超高頻RFID讀寫(xiě)器設計

3 讀寫(xiě)器軟件設計
3．1 數字基帶處理模塊
數字基帶處理模塊是整個(gè)軟件設計的核心，它包括編解碼、數據分析、防碰撞等部分，數字基帶處理部分基本框圖如圖5所示。
3．2 讀寫(xiě)器防碰撞流程
數字基帶處理部分中，防碰撞部分是重中之重，也是整個(gè)讀寫(xiě)器設計的關(guān)鍵部分。此設計中采用隨機槽時(shí)隙仲裁防碰撞算法，解決了讀寫(xiě)器在多標簽環(huán)境下無(wú)法識別標簽的問(wèn)題，圖6為讀寫(xiě)器防碰撞大體流程。
3．3 讀寫(xiě)器PIE編碼設計
PIE(Pulse interval encoding)編碼，即脈沖間隔編碼，通過(guò)定義脈沖下降沿之間的不同時(shí)間寬度來(lái)表示數據。在標準中定義一個(gè)名稱(chēng)為“Tari”的時(shí)間間隔，也成為基準時(shí)間間隔，該時(shí)間段為相鄰兩個(gè)脈沖下降沿的時(shí)間寬度，持續時(shí)間為25μs。此設計中數據0和1的PIE編碼與“Tari”時(shí)間按段的關(guān)系如表3所示。設計中使用定時(shí)器進(jìn)行較精確的PIE編碼。
PIE編碼過(guò)程：首先設置編碼邏輯，即定時(shí)器中的值大于等于T時(shí)輸出為1，小于T時(shí)為輸出0，然后等待編碼信號來(lái)臨。在編碼信號來(lái)臨后，從FIFO中取數據，如果為0，則設置定時(shí)器值為2T，時(shí)鐘每來(lái)一次做自減運算；數據為1時(shí)則設置定時(shí)器中的值為4T，時(shí)鐘每來(lái)一次做自減運算。
3．4 讀寫(xiě)器解碼設計
FMO(Bi-Phase Space)解碼，即雙相間隔解碼，工作原理是在一個(gè)位窗內采用電平變化來(lái)表示邏輯。如果電平只從位窗的起始處翻轉，則表示邏輯“1”，如果電平除了在位窗的起始處翻轉，還在位窗中間翻轉則表示邏輯“0”，如圖7所示。一個(gè)位窗的持續時(shí)間是25μs。

FMO解碼大體過(guò)程：首先讀寫(xiě)器同時(shí)對I和Q兩路信號進(jìn)行采樣，利用狀態(tài)機檢測返回幀頭的正確性，讀寫(xiě)器根據幀頭的正確性來(lái)決定對I或Q路信號進(jìn)行解碼。針對FMO編碼的特點(diǎn)可知，FMO每個(gè)數據單元的起始處發(fā)生翻轉，由此可以根據起始處的上升沿或下降沿以及位窗中的采樣點(diǎn)來(lái)判斷出此位窗所表示的數據。設定一個(gè)位窗時(shí)間長(cháng)度為T(mén)，一種情況是位窗起始處為下降沿，在該位窗3／4T處采樣，采樣為1則位窗表示數據“0”，采樣為0則位窗表示數據“1”；另一種情況是位窗起始處為上升沿，在該位窗3／4T處采樣，采樣為1則位窗表示數據“1”，采樣為0則位窗表示數據“0”。

4 結束語(yǔ)
本文中設計主芯片采用LPC2103與Si4031，硬件電路簡(jiǎn)單易于實(shí)現；基于ISO／IEC 18000-6C，利用防碰撞算法設計實(shí)現了UHF頻段讀寫(xiě)器在多標簽環(huán)境下順利與標簽進(jìn)行通信，增強了讀寫(xiě)器的讀寫(xiě)性能；最后通過(guò)簡(jiǎn)單分析，介紹了PIE編碼和FMO解碼的過(guò)程。