利用單片機的捕獲功能自動(dòng)識別鐵路RFID標簽數據

摘要：鐵路標簽分為機車(chē)標簽和貨車(chē)標簽。2種標簽被閱讀器發(fā)射的射頻能量激活后，將連續不斷、周而復始返回標簽中的數據幀發(fā)送給閱讀器。閱讀器將標簽信號解調后送給單片機，單片機采用邊沿捕獲功能完成解碼。機車(chē)標簽幀頭和貨車(chē)標簽幀頭，以及它們的數據波形均是不相同的，正是利用它們各自信號的特征，可以自適應地識別出是機車(chē)標簽還是貨車(chē)標簽，這樣無(wú)論機車(chē)處于列車(chē)的什么位置，均不會(huì )出現誤識別或漏識別現象。
關(guān)鍵詞：單片機；射頻識別；鐵路標簽；波形特征；捕獲

RFID技術(shù)已成為21世紀十大新技術(shù)之一，而且每年都在高速增長(cháng)，推動(dòng)RFID的產(chǎn)業(yè)前進(jìn)。鐵路運輸作為國民經(jīng)濟的一個(gè)重要部門(mén)，在加大基礎建設的同時(shí)，加快鐵路信息化、現代化建設的步伐是真正形成鐵路經(jīng)濟、技術(shù)實(shí)力增長(cháng)點(diǎn)的必由之路。鐵道部已開(kāi)展鐵路車(chē)號自動(dòng)識別系統的建設，該系統能夠及時(shí)準確地采集列車(chē)車(chē)次、車(chē)號和到發(fā)信息，能加快實(shí)現全路貨車(chē)、機車(chē)、列車(chē)、追蹤管理，滿(mǎn)足現代鐵路運輸管理系統對列車(chē)、車(chē)輛等基礎信息的需求，最終實(shí)現運輸作業(yè)管理現代化、網(wǎng)絡(luò )化和資源共享，使鐵路運輸早日實(shí)現現代化管理。一列列車(chē)有2種標簽，機車(chē)標簽和貨車(chē)標簽，它們采用不同的編碼方式，而機車(chē)可以處于列車(chē)頭部或尾部，也可以是雙機車(chē)，因此要求能夠快速、準確地識別出2種標簽。本文介紹了一種利用單片機捕獲功能自適應地識別出兩種標簽。

1 鐵路貨車(chē)標簽的識別原理
1．1 機車(chē)標簽的編碼方式
機車(chē)標簽返回給閱讀器的數據幀由幀頭(見(jiàn)圖1)和數據2部分組成。

機車(chē)標簽數據“0”和“1”采用FM0編碼方式，時(shí)間寬度都為25μs。FM0編碼是一種雙相編碼(Bi-Phasespace)，目前正越來(lái)越廣泛地應用于RFID領(lǐng)域的各類(lèi)系統中。FM0編碼用每個(gè)位時(shí)鐘周期的電平變化來(lái)攜帶信息，“1”定義為電平保持；“0”定義為電平變化。FM0編碼波形如圖2所示，相對FSK編碼，其編碼特征如下：邏輯“1”的物理編碼為“11”或00”；邏輯“0”的物理編碼為“10”或“01”；信息速率為40Kb／s；每個(gè)標簽的內容含幀頭總共占用128個(gè)信息位，因此傳輸一個(gè)標簽的內容至少需要3．2ms的時(shí)間。
1．2 貨車(chē)標簽編碼方式
貨車(chē)標簽數據由128個(gè)比特組成。標簽被激活后，對數據進(jìn)行編碼，加幀頭，形成數據幀信號，采用反向散射原理(ASK調制信號)將數據發(fā)送給閱讀器。幀頭形式見(jiàn)圖3。標簽的數據編碼形式見(jiàn)圖4所示。標簽返回數據速率為10Kb／s；返回整個(gè)數據幀，包括幀頭，需13ms。