嵌入式射频识别系统rfid的研究与实现
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嵌入式射频识别系统(R FI D)的研究与实现
余引
(随州联通，湖北随州441300)
7瞒要]无线射频技术已经被越来越多的研究和应用，本论文针蚌嵌入式系统在无线射频识别系统中的应用展开了分析讨论。
给出了射频+识别系统的硬件框架结枸和系统功能设计。
在此基础上重．最对R FID射频读写模块以殁嵌入式系统任务划分进行了设计，对于进一步提高嵌。
人式系统在无线射频识别系统中的应用，I,R／及RFI D识别系统的应用研究都具有一定借鏊意义。
，日；键词)嵌入式系统；射频技术；无线通信
90年代兴起的一种自动识别技术——射频识别技术(R FI D，R a-di oFr eque ncyI dent i f i ca t i on)，随着其自身逐步的发展和完善，它的优点渐渐为人们所认识和接受，已经广泛应用到生产和生活的一些领域中，并目还在不断的发展着。
本论文将主要针对嵌入式系统在射频识别系统中的应用展开分析研究，以期从中找到能够可供借鉴的嵌入式射频技术的设计方法，并和广大同行分享。
1系统总体设计
1．1硬件总体框架结构设计
主机系统的硬件设计采用了结构化、模块化的设计思想，而不是传统的M C S一51单片机结构，采用了32位高性能A R M微处理器为核心，提供了非接触式射频标签接口、标准串行通讯口以及T FT液晶屏等接口，具体从硬件设计上来说，主要包含以下模块：
>主处理器LPC2210模块：
>扩展存储器Z M B N O RE A L SH、SM BPSR A M：
>16M B N A N D FL A SH存储器电路：
>射频标签读写器模块ZL G500；
>人机界面模块T FT4267：。
>其他扩展模块，如串口通信模块，电源漠块等等。
12系统功能模块划分
在功能上讲，模拟部分负责和标签之间的通信，而数字部分需要控制整个通信过程以及处理来往的数据，下面分别对模拟部分和数字部分的主要功能进行分析划分。
1)模拟部分
对于发送部分，首先由频率稳定的石英晶体振荡器产生所需的工作频率，震荡信号被馈送到由信号编码的基带信号控制调制器。
对输入数据进行A SK或FSK调制，变为M anches t er．M i l l er或者N R Z码，同时发送部分将此基带f言号送到频率合成器，经功率放大输出使调制后的信号达到所需电平，耦合到震荡线圈输出。
接收端则采用隔开的信号信道接收震荡线圈上收到的微弱信号，将此微弱信号放大、滤除杂波，经过混频提取出基带信号，然后经过A S K或FS K的解调后可以得到来自标签的数掳准氯
从上面的分析可以看出，模拟部分的硬件构成其实是一个发送、接收机系统，不同于其他发送、接收机的～点是它需要向其通信对象提供工作所需能量。
2)数字部分
从功能上来看，R FID射频识别系统的数字部分因该是一个完整的数据处理和控制系统，必然包括处理器、存储器、控制端口和数据端口这几个组成部分。
实际上，数字部分可以是一个PC系统，也可以是一个嵌入式系统，在具体设计上，主要取决于与模拟部分的接口匹配问题、处理和控制能力问题以及系统特征和功能上的要求。
本研究论文采用嵌入式系统解决方案。
2嵌入式射频识别系统实现技术分析
21R F I D射频读写模块的设计
对于R FI D射频读写模块的设计，本研究论文采用M FR C500射频读写模块。
M FR C500是应用于13．56M H z非接触式通信中高集成读卡I C系列中的一员，该读写I C卡系列利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13．56M H z下所有类型的被动非接触式通信式和
2010年3月(下)协议。
M F R C500支持不同的微控制器接口。
一个智能的自动检测逻辑可以自动适应系统总线的并行接口。
使用信号N C S选择芯片。
要使用独立的地址和数据总线与微控制器相连，必须将A LE脚连接到D V D D o 若使用复用的地址和数据总线与微控制器接口，必须将A LE脚连接到微控制器的A L E信号。
著要使用RN W和N D S(取代N W R和N R D)与微控制器相连，微控制器的R N W必须连接到管脚N W R，而N D S 必须连接到N R D。
M FR C SO O适用于各种基于I s助E C l4443A标准并且要求低成本、小尺寸、高性能以及单电源的非接触式通信的应用场合。
22嵌入式系统任务设计
软件平台设计中，采用嵌入式实时操作系统‘l C l i nux对系统多任务进行调度及管理。
基于实时多任务操作系统的应用程序中，实时性取决于对任务及中断的处理。
用户根据需要调用u C l i nux的任务调度函数，调度函数从就绪任务中寻找优先级最高的任务，并进行任务切换操作。
按照任务划分原则，结合无限射频识别系统(RF I D)的具体实现的功能和要求，把应用软件分成以下几类任务：
1)基本功能实现任务：包括数据的采集，数据的缓冲，数据的预处理等任务，其中数据预处理是根据需求对采样数据作低通滤波处理。
2)无线射频识别任务：主要根据采集到的数据，利用RFID技术实现无线通信，将采集到的数据与射频眼务器内的数据进行对比，进而完成识别功能。
3)^机交互功能：键盘响应、显示器显示等。
系统任务的实现由两个不同的进程实现：本地数据采集程序和无线通信服务程序。
本地数据采集程序对外部数据信号进行采集，并将采集的数据送到数据处理模块；数据处理模块对采集的数据进行数字滤波，数据保存模块负责将公共缓冲区的数据按照一定的格式保存到Fl as h中；键盘模块提供用户在现场对设备进行控制的手段，用于设定采集的参数。
无线通信服务程序实际上由两部分构成：嵌入式W ebs erver和CG I程序。
嵌入式W ebserver作为在后台运行的守护进程，负责监听来自射频识别对象的请求。
当用户通过射频卡或者其他射频识别设备向本地识别服务器系统发出请求时，启动相应的CG I程序，将请求转化为服务器能够识别的格式，进行处理后，再由CG I将结果转化为射频系统能够识别的格式，作为应答消息回送到客户端，从而完成射频识别卡与识别服务器之间的交互操f乍o
3结语
作为21世纪十大重要应用技术之一，RFID技术在当今高科技领域得到越来越广泛的应用，RF I D无线射频识别系统的设计也成为一个重要的课题。
随着技术的进步，人们对R F I D射频识别系统的读写性能、应用功能、成本和功耗都提出了愈来愈高的要求。
本课题主要完成了一种基于A R M嵌入式平台的便携式R F I D射频识别系统的方案研究和设计实现，对于无线射频技术的应用及嵌入式R FID系统的研究均具有一定的借鉴和指导意义。
【参考文献】
l l】韦维．RFI D技术及其使用频段分析盯|广西物理。
2006．
【21周立功等．A R JⅥ嵌入式系绕基础教程【M】．北京：北京航空航天大学出版社，2005．。
