RFID(RadioFrequencyIdentification)是一種非接觸式自動識別技術,其原理是利用射頻方式進行非接觸雙向通信,實現對物體的自動識別。由于具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別等特點,RFID技術強有力地推動家庭自動化、工業自動化、現代物流等領域的發展。本文提出一種基于2.45 GHz的有源射頻識別系統的方案。參考ISO18000-7標準對系統通信協議進行了規劃,設計了硬件系統和基于C++的上位機及電子地圖系統,在實驗室環境下對系統標簽掃描、標簽容量和識別效率進行了優化和改善,使系統的可靠性和適用性得到了增強。
1 系統設計方案
1.1 復用段保護環點對多點系統
系統由一臺中央監控設備(主閱讀器)和一系列遠程終端設備(從閱讀器)構成了點對多點的多任務無線通信系統。主閱讀器與從閱讀器,以及各從閱讀器之間通過雙絞線進行連接, 從閱讀器可以作為一個數據中轉站,起到暫存數據和距離延伸的作用,各個中轉站之間以單向通信方式進行數據傳遞。各從閱讀器由主閱讀器通過雙絞線進行遠程供電,簡化了系統結構,降低了成本。為了保證數據傳輸和系統供電的可靠性,各從閱讀器之間組成了一個復用段環狀結構,這種結構較鏈狀結構的可靠性有大幅度的提高。
1.2 硬件平臺
系統的硬件平臺主要包括主閱讀器和從閱讀器兩部分。從閱讀器負責從標簽讀取數據,將數據打包處理后逐次傳遞,發給主閱讀器,最后送到PC主機。考慮到室內定位所要求的通信距離、發射功率、成本以及功耗等,這里選擇有源電子標簽進行系統構建。為了滿足系統設計所要求的收發穩定、信號檢測靈敏度高以及低發射功率等要求,本系統選擇了NRF2401無線傳輸芯片和以Atmega8L為主的微控制模塊。
控制單元由MCU和編碼電路構成,主要完成以下任務:①與應用系統軟件PC端進行通信并執行系統發來的指令;②控制電子標簽的通信過程;③信號的編碼與解碼;④執行反碰撞算法;⑤對電子標簽與閱讀器之間要傳送的數據進行加密和解密;⑥進行讀寫器和電子標簽之間的身份驗證。系統結構如圖1所示。
圖2為單元系統硬件平臺模塊,系統具有工作狀態指示和電源控制、移動目標位置識別、信息監控等功能,查詢互控性較好。
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