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基于Intel绝缘测试R2000的UHF RFID读写器的设计
浏览: 发布日期:2017-09-04


本页文章链接: http://www.ming-hua.com/HUANYANBAN/xinwenzixun/meitibaodao/12281.html
    近年来兴起的射频识别技术(RFID)是以无线电磁波信号通过近场或远场方式与标签交换能量与信息,实现识别目的的技术,具有数据容量大、无需接触读写、保密性高、寿命长、抗干扰能力强等优点。在工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理以及物流管理等领域的应用越来越广泛。按工作频段,RFID系统可分为低频、高频、超高频和微波等几类。目前大多数RFID系统为低频和高频系统,但超高频频段的RFID系统具有操作距离远、通信速度快、成本低、尺寸小等优点,更适合未来物流、供应链领域的应用,也为实现物联网提供了可能。

    本文介绍了一种新型UHF频段RFID读写器设计方案。该读写器是基于Intel R2000芯片、以AT91SAM7S256为微控制器,符合ISO 18000-6C和EPC global Gen2标准。与传统超高频RFID系统相比,该方案简化了设计过程、减小了读写器体积、降低了生产成本,缩短了产品生产周期。

1 读写器系统框图

    基于R2000的读写器系统结构如图1所示,其中控制器采用ARM7内核处理器,除了R2000的一些必要外围元件,系统和天线之间必须加环行器以满足单天线应用,TX口还必须加功放模块。根据读写器的系统框图,主要器件选型如下:



1.1 RFID宽频环行器HYG504XX

    作为单天线应用的收发隔离,环形器一般用亚铁磁性复合材料制成,这种材料具有各向异性的特点,环形器为三端口器件,端口1为输入,端口2为输出,端口3为隔离端口,能量几乎不能穿过,以此类推,一般UHF读写器上用环形器使信号按顺时针方向流通,当端口1为TX输出时,RF信号会从端口2流过,而端口3即RX端口为隔离端,具体隔离度需参考器件参数和LAYOUT效果;相反,当端口2作为收发复用端接收信号时,信号会按顺时针方向进入端口3,此时泄露到TX端口的能量非常小,可以忽略,而TX泄露到RX端口的能量很大程度上影响着接收机灵敏度即实际识别效果,因此需根据接收端LNA参数,在RX端加衰减器对TX泄露信号进行有效隔离,但由此产生一个问题,因为RX接收的有用信号本身就很少,在进行TX端泄露信号衰减的同时,RX端有用信号也被进一步削弱,因此也会影响到LNA的接收,因此,用环形器做收发隔离只能在一定程度上产生效果,对于TX输出功率给定且:ERP不超过相关规定的情况下,要提高接收机灵敏度,必须考虑增大收发两路的隔离度,视具体需求而定。

1.2 射频开关HMC174

    用来控制射频输出的通断。在900 MHz频段内,输入的1 dB压缩点可以达到39 dBm,充分保证了HMC174可以承受输入很高的射频功率。输入3阶截取点可达到60 dBm,而前一级频率合成器的输出功率在3 dBm以内,因而保证了信号通过射频开关后的高线性度,最大限度地减少了射频信号的失真。


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