據圖4所示的數據調制編碼方式可知，信息數據輸出端口(如圖2的DEMOD_OUT引腳)的信號變化頻率不會(huì )大于6．4kHz。在硬件實(shí)現的異步串行通信解碼接口中，通常選擇采樣頻率為信號變化頻率的16倍、32倍或更高。在這里由MCU程序控制進(jìn)行串行數據解碼的方法是：對接收的編碼信號脈沖跳變的時(shí)間間隔進(jìn)行測量。由圖4的編碼方式(曼徹斯特編碼)可知，表示數碼0的時(shí)間間隔是表示數碼1的時(shí)間間隔的1／2，因此測得信號脈沖跳變的時(shí)間間隔，通過(guò)程序判斷比較就可解碼出數據0或1。要測量信號脈沖跳變的時(shí)間間隔就需要有參考時(shí)鐘信號，在這里，當參考時(shí)鐘信號頻率為被測信號最高頻率的32倍時(shí)，其值為204．8 kHz。大多數MCU的定時(shí)器／計數器都能對這一頻率的信號進(jìn)行計數測時(shí)。若采用LPC214x的定時(shí)器／計數器捕獲功能就可以實(shí)現這一點(diǎn)。
將需要解碼的信號(圖2的DEMOD_OUT引腳輸出)接入到MCU定時(shí)器的捕獲端口，當沒(méi)有接收信號時(shí)，接收端口保持為低電平。當RFID閱讀器發(fā)送出閱讀命令后，接收程序準備就緒，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器計數。一段延時(shí)后接收信號到來(lái)，輸入信號每次發(fā)生跳變時(shí)，捕獲定時(shí)器的計數值，讀取并保存。設第0次跳變的捕獲保存值為T(mén)0，第n次跳變的捕獲保存值為T(mén)n，相鄰上次捕獲的保存值為T(mén)n-1，從第1次跳變開(kāi)始，計算差值△Tn：
△Tn=|Tn-Tn-1|(n≥1)
如果連續18次以上的差值△T相同(即△T1、～△T18相同)，則幀頭段捕獲成功?？紤]到接收信號放大檢波帶來(lái)的誤差以及MCU定時(shí)器／計數器存在有計數誤差，判定差值相同的依據為：
|△Tn-△Tn-1|≤2
式中，1≤n≤20，即相互之間的誤差不大于2。
差值的平均值為：
△T=(△T1+△T2+…+△TN)／N(18≤N≤20)。
△T為后續數據段解碼的檢測周期；如果后續碼段信號產(chǎn)生跳變的時(shí)間間隔等于平均值△T，則解碼為數據0；如果跳變的時(shí)間間隔值為平均值△T的2倍，則解碼為數據1。據此，就可以對接收的整個(gè)標簽信息數據幀進(jìn)行解碼。
4 閱讀器多通道、多模式的用法
閱讀器包含6個(gè)通道，可以根據應用需要配置出幾種典型的工作模式，如6通道輪循工作模式、6通道同步工作模式等。6通道輪循工作模式可用于靜態(tài)(如倉儲、圖書(shū)館等)物品的監管，其輪循的周期時(shí)長(cháng)可根據要求設置；6通道同步工作模式，可用于每個(gè)通道所對應的位置對系統時(shí)間響應都有嚴格要求的場(chǎng)合；6通道獨立工作模式主要針對一些需求少于6通道的場(chǎng)合，它可以靈活地關(guān)閉或開(kāi)啟其中任意幾個(gè)通道；雙3D工作模式，則是將6通道分成2組，每組3個(gè)通道監測同一個(gè)位置，3個(gè)通道的天線(xiàn)波束指向分別為前后、左右、上下3個(gè)相互垂直的方向(3D)，確保進(jìn)入監控位置的RFID標簽不會(huì )因擺放方向的差異而出現漏讀。另外，這種模式可同時(shí)對2個(gè)位置進(jìn)行3D監測，當RFID標簽分別通過(guò)這兩個(gè)被監測的位置時(shí)，閱讀器能根據RFID標簽信號出現的時(shí)間先后判斷出RFID標簽移動(dòng)的方向。

結語(yǔ)
設計的多通道、多模式低頻RFID閱讀器具有組態(tài)方式靈活、應用范圍廣的特點(diǎn)，且閱讀器的多通道集中控制可以有效地降低通道之間的串擾。實(shí)際應用表明，多通道、多模式低頻RFID閱讀器具有良好的穩定性和可靠性。