UHF 頻段讀寫器實例一915 MHz讀寫器
    請寫器的工作頻率為915 MHz, 是基于無源反射調制技術和模塊化設計原理的 RFID讀寫器, 工作距離長達10m。
1. RFID系統(tǒng)構成
    UHF頻段RFID系統(tǒng)是無源 RFID系統(tǒng), 由讀寫器和電子標簽組成, 當電子標簽進入讀寫器的能量場, 電子標簽的能量檢測電路將射頻信號轉化為直流信號, 供其工作。同 時, 芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)解調部分從接收到的射頻信號中解調出數(shù)據(jù)并送到控制邏輯。控制邏輯負責分析數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應操作, 包括從 EEPROM讀數(shù)據(jù)或寫人數(shù)據(jù), 將數(shù)據(jù)調制發(fā)送出去。
2. 讀寫器的硬件結構
    915 MHz的讀寫器主要由天線、射頻模塊和主控模塊3部分組成, 射頻模塊由發(fā)送部分和接收部分構成, 發(fā)送部分產(chǎn)生射頻信號及射頻能量, 給無源電子標簽提供能量; 接收部分對由天線接收的反射調制信號進行解調、放大及濾波。主控模塊控制與電子標簽的通信過程; 主機應用軟件進行通信, 并執(zhí)行應用軟件發(fā)來的命令。射頻識別系統(tǒng)采用時分復用的工作方式, 讀寫器輸出命令信號與接收電子標簽反射調制信號是在不同的時間段進行的。
(1)數(shù)字鎖相環(huán)技術。
    在射頻部分, 采用晶體振蕩器和壓控振蕩器以全數(shù)字鎖相環(huán)的形式產(chǎn)生915 MHz射頻信號。 旦不受溫度和電壓影響、環(huán)路帶寬和中心頻率編程可調、易于構建高階鎖相環(huán)等優(yōu)點, 并且應用在數(shù)字系統(tǒng)中時不需 A/D及D/A轉換。大線接收的反射調制信號經(jīng)過定向耦合器到接收通路, 檢波后的信號通過差動放大、低通濾。
(2)信號接收。
    傳統(tǒng)的鎖相環(huán)由模擬電路實現(xiàn), 而全數(shù)字鎖相環(huán)與傳統(tǒng)的模擬電路的實現(xiàn)方法相比, 具有精度高備和運算放大后, 進行 A/D轉換再送至主控模塊進行解碼。

    讀寫器進行讀寫操作時, 讀寫器與電子標簽的距離不是固定不變的。如果讀寫器與電子標簽距離近, 讀寫器接收到的反射調制信號較強; 如果讀寫器與電子標簽距離遠, 讀寫器接收到的反射調制信號就較弱。為了在讀寫器的工作距離內(nèi)得到穩(wěn)定可靠的接收數(shù)據(jù), 需要對A/D轉換之前

的運算放大器進行放大倍數(shù)控制, 較弱的接收信號需要較大的放大倍數(shù)。為了保持接收信號的穩(wěn)定, 采用了移動終端功率控制方案:反射信號變強, 降低接收通路的放大倍數(shù); 反之, 反射信號變?nèi)? 提高其放大倍數(shù)。采用對數(shù)放大器對反射調制信號進行電平檢測, 然后輸入到主控模塊進行算法分析, 輸出控制信號改變末級運算放大器的反饋電阻大小, 即可實現(xiàn)運算放大器的放大倍數(shù)的自動控制, 進而實現(xiàn)A/D轉換前信號幅度的穩(wěn)定。
(3)主控模塊。
    主控模塊的核心處理器為數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processing, DSP), 該DSP 芯 片運算速度為50 MIPS(MIPS:每秒執(zhí)行百萬條指令), 片內(nèi)有10KB 雙向訪問 RAM, 支持64KByte的數(shù)據(jù)空間和64KByte的程序空間, 能夠滿足射頻識別系統(tǒng)的要求。主控模塊的硬件, 本系統(tǒng)采用復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)完成整個系統(tǒng)的邏輯電路設計。實際系統(tǒng)中, 擴展了 64 KByte 的 SRAM, 但因DSP最多支持外部擴展64KByte 的數(shù)據(jù)空間, 因此, 模擬CE 控制信號由 DSP 通過CPLD 中的邏輯電路來控制, 從而決定選擇 SRAM 的高地址段64KByte 的存儲空間還是低地址字段的存儲空間。這樣, 在符合 DSP 的外擴數(shù)據(jù)空間要求的基礎上又增加了寶貴的存儲資源。除了 SRAM, 還配置了64 KByte 的 Flash, 以滿足DSP 引導 裝入程序的需要。