主動(dòng)式超高頻射頻識別系統設計

　　射頻識別（RFID）是一種利用射頻信號進(jìn)行識別的技術(shù)，它的基本原理是利用應答器直接發(fā)射或反射的電磁波來(lái)進(jìn)行通信。根據系統應答器向讀寫(xiě)器通信方式可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。主動(dòng)式射頻就識別系統由于其通信距離遠、可靠性強、通信速率高等優(yōu)點(diǎn)適用于軍事、物流、交通、物品實(shí)時(shí)跟蹤定位等領(lǐng)域[1]。過(guò)去由于主動(dòng)式射頻識別系統的應答器體積和功耗較大、電池壽命有限等因素,嚴重限制了主動(dòng)式RFID 系統的應用和普及；近年來(lái)射頻和數字集成電路以及高容量小體積電池技術(shù)的快速發(fā)展，使主動(dòng)式射頻識別系統在很多應用領(lǐng)域進(jìn)入實(shí)用化階段。

　　1 系統的硬件組成與通信協(xié)議設計

　　基于RFIC 的主動(dòng)式射頻識別系統設計有利于實(shí)現系統的小型化，低功耗，可靠性和靈活性，本文采用Chipcon 公司的CC1100 作為無(wú)線(xiàn)數據傳輸模塊，進(jìn)行系統設計。

　　1.1系統組成和原理

　　1.1.1 應答器與讀寫(xiě)器組成

　　系統由應答器和讀寫(xiě)器兩部分組成，如圖1 所示，應答器部分由無(wú)線(xiàn)傳輸單元、控制單元和供電單元組成；讀寫(xiě)器部分由無(wú)線(xiàn)傳輸單元、控制單元和數據傳輸單元組成。

　　圖 1 系統組成原理圖

　　讀寫(xiě)器中數據傳輸單元由兩塊 CC1100 組成，其中一片工作于315MHz，用于發(fā)射單頻點(diǎn)載波，形成激活場(chǎng)區，另一片工作于433MHz，用于與應答器進(jìn)行半雙工通信；控制單元采用TI 的超低功耗單片機MSP430，降低了系統功耗?？刂茊卧糜谂渲肅C1100 寄存器，處理CC1100 接收到的數據，并向外提供RS232/485 接口。應答器中數據傳輸單元為一片CC1100，用來(lái)與讀寫(xiě)器進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信；控制單元用于配置CC1100 寄存器，并對CC1100 的狀態(tài)進(jìn)行管理。

　　1.1.2 控制單元與無(wú)線(xiàn)傳輸單元接口

　　CC1100 與MSP430 采用SPI 接口連接，圖1 中已經(jīng)給出了它們之間的連接方式。SPI 總線(xiàn)接口技術(shù)是一種高速、高效率的串行接口技術(shù)，主要用于擴展外設和進(jìn)行數據交換。MSP430控制CC1100 進(jìn)行數據發(fā)射和接收數據的流程如圖2 所示。

　　圖 2 數據發(fā)送和數據接收流程

　　1.2系統通信協(xié)議

　　應答器與讀寫(xiě)器的非接觸數據交換構成一個(gè)無(wú)線(xiàn)數據通信系統,數據通過(guò)CC1100 在讀寫(xiě)器和應答器之間無(wú)線(xiàn)傳輸,本文設計了以CC1100 作為射頻接口的主動(dòng)式RFID 系統的通信協(xié)議,可以將基本控制,通信等功能函數編程寫(xiě)入控制系統,通過(guò)調用函數功能模塊以完成通信功能。