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一种SAWRFID阅读器的信号处理电路与软件的实现

发布时间:2020-03-12 11:27:39 阅读: 来源:钢纤维厂家

一种SAW RFID阅读器的信号处理电路与软件的实现

2012-02-03 18:39:12来源:评论:0 点击:RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。 RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。在我国,此方面的研究近几年才开始展开,技术还不够成熟。本文将介绍一种SAW RFID阅读器的信号处理电路设计及其软件设计。

1 阅读器的系统分析

阅读器是一款快速、实用、功能超强的桌面端阅读软件。 RSS阅读器是一种软件或是说一个程序,这种软件可以自由读取RSS和Atom两种规范格式的文档,且这种读取RSS和Atom文档的软件有多个版本,由不同的人或公司开发,有着不同的名字。如目前流行的有:RSSReader、FreeDemON、SharpReader等。

阅读器采用模块化设计,最基本单元的为射频电路与信号处理电路。如图1所示,射频系统包括发射电路与接收电路,信号处理电路包括信号处理单元与外围电路。根据功能需求,增加相应的电路,包括有通信电路、显示电路、存储电路、时钟电路等外围电路。

根据项目指标要求,设计的SAW标签可接收40ns的脉冲询问信号,由SAW标签发射极的间距确定每个脉冲回波延迟时间约为115ns.

阅读器工作开始后信号处理电路产生一段脉宽为40ns脉冲控制信号,送给发射电路,经过发射电路一系列调制处理,转换成脉宽是40ns载频是915MHz的射频询问信号,通过天线发射出去。遇到SAW标签后,标签反射回带有标签信息的射频回波信号,阅读器接收时经过接收电路一系列处理,解调出代表标签信息的回波包络信号,回波包络信号是具有24位,脉宽40ns的脉冲回波,每个回波的延迟时间约为115ns.之后送给信号处理电路进行进一步的识别和处理,完成识别标签的信息。

2 信号处理电路设计

信号处理电路主要负责阅读器的系统控制与信号处理任务。包括:发射时,控制射频开关截取40ns脉冲信号;接收时,数字采集经过射频接收电路解调的回波信号,将回波信号转化为标签编码数据进一步处理。其中回波信号的每个脉冲的脉宽为40ns每个脉冲信号延迟时间为115ns带宽则为

接收处理过程就是高速数据采集过程。分析指标要求,信号处理电路设计的关键点如下:

(1)产生高速控制信号控制发射端的射频开关在40ns开与断。

(2)模拟信号到数字信号的转换速度。

(3)经过高速模数转换后,采样速率很快,信号处理器接收数据的速度必须匹配ADC(Analog To DigitalConverter)的转换速度。

对于关键点(1),选择高速处理器,通过软件编程实现40ns响应时间的高速控制信号。

对于关键点(2),模拟信号的最高频率达到

根据奈奎斯特采样定律,采样频率要在64MHz以上,本系统采用采样频率为80MHz的高速ADC.

对于关键点(3),ADC采样速率很高,达到80MHz处理器无法直接接收处理如此庞大的采样数据。所以需要数据缓冲,这里选用FIFO(FirST Input First Output)实现数据缓存功能。

2.1 系统结构与器件选择

为了使系统结构简单,我们选用一种高性能的MCU(Micro Controller Unit)作为系统的信号处理核心。如图2所示,信号处理电路由MCU、ADC、FIFO、以及其他外围电路组成。

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