RFID板級(jí)電子標(biāo)簽驗(yàn)證平臺(tái)的設(shè)計(jì)及測(cè)試[1]

  在此，首先介紹電子標(biāo)簽的工作原理及ISO18000-6C標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)ISO18000-6C標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)超高頻電子標(biāo)簽驗(yàn)證平臺(tái)的整體電路。重點(diǎn)討論基于EP1C6Q240FPGA的數(shù)字基帶部分設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后給出了該平臺(tái)的測(cè)試結(jié)果，驗(yàn)證了平臺(tái)設(shè)計(jì)的正確性和可靠性。

  射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由讀寫(xiě)器（Reader）和射頻標(biāo)簽（RFIDTag）構(gòu)成。附著在待識(shí)別物體上的射頻標(biāo)簽內(nèi)存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，作為待識(shí)別物品的標(biāo)識(shí)性信息。讀寫(xiě)器可無(wú)接觸地讀出標(biāo)簽中所存的電子數(shù)據(jù)或者將信息寫(xiě)入標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各類物體的自動(dòng)識(shí)別和管理。讀寫(xiě)器與射頻標(biāo)簽按照約定的通信協(xié)議采用先進(jìn)的射頻技術(shù)互相通信，其基本通信過(guò)程如下。

  （1）讀寫(xiě)器作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽接收讀寫(xiě)器發(fā)送的載波能量，上電復(fù)位；（2）標(biāo)簽接收讀寫(xiě)器發(fā)送的命令并進(jìn)行操作；（3）讀寫(xiě)器發(fā)出選擇和盤(pán)存命令對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，選定單個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行通信，其余標(biāo)簽暫時(shí)處于休眠狀態(tài)；（4）被識(shí)別的標(biāo)簽執(zhí)行讀寫(xiě)器發(fā)送的訪問(wèn)命令，并通過(guò)反向散射調(diào)制方式向讀寫(xiě)器發(fā)送數(shù)據(jù)信息，進(jìn)入睡眠狀態(tài)，此后不再對(duì)讀寫(xiě)器應(yīng)答；（5）讀寫(xiě)器對(duì)余下標(biāo)簽繼續(xù)搜索，重復(fù)（3），（4）分別喚醒單個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行讀取。直至識(shí)別出所有標(biāo)簽。

  標(biāo)簽向讀寫(xiě)器傳送數(shù)據(jù)是通過(guò)反向散射調(diào)制技術(shù)，對(duì)于無(wú)源電子標(biāo)簽，其本身沒(méi)有足夠的發(fā)射能量，所以通過(guò)改變天線的匹配阻抗控制天線的反射強(qiáng)弱，阻抗不匹配時(shí)天線反射率很大，阻抗匹配時(shí)天線反射率很小，以此來(lái)表示輸出信號(hào)的有無(wú)。

  RFID板級(jí)標(biāo)簽驗(yàn)證平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  板級(jí)標(biāo)簽主要由模擬射頻和數(shù)字處理2部分組成。

  模擬射頻部分采用分立元件實(shí)現(xiàn)，完成射頻信號(hào)的接收，來(lái)自RFID讀寫(xiě)器的信號(hào)通過(guò)天線和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)915MHz的聲表面濾波器濾波，進(jìn)行包絡(luò)檢波后，通過(guò)一個(gè)運(yùn)放構(gòu)成的一階有源低通濾波器，再由電壓比較器完成高低電平的判決。數(shù)字部分由EP1C6Q240FPGA實(shí)現(xiàn)，完成ISO18000-6C協(xié)議處理，EP1C6Q240FPGA接收來(lái)自前端的TTL電平，完成PIE解碼、CRC校驗(yàn)、命令解析、狀態(tài)轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、FMO編碼等功能。FMO編碼通過(guò)反相散射調(diào)制輸出，改變天線的反射阻抗實(shí)現(xiàn)。

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