RFID射頻讀寫(xiě)器的設計

RFID（Radio Frequency Identification）是一種無(wú)線(xiàn)射頻識別技 術(shù)，它是自動(dòng)識別技術(shù)的一種。使用專(zhuān)用的RFID 讀寫(xiě)器及專(zhuān)門(mén)的可附著(zhù)于目標物的RFID標簽，利用頻率信號將信息由標簽傳送至讀寫(xiě)器。相比傳統的條碼、磁卡等自動(dòng)識別技術(shù)，RFID技術(shù)在諸多方面都有顯著(zhù)優(yōu)勢，如環(huán)境適應能力、工作距離、保 密性、及其智能化等。另外，它對多個(gè)高速運動(dòng)的物體也可同時(shí)識別。

RFID技術(shù)正在迅速成熟，許多國家都將它作為一項重要產(chǎn)業(yè)予以積極推動(dòng)。就目前來(lái)看，中國無(wú)源超高頻發(fā)展還處于初級階段，亟待突破核心技術(shù)，不僅需要完善商業(yè)模 式更需要創(chuàng )新，要想無(wú)源超高頻市場(chǎng)發(fā)展，必須有效地解決核心問(wèn)題。本文為射頻通信系統的實(shí)現提供了一種可行的解決方案。

1 系統整體設計

本文選用的是C8051F310微控制器和FM1702SL讀寫(xiě)芯片。C8051F310具有10位轉換速率可達200 ksps的ADC，高速8051微控制器內核，29/25個(gè)端口I/O等特點(diǎn)；非接觸式讀卡芯片FM1702SL是基于ISO14443標準的，可滿(mǎn)足的加密算法有很多種，支持13.56 MHz下的非接觸通信協(xié)議TYPEA。

讀寫(xiě)器將要發(fā)射的信息編碼后加載在13.56MHz的射頻載波上，通過(guò)天線(xiàn)向外發(fā)送，并形成一個(gè)穩定的電磁場(chǎng)，為RFID標簽提供能量。當RFID電子標簽進(jìn) 入讀寫(xiě)器的工作區時(shí)，卡內天線(xiàn)接收此信號和能量，標簽被激活。標簽芯片對此信號做出判斷，如為有效信令，則從存儲器中讀取有關(guān)信息，并通過(guò)卡內天線(xiàn)發(fā)射出 去。天線(xiàn)收到此信號，FM1702SL內部接收器對信號進(jìn)行檢測和解調并根據寄存器的設定進(jìn)行處理，之后送至主機系統。主機系統判斷出該標簽是否合法，做出相應處理，隨后發(fā)出指令到讀寫(xiě)器。

2 系統硬件設計

2.1 整體電路設計

外部電源為220V交流電，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源將其穩壓在5V，給電路板供電。由于C8051F310單片機的 供電電壓為2.7 V~3.6V，射頻讀寫(xiě)芯片FM1702SL的供電電壓為3 V~5 V，所以用一片AMS1117穩壓器，將電壓穩定在3.3V供電。RS232通過(guò)SP3232實(shí)現電平轉換，與C8051F310相連接，C8051F310單片機通過(guò)SPI口與FM1702SL相連接，進(jìn)而對讀寫(xiě)芯片進(jìn)行控制。FM1702SL再與天線(xiàn)相連接實(shí)現信號的發(fā)送與接收。

總之，該系統主要由電源模塊、串口通訊模塊、MCU 模塊、FM1702SL 接口模塊和天線(xiàn)匹配電路模塊組成。

2.2 FM1702SL 電路設計

FM1702SL是高集成度的芯片，其外圍電路需要幾個(gè)退耦電容和一個(gè)晶振以及一個(gè)0 Ω 電阻即可。本系統采用PCB天線(xiàn)設計，FM1702SL電路如圖1 所示。

圖1 FM1702SL 電路