無(wú)線(xiàn)動(dòng)物識別和跟蹤管理系統的設計

射頻電子標簽通過(guò)射頻電路檢測到便攜式手持讀寫(xiě)器發(fā)出的信號后進(jìn)行解調，再把有效信息傳輸給標簽內的單片機；而便攜式手持讀寫(xiě)器接收數據信息的過(guò)程剛好與發(fā)送時(shí)相反，即射頻電子標簽要對發(fā)送的信號進(jìn)行調制，便攜式手持讀寫(xiě)器則對其進(jìn)行解調，再把有效信息傳輸給便攜式手持讀寫(xiě)器內部的單片機。以上工作主要由射頻芯片實(shí)現，本設計采用EM4469芯片。

EM4469主要特點(diǎn)及原理框圖

EM4469是Microelectronic公司推出的一種工作頻率為100~150kHz的具有讀/寫(xiě)功能的非接觸式RFID射頻芯片，可以較低的功耗提供多種數據傳輸率和數據編碼方式。該射頻芯片不僅兼容ISO11784/11785標準，而且還符合ISO FDX/B動(dòng)物識別標準，因此被廣泛應用于各種應用管理系統中，尤其是動(dòng)物識別和跟蹤管理中。其主要特點(diǎn)如下：

容量為512位EEPROM，分為16扇區，每區32位。
具有32位密碼讀寫(xiě)保護。
每張卡都有32位唯一的ID碼。
具有10位用戶(hù)碼。
兼容ISO11784/11785標準。
EM4469的鎖定位可以將EEPROM的數據塊轉變成只讀模式。
具有Manchester、miller、Bi-phase、PSK、FSK等多種編碼形式。
具有多種數據傳輸速率(從1-32K波特)。
工作頻率范圍10～105kHz。
有片內整流器和限壓器。
額定工作溫度為-40℃～85℃。
超低功耗。
EM4469片內集成的諧振電容多種可選(33opF，250pF，75pF)。
圖２為EM4469芯片的原理框圖。其中，時(shí)鐘解壓器的作用是產(chǎn)生系統時(shí)鐘，其頻率與射頻磁場(chǎng)的頻率相適應，邏輯模塊內的時(shí)序發(fā)生器將利用系統時(shí)鐘產(chǎn)生內部時(shí)序。數據解壓器的作用是探測天線(xiàn)端信號的存在時(shí)間周期，它可以監測到磁場(chǎng)停止時(shí)間是否長(cháng)過(guò)數據提取時(shí)限TMONO。調制器由邏輯模塊驅動(dòng)，當其處于開(kāi)狀態(tài)時(shí)，將消耗天線(xiàn)兩端大的電流，從而調制射頻磁場(chǎng)。邏輯電路由控制器、配置寄存器、時(shí)序發(fā)生器、編碼器和命令解碼器等多個(gè)子模塊組成，它的作用是控制IC的狀態(tài)、產(chǎn)生工作時(shí)序信號、編碼和解碼數據以及讀寫(xiě)EEPROM數據等。

EM4469射頻芯片的存儲結構
512位的EEPROM存儲空間，被分成16個(gè)扇區(編號為0-15)，每個(gè)扇區有32位(編號為0-31)，讀寫(xiě)時(shí)按低位優(yōu)先的原則進(jìn)行，總是從LSB開(kāi)始。其中第0和第1扇區由芯片生產(chǎn)廠(chǎng)商定義為只讀扇區，芯片的類(lèi)型、版本、用戶(hù)代碼和唯一序列號(UID)都寫(xiě)在這兩個(gè)扇區中；第2，3，4三個(gè)扇區是內部管理塊，用來(lái)定義器件的操作選項(輔助管理字段)，它們由密碼塊、保護字塊和配置字塊組成；剩下的11個(gè)扇區(5-15)是用戶(hù)可以自由使用的空間(共352位)。EM4469的存儲器結構如表1所示。

便攜式手持讀寫(xiě)器的設計