基于MCU+FPGA模式的RFID讀寫(xiě)器設計

　　射頻識別技術(shù)RFID是一種非接觸的自動(dòng)識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感和電磁耦合）傳輸特性，實(shí)現對被識別物體的自動(dòng)識別，射頻識別系統一般由兩部分組成，射頻標簽(Tag)和射頻讀寫(xiě)器(Reader)。在RFID應用中，電子標簽附著(zhù)在被識別物體上，當帶有射頻標簽的被識別物品進(jìn)入讀寫(xiě)器的可識讀范圍內，讀寫(xiě)器自動(dòng)以無(wú)接觸方式將射頻標簽中約定的信息讀取出來(lái)，從而實(shí)現自動(dòng)識別物品和收集物品標志信息的功能。

　　RFID技術(shù)在生產(chǎn)、零售、物流和交通等行業(yè)有著(zhù)廣闊的應用前景 。為解決后勤物資在請領(lǐng)、運輸、分發(fā)等環(huán)節中的可視化動(dòng)態(tài)監控問(wèn)題，在軍事物流領(lǐng)域廣泛使用RFID技術(shù)，其基本用法是在倉庫、碼頭、車(chē)站、重要交通路口安裝布設射頻讀寫(xiě)器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，當裝有射頻標簽的軍事物資通過(guò)時(shí)，相關(guān)的物資信息、運輸信息和安全信息被自動(dòng)采集并上傳，實(shí)現了后勤物資保障供應鏈的可視化監控。

1 射頻讀寫(xiě)器功能要求

　　射頻讀寫(xiě)器用于遠距離讀寫(xiě)射頻標簽內部存儲的各類(lèi)信息．考慮在運輸途中的物資監控能力．要求射頻讀寫(xiě)器適應于野外工作環(huán)境．設計可靠的抗干擾和保護措施 射頻讀寫(xiě)器主要性能要求如下：
　　(1)全向的射頻標簽識別、讀寫(xiě)功能；
　　(2)高速的數據處理能力：
　　(3)多樣化的數據通信接口設計：
　　(4)能夠適應高速運動(dòng)狀態(tài)下的射頻標簽快速識讀：
　　(5)使用于交／直流供電場(chǎng)合，考慮車(chē)載化設計；
　　(6)完善地抗干擾，防雷擊、浪涌措施；
　　(7)軟件中間件開(kāi)發(fā)、配置、運行方便、快捷。

2 讀寫(xiě)器結構組成

　　根據功能需求，射頻讀寫(xiě)器的設計主要由控制模塊、射頻收發(fā)模塊、天線(xiàn)單元、通訊接口模塊和電源模塊五部分組成．如圖1所示?？刂颇K以NXP公司 LPC23系列高性能ARM7嵌入式微控制器(MCU)為核心。內置μC／OS―II多任務(wù)操作系統．構成實(shí)時(shí)多任務(wù)高速數據處理平臺，通過(guò)外圍電路實(shí)現了射頻控制、空中協(xié)議、數據存儲、以太網(wǎng)協(xié)議和串口通訊等功能。

　　射頻讀寫(xiě)器介于射頻標簽和軟件中間件之間，是數據鏈路層和媒體接入層協(xié)議棧的主要承載者．要求有高速、大容量數據處理能力和實(shí)時(shí)多任務(wù)控制能力。為此，讀寫(xiě)器設計了32位高速MCU+FP―GA+IxC／OS―II多任務(wù)操作系統構成的嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)處理平臺。該平臺可靠、穩定，且具有外圍接口豐富和可擴展性好等特點(diǎn)。有效保證了信息的快速采集、處理和交換射頻收發(fā)模塊完成載波產(chǎn)生、空中信令調制／解調功能，天線(xiàn)單元的兩個(gè)天線(xiàn)相互垂直交叉布置。通過(guò)小型射頻電纜與射頻收發(fā)電路相連．實(shí)現讀寫(xiě)田器全向收發(fā)射頻信號的功能。通信接口模塊提供RS232、RS485和以太網(wǎng)3種通信接口。電源模塊為軟硬件系統運行提供了可靠的交直流供電保障。