嵌入式無(wú)線(xiàn)頻率識別設備的設計與實(shí)現

0引言

無(wú)線(xiàn)頻率自動(dòng)識別設備(radio frequency identification de-vice RFID)利用射頻力一式讀取數據并識別目標對象。與條形碼或磁條等技術(shù)相比較，利用RFID技術(shù)識別電子標簽，基十其閱讀器和收發(fā)器之間的無(wú)線(xiàn)鏈接，可獲得更加快速}(1J穩定的數據讀取能力um若讀寫(xiě)器讀寫(xiě)范圍內存在多個(gè)標簽，就會(huì )導致讀寫(xiě)器對接受信號的錯誤解碼，囚此需要采用防沖突算法來(lái)防}h數據的碰撞I(IJ導致的系統效率的降低木文設計并實(shí)現了一個(gè)基十XScale處理器Intel PXA270的電子標簽閱讀器，它能夠遠距離識別批量標簽，分析了射頻識別系統的標簽碰撞產(chǎn)生的原囚，并介紹解決標簽碰撞的防碰撞算法，這是 一種高性能低成木的電子標簽自動(dòng)識別力一案。

1RFID系統

RFID的控制系統由閱讀器Reader和電子收發(fā)器兩部分組成，閱讀器Reader通過(guò)天線(xiàn)發(fā)出電磁脈沖，收發(fā)器接收脈沖并發(fā)送已存儲的信息到閱讀器作為響應。

1.1硬件系統

電子標簽閱讀器硬件系統結構如圖1所不。硬件系統選用Intel公司基十XScale內核的PXA270工業(yè)級嵌入式處理器作為電子標簽讀寫(xiě)器的處理器o PXA270芯片集成了Intel Wire-less MMX無(wú)線(xiàn)模塊、32KB的指令Cache, 32KB的數據Cache,MMU、外部存儲器控制器,LCD控制器,NOR Flash控制器,4個(gè)DMA通道、3通道UART , 2個(gè)I2C總線(xiàn)控制器,1個(gè)IIS總線(xiàn)控制器,4通道PWM定時(shí)器和一個(gè)內部定時(shí)器, GPIO接口、觸摸屏接口、USB Host不II USB Device控制器, SD Card/MMC控制器等。讀寫(xiě)器的無(wú)線(xiàn)發(fā)送接收數據模塊由Intel 81000芯片、晶振和天線(xiàn)組成。

1.2軟件系統

讀寫(xiě)器的軟件系統包括系統初始化模塊、電子標簽與讀寫(xiě)器通信模塊和LCD觸摸屏幕顯T模塊等功能，軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境選用RT-Linux操作系統。電子標簽讀寫(xiě)器的軟件構架如圖2所不。

1.3設備驅動(dòng)

設備驅動(dòng)程序是操作系統內核和機器硬件之間的接口。

斷處理程序掃描特殊鍵盤(pán)，確定按鍵并獲得掃描碼。鍵盤(pán)驅動(dòng)程序流程圖如圖4所不。

2電子標簽防沖突策略

在電子標簽與讀寫(xiě)器的通信過(guò)程中，若有多個(gè)標簽同時(shí)發(fā)送數據時(shí)將會(huì )出現沖突，導致數據傳輸錯誤。為了提高讀寫(xiě)器系統的穩定性，必須采用防沖突策略避免標簽數據沖突。

2.1 ALOHA動(dòng)態(tài)幀算法

ALOHA算法是一種有效的防沖突算法。在A(yíng)LOHA算法的執行過(guò)程中，由十每個(gè)標簽都有ID編號，若標簽進(jìn)入讀寫(xiě)器的有效識別范圍內則自動(dòng)向讀寫(xiě)器發(fā)送自身ID，向讀寫(xiě)器傳輸數據，讀寫(xiě)器對十每個(gè)標簽的識別時(shí)間為T(mén)mo讀寫(xiě)器

由公式(5)可見(jiàn)，當標簽數量和幀內slot數量相當時(shí)，讀寫(xiě)器系統效率接近最大。動(dòng)態(tài)幀長(cháng)度算法流程如圖5所不。

2.2實(shí)驗數據分析

木文采用動(dòng)態(tài)幀長(cháng)度ALOHA算法防}h標簽數據沖突。實(shí)驗數據表明，當標簽數目達到85個(gè)以上時(shí)，ALOHA算法的幀時(shí)隙slot數目開(kāi)始急劇增加，這表明標簽碰撞次數增加，數

3結束語(yǔ)

木文實(shí)現了一個(gè)基十XScale處理器的嵌入式電子標簽讀寫(xiě)器系統。該系統的RFID閱讀器封裝了底層的硬件驅動(dòng)，功能模塊擴展力一便，實(shí)現了對電子標簽的識別功能。為了避免標簽數據沖突，該系統采用了基十動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA防沖突算法，降低了RFID系統中標簽發(fā)生碰撞的概率，提高了電子標簽系統的識別效率和穩定性。實(shí)驗結果表明，該系統能夠在物流系統中快速準確地檢測貨品，適合用十潮濕、骯臟等惡劣的環(huán)境，具有很好的實(shí)用價(jià)值。