于A(yíng)VR單片機的多協(xié)議讀寫(xiě)器的設計

引言

射頻識別(RFID)是利用無(wú)線(xiàn)方式對電子數據載體(電子標簽)進(jìn)行識別的一種新興技術(shù)。與接觸式IC卡和條形碼識別等系統比較，它有著(zhù)巨大的優(yōu)勢。利用射頻識別技術(shù)，能有效實(shí)現對數量大、分布區域廣的信息進(jìn)行智能化管理，達到高效快捷運作的目的，特別是在第二代身份證、物流、交通航運、自動(dòng)收費、超市、門(mén)禁系統管理、服務(wù)領(lǐng)域等方面有著(zhù)廣泛的應用前景。隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內RFID行業(yè)也正經(jīng)歷著(zhù)深刻的變革。

RFID系統一般是由讀寫(xiě)器、射頻卡、應用軟件來(lái)組成。其中讀寫(xiě)器的設計是至關(guān)重要的，它決定了系統的穩定性和準確性。

除了要求其能支持一系列協(xié)議、標準和收發(fā)器外，對讀寫(xiě)器可能還有其它功能性方面的要求，如高性能、防沖突、遠/近感應距離、移動(dòng)性及功耗。

本文就說(shuō)明了怎樣利用EM Microelectronic公司的EM4094 RFID讀寫(xiě)基站（又稱(chēng)讀寫(xiě)芯片、模擬前端模塊、基站芯片、收發(fā)器）來(lái)構建支持多種協(xié)議的13.56MHz通用型或能滿(mǎn)足上述特定要求的特殊RFID讀卡器。

硬件結構分析

讀寫(xiě)器一般由讀寫(xiě)基站、微控制器（單片機）組成。

基本上，讀寫(xiě)基站（如EM4094）為RFID負責對數據進(jìn)行編碼/譯碼，并以適當功率驅動(dòng)RFID讀卡器天線(xiàn)。

而讀寫(xiě)基站本身由微控制器驅動(dòng)。該微控制器負責管理不同協(xié)議的幀譯碼任務(wù)，以及與PC或其它后臺控制設備的通信接口(串行接口、USB接口或以太網(wǎng)接口)。

一些IC供應商提供集成了模擬前端和微控制器的芯片。在很多情況下，微控制器或集成的存儲器空間不是超出需求就是不夠用，而獨立的模塊允許制造商選擇最適合其設計要求的微控制器和存儲器容量。

軟件功能設計需求

該讀寫(xiě)器需要支持ISO14443 Type A和B、Sony Felica及ISO15693標準的全部強制命令，并支持EM 13.56MHz收發(fā)器IC的全部指令集?？梢詫?shí)現不同的通信協(xié)議和防沖突協(xié)議?？梢宰x寫(xiě)的卡片種類(lèi)如下：

? ISO 14443AB:

MIFARE? Ultralight

MIFARE? Classic

MIFARE? DESFire

MIFARE? PROX

MIFARE? PRO

? lSO 15693

? ISO 18000-3

? INSIDE PicoTag

? HID iClass

? Tagsys C320

? eNFC

? MasterCard PayPass

? FeliCa

? KSW TempSens

? KSW VarioSens

讀寫(xiě)基站的選擇

目前13.56MHz的多協(xié)議讀寫(xiě)基站基本上有3種常用的：

? Phlisps公司的RC632

? TI公司的RI-6C-001

? EM公司的EM4094

三家公司的芯片各有特點(diǎn)，綜合考慮，EM4094具有更好的性?xún)r(jià)比。

EM4094的概述

EM4094是一個(gè)集成的收發(fā)器芯片，它可用于構建RFID讀卡器的模擬前端模塊。該芯片的數據傳輸及接收鏈路允許傳送和解碼任何通信協(xié)議，因此EM4094支持所有EM公司的13.56MHz收發(fā)器芯片、ISO15693、ISO14443 AB、以及Sony Felica協(xié)議。通過(guò)適當設定，EM4094甚至還可以與NFC設備通訊。

它具有以下特點(diǎn)：

?兼容ISO15693、ISO14443；

?具有可選跨導的使用13.56MHz 石英的振蕩器；

?使用OOK 的天線(xiàn)驅動(dòng)或使用單一天線(xiàn)驅動(dòng)的ASK模塊；

?高輸出功率,5V電源下200mW高輸出功率；

?ASK調制可調范圍從7%到30%；

?天線(xiàn)短路保護；

?用于高度可靠通信的多路接收器輸入；

?帶AGC信號放大器的AM/PM解調；

? 848kHz BPSK內部解調器( B型)；

?多種副載波兼容接收(212kHz、 424kHz或848kHz)；

?多種副載波兼容譯碼(Manchester、BPSK)；

?內置接收低通濾波器截止頻率可在400kHz及1MHz間進(jìn)行檢波；

?內置接收高通濾波器截止頻率可在100kHz、200kHz及300kHz間進(jìn)行檢波；

?可選接收增益；

?可選擇的串行接口對選擇位進(jìn)行編程；

? 3線(xiàn)SPI控制的降功耗模式, 控制開(kāi)關(guān)機狀態(tài)；

?輸出功率為100mW ( SO16封裝)、 200mW ( SO20封裝)；

?工作溫度范圍-40℃到 +85℃；

?ISO15693、ISO14443 協(xié)議完全兼容；

?多接收輸入，高通訊可靠性。