第2章-2.3.1-讀寫器的體系結(jié)構(gòu)

1、 讀寫器的組成與設(shè)計(jì)要求讀寫器的組成與設(shè)計(jì)要求2.3.1.1低頻讀寫器低頻讀寫器2.3.1.2高頻讀寫器高頻讀寫器2.3.1.3微波讀寫器微波讀寫器2.3.1.4物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映2.3.1 讀寫器的體系結(jié)構(gòu)讀寫器的體系結(jié)構(gòu)附錄:短距離無線通信基礎(chǔ)何為無線通信?無線通信系統(tǒng)：也稱為無線電通信系統(tǒng)，是由發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、無線信道三大部分組成的，利用無線電磁波，以實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)傳的系統(tǒng)。發(fā)送設(shè)備包括： （1）變換器（換能器）：將被發(fā)送的信息變換為電信號(hào)。例如話筒將聲音變?yōu)殡娦盘?hào)。（2）發(fā)射機(jī)：將換能器輸出的電信

2、號(hào)變?yōu)閺?qiáng)度足夠的高頻電振蕩。 （3）天線：將高頻電振蕩變成電磁波向傳輸媒質(zhì)輻射。接收設(shè)備：接收是發(fā)射的逆過程，它包括： （1）變換器（換能器）：將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為所傳送信息。 （2）接收機(jī)：高頻電振蕩轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。 （3）接收天線：將空間傳播到其上的電磁波轉(zhuǎn)化為高頻電振蕩。何為無線數(shù)據(jù)通信?無線數(shù)據(jù)通信也稱移動(dòng)數(shù)據(jù)通信，它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與固定終端之間的通信。而移動(dòng)數(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的，因而有可能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)狀態(tài)下的移動(dòng)通信。無線數(shù)據(jù)傳遞方式 現(xiàn)代無線數(shù)據(jù)在傳輸信道上傳遞的方式。若按被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)，可分為基

3、帶傳輸、頻帶傳輸和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸；若按數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蚩煞譃椴⑿袀鬏敽痛袀鬏?；若按?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞娇煞譃橥絺鬏敽彤惒絺鬏?；若按?shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r(shí)間可分為單工、半雙工和全雙工傳輸。 下面從數(shù)據(jù)傳輸流向及時(shí)間分類來介紹無線數(shù)據(jù)傳遞方式。 (1) 單工方式（simplex mode）通信雙方在同一時(shí)刻只能單方向傳送信息的一種通信方式。單工通信信道是單向信道，發(fā)送端和接收端的身份是固定的，發(fā)送端只能發(fā)送信息，不能接收信息；接收端只能接收消息，不能發(fā)送信息，數(shù)據(jù)信號(hào)僅從一端傳送到另一端，如下圖所示：無線數(shù)據(jù)傳遞方式(2) 半雙工方式：同一根傳輸線既做接收又作傳送，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上傳送，但通信雙

4、方不能同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，如圖所示。采用半雙工方式時(shí)，通信系統(tǒng)每一端的發(fā)送端和接收端，通過收/發(fā)開關(guān)轉(zhuǎn)接到通信線上，進(jìn)行方向的切換，因此會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲。收/發(fā)開關(guān)實(shí)際上是由軟件控制的電子開關(guān)。半雙工的系統(tǒng)可以比喻作單線鐵路。若鐵道上無列車行駛時(shí)，任一方向的車都可以通過。但若路軌上有車，相反方向的列車需等該列車通過道路后才能通過。 無線電對(duì)講機(jī)就是使用半雙工系統(tǒng)。由于對(duì)講機(jī)傳送及接收使用相同的頻率，不允許同時(shí)進(jìn)行。因此一方講完后，需設(shè)法告知另一方講話結(jié)束（例如講完后加上OVER），另一方才知道可以開始講話。無線數(shù)據(jù)傳遞方式 (3) 全雙工方式：數(shù)據(jù)發(fā)送和接收分別由兩根不同的傳輸線傳送，通信雙方都能在同

5、一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作。在這種方式下，通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送端和接收端，因此能控制數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送，如圖所示。全雙工方式無需進(jìn)行方向的切換，因此沒有切換操作所產(chǎn)生的時(shí)間延遲，這對(duì)那些不能有時(shí)間延誤的交互式應(yīng)用（例如遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)）十分有利。這種方式要求通信雙方均有發(fā)送器和接收器，同時(shí)需要兩根數(shù)據(jù)通路傳送數(shù)據(jù)信號(hào)。 全雙工的系統(tǒng)可以用一般的雙向車道形容。兩個(gè)方向的車輛因使用不同的車道，因此不會(huì)互相影響。 一般的電話、手機(jī)就是全雙工的系統(tǒng)，因?yàn)樵谥v話時(shí)同時(shí)也可以聽到對(duì)方的聲音。數(shù)據(jù)包 數(shù)據(jù)通信是依照一定的通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個(gè)終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息的一種通信方式和通信業(yè)

6、務(wù)。它可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)和終端以及終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。是繼電報(bào)、電話業(yè)務(wù)之后的第三種最大的通信業(yè)務(wù)。 在數(shù)據(jù)通信中每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是有多有少的，由于發(fā)射機(jī)及接收機(jī)的功能、處理速度等影響，發(fā)射機(jī)及接收機(jī)不可能一次把所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送出去或接收下來，因此為了規(guī)范數(shù)據(jù)通信傳輸，需要把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成一定數(shù)量而且大小相同的包裝傳輸。這樣的數(shù)據(jù)包裝稱為數(shù)據(jù)包，如圖所示：數(shù)據(jù)包可以用一個(gè)形象一些的例子對(duì)數(shù)據(jù)包的概念加以說明：在郵局郵寄產(chǎn)品時(shí)，雖然產(chǎn)品本身帶有自己的包裝盒，但是在郵寄時(shí)候只用產(chǎn)品原包裝盒來包裝顯然是不行的。必須把內(nèi)裝產(chǎn)品的包裝盒放到一個(gè)郵局指定的專用紙箱里，這樣才能夠郵寄。

7、這里產(chǎn)品包裝盒相當(dāng)于數(shù)據(jù)包，里面放著的產(chǎn)品相當(dāng)于可用的數(shù)據(jù)，而專用紙箱就相當(dāng)于幀，且一個(gè)幀中只有一個(gè)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)可能非常復(fù)雜，在這里以ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包來了解它的關(guān)鍵構(gòu)成，這對(duì)于理解數(shù)據(jù)包是非常重要的。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)即網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，如圖所示。糾錯(cuò)可靠性是通信的一個(gè)重要指標(biāo)，它表明所傳輸?shù)男畔⒌臏?zhǔn)確性，如果經(jīng)過傳輸?shù)男畔l(fā)生了改變或者是不能識(shí)別，那么我們的通信也就失去了意義。解決數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確性問題我可以用差錯(cuò)控制編碼來完成。大體可分為兩類差錯(cuò)編碼技術(shù) 前向糾錯(cuò)（FEC）碼技術(shù)，如圖所示。這種技術(shù)依賴于發(fā)送碼字中冗余信息的受控使用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)含

8、噪信道上傳送信號(hào)過程中差錯(cuò)的檢測(cè)和糾錯(cuò)。不管收到碼字的譯碼是否成功，不在接收機(jī)端做進(jìn)一步處理。因此，適合與FEC的信道編碼技術(shù)只需在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間建立一條單向鏈路。發(fā)送端經(jīng)信道編碼后可以發(fā)出具有糾錯(cuò)能力的碼字；接收端譯碼后不僅可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤碼，而且可以判斷錯(cuò)誤碼的位置并予以自動(dòng)糾正。糾錯(cuò)檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ）方式，如圖所示。這種方式只對(duì)差錯(cuò)檢測(cè)使用冗余信息。每當(dāng)發(fā)送碼字過程中檢測(cè)到一個(gè)差錯(cuò)時(shí)，接收機(jī)就要求發(fā)射端重傳有問題的碼字，因此有必要使用返回路徑。檢錯(cuò)重發(fā)（ARQ）的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：只需要少量的冗余碼，就可以得到極低的輸出誤碼率；有一定的自適應(yīng)能力；某些不足主要表現(xiàn)在：需要反向信道，故不能用

9、于單向傳輸系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)重發(fā)控制比較復(fù)雜；通信效率低，不適合嚴(yán)格實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)。糾錯(cuò)另外還有混合糾錯(cuò)方式，它是將前向糾錯(cuò)方式和檢錯(cuò)重發(fā)方式結(jié)合起來。如圖所示。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映讀寫器的組成與設(shè)計(jì)要求讀寫器的組成與設(shè)計(jì)要求2.3.1.1物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用各種讀寫器雖然在工作頻率、耦合方式、通信各種讀寫器雖然在工作頻率、耦合方式、通信流程和數(shù)據(jù)傳輸方式等方面有很大的不同，但在組成流程和數(shù)據(jù)傳輸方式等方面有很大的不同，但在組成和功能方面是十分類似的。讀寫器的主要

10、功能是將數(shù)和功能方面是十分類似的。讀寫器的主要功能是將數(shù)據(jù)加密后發(fā)送給電子標(biāo)簽，并將電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)據(jù)加密后發(fā)送給電子標(biāo)簽，并將電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)解密，然后傳送給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。解密，然后傳送給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.1 讀寫器的組成讀寫器的組成 1. 讀寫器的軟件讀寫器的軟件讀寫器的所有行為均由軟件來控制完成。軟件讀寫器的所有行為均由軟件來控制完成。軟件向讀寫器發(fā)出讀寫命令，作為響應(yīng)，讀寫器與電子標(biāo)向讀寫器發(fā)出讀寫命令，作為響應(yīng)，讀寫器與電子標(biāo)簽之間就會(huì)建立起特定的通信。簽之間就會(huì)建立起特定

11、的通信。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2. 讀寫器的硬件讀寫器的硬件讀寫器的硬件一般由天線、射頻模塊、控制模塊讀寫器的硬件一般由天線、射頻模塊、控制模塊和接口組成。和接口組成。圖圖8.1 讀寫器的結(jié)構(gòu)框圖讀寫器的結(jié)構(gòu)框圖 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（1）控制模塊）控制模塊控制模塊由控制模塊由ASIC組件和微處理器組成。組件和微處理器組成。 （2）射頻模塊）射頻模塊射頻模塊主要由發(fā)送電路和接收電路構(gòu)成射頻模塊主要由發(fā)送電路和接收電路構(gòu)成。（3）讀

12、寫器的接口）讀寫器的接口接口接口主要有主要有RS-232、RS-485、RJ-45或或WLAN。（4）天線）天線點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.2 讀寫器的設(shè)計(jì)要求讀寫器的設(shè)計(jì)要求讀寫器在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮許多因素，包括基本讀寫器在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮許多因素，包括基本功能、應(yīng)用環(huán)境、電器性能和電路設(shè)計(jì)等。功能、應(yīng)用環(huán)境、電器性能和電路設(shè)計(jì)等。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用1 讀寫器的基本功能和應(yīng)用環(huán)境讀寫器的基本功能和應(yīng)用環(huán)境 （1）讀寫器是便攜

13、式還是固定式。）讀寫器是便攜式還是固定式。（2）支持一種還是多種類型電子標(biāo)簽的讀寫。）支持一種還是多種類型電子標(biāo)簽的讀寫。 （3）讀寫器的讀取距離和寫入距離）讀寫器的讀取距離和寫入距離。（4）讀寫器周邊的電磁環(huán)境、溫度、濕度和）讀寫器周邊的電磁環(huán)境、溫度、濕度和安全等環(huán)境。安全等環(huán)境。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 2讀寫器的電氣性能讀寫器的電氣性能（1）空中接口的方式。）空中接口的方式。（2）防碰撞算法的實(shí)現(xiàn)方法。）防碰撞算法的實(shí)現(xiàn)方法。（3）加密的需求。）加密的需求。（4）供電方式與節(jié)約能耗的措施。）供電方式與節(jié)約能

14、耗的措施。（5）電磁兼容（）電磁兼容（EMC）性能。）性能。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用3. 讀寫器的電路設(shè)計(jì)讀寫器的電路設(shè)計(jì)（1）選用現(xiàn)有的讀寫器芯片或是自行進(jìn)行設(shè)計(jì)。）選用現(xiàn)有的讀寫器芯片或是自行進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）天線的形式與匹配的方法。）天線的形式與匹配的方法。（3）收、發(fā)通道信號(hào)的調(diào)制方式與帶寬。）收、發(fā)通道信號(hào)的調(diào)制方式與帶寬。（4）若是自行進(jìn)行電路模塊設(shè)計(jì)，還應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的）若是自行進(jìn)行電路模塊設(shè)計(jì)，還應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的編碼與解碼、防碰撞處理、加密和解密等電路。編碼與解碼、防碰撞處理、加密和解密等電路。點(diǎn)擊此處結(jié)束放

15、映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映低頻讀寫器低頻讀寫器2.3.1.2物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用低頻讀寫器主要工作在低頻讀寫器主要工作在125KHz，可以用于門禁考，可以用于門禁考勤、汽車防盜和動(dòng)物識(shí)別等方面。下面以勤、汽車防盜和動(dòng)物識(shí)別等方面。下面以U2270B芯片為芯片為例，介紹低頻讀寫器的構(gòu)成和主要應(yīng)用。例，介紹低頻讀寫器的構(gòu)成和主要應(yīng)用。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.

16、2.1 基于基于U2270B芯片的讀寫器芯片的讀寫器1. U2270B芯片芯片 U2270B芯片是芯片是ATMEL公司生產(chǎn)的基站芯片，該基公司生產(chǎn)的基站芯片，該基站可以對(duì)一個(gè)站可以對(duì)一個(gè)IC卡進(jìn)行非接觸式的讀寫操作。卡進(jìn)行非接觸式的讀寫操作。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2. U2270B芯片芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)U2270B芯片的內(nèi)部由振蕩器（芯片的內(nèi)部由振蕩器（Oscillator）、天線）、天線驅(qū)動(dòng)器（驅(qū)動(dòng)器（Driver）、電源供給電路（）、電源供給電路（Power Supply）、頻）、頻率調(diào)節(jié)電路（率調(diào)節(jié)電路

17、（Frequency Adjustment）、低通濾波電路）、低通濾波電路（Low-Pass Filter）、放大電路（）、放大電路（Amplifier）和施密特觸）和施密特觸發(fā)器（發(fā)器（Schmitt Trigger）等部分組成）等部分組成。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.2.2 基于基于U2270B芯片的讀寫器芯片的讀寫器由由U2270B構(gòu)成的讀寫器模塊，關(guān)鍵部分是天線、構(gòu)成的讀寫器模塊，關(guān)鍵部分是天線、射頻讀寫基站芯片射頻讀寫基站芯片U2270B和微處理器。基站芯片和微處理器?；拘酒琔2270B通過天線

18、以通過天線以125KHz的調(diào)制射頻信號(hào)為的調(diào)制射頻信號(hào)為RFID電子標(biāo)簽提供電子標(biāo)簽提供能量能量(電源電源)，同時(shí)接收來自，同時(shí)接收來自RFID電子標(biāo)簽的信息，并以曼電子標(biāo)簽的信息，并以曼徹斯特編碼輸出。微處理器可以采用多種型號(hào)，如單片徹斯特編碼輸出。微處理器可以采用多種型號(hào)，如單片機(jī)機(jī)AT89C2051、單片機(jī)、單片機(jī)AT89S51等。等。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.2.3 低頻低頻讀寫器讀寫器實(shí)例實(shí)例

19、-汽車防盜汽車防盜系統(tǒng)系統(tǒng)射頻識(shí)別以非接觸、無視覺、高可靠的方式傳遞射頻識(shí)別以非接觸、無視覺、高可靠的方式傳遞特定的識(shí)別信息，適合用于汽車防盜裝置，能夠有效地特定的識(shí)別信息，適合用于汽車防盜裝置，能夠有效地達(dá)到汽車防盜的目的。達(dá)到汽車防盜的目的。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用1. 工作原理工作原理汽車防盜裝置的基本原理是將汽車啟動(dòng)的機(jī)械鑰汽車防盜裝置的基本原理是將汽車啟動(dòng)的機(jī)械鑰匙與電子標(biāo)簽相結(jié)合，即將小型電子標(biāo)簽直接裝入到鑰匙與電子標(biāo)簽相結(jié)合，即將小型電子標(biāo)簽直接裝入到鑰匙把手內(nèi)，當(dāng)一個(gè)具有正確識(shí)別碼的鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān)

20、匙把手內(nèi)，當(dāng)一個(gè)具有正確識(shí)別碼的鑰匙插入點(diǎn)火開關(guān)后，汽車才能用正確的方式進(jìn)行啟動(dòng)。后，汽車才能用正確的方式進(jìn)行啟動(dòng)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2. 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成圖圖2.7 汽車防盜系統(tǒng)的基本組成汽車防盜系統(tǒng)的基本組成點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用3.硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) （1）發(fā)送通道。）發(fā)送通道。 （2）接收通道。）接收通道。 （3）載波產(chǎn)生器。）載波產(chǎn)生器。 （4）時(shí)鐘產(chǎn)生電路。）時(shí)鐘產(chǎn)生電路。 （5）微控制器（）微控制器（MCU）。）。

21、（6）天線。）天線。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用4.軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括讀卡軟件設(shè)計(jì)、寫卡軟件設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括讀卡軟件設(shè)計(jì)、寫卡軟件設(shè)計(jì)、語音報(bào)警程序設(shè)計(jì)和串行通信程序設(shè)計(jì)等。語音報(bào)警程序設(shè)計(jì)和串行通信程序設(shè)計(jì)等。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映高頻讀寫器高頻讀寫器2.3.1.3物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用高頻讀寫器主要工作在高頻讀寫器主要工作在13.56

22、MHz，典型的應(yīng)用有，典型的應(yīng)用有我國(guó)第二代身份證、電子車票和物流管理等。下面以我國(guó)第二代身份證、電子車票和物流管理等。下面以MF RC500芯片芯片為例，介紹高頻讀寫器的構(gòu)成和主要應(yīng)用。為例，介紹高頻讀寫器的構(gòu)成和主要應(yīng)用。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.3.1 MF RC500芯片芯片MF RC500芯片主要應(yīng)用于芯片主要應(yīng)用于13.56MHz，是非接觸、高集，是非接觸、高集成的成的IC讀卡芯片。該讀卡芯片。該IC讀卡芯片具有調(diào)制和解調(diào)功能，并集讀卡芯片具有調(diào)制和解調(diào)功能，并集成了在成了在13.56MHz下

23、所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。下所有類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。MF RC500支持快速支持快速CRYPTOI加密算法，用于驗(yàn)證加密算法，用于驗(yàn)證MIFARE系列系列產(chǎn)品。產(chǎn)品。MF RC500的并行接口可直接連接到任何的并行接口可直接連接到任何8位微處理器，位微處理器，給讀卡器的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。給讀卡器的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用MFRC500芯片如圖芯片如圖2.9所示。所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）

24、技術(shù)與應(yīng)用MFRC500芯片的主要引腳如圖芯片的主要引腳如圖2.10所示。所示。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.3.2 基于基于MF RC500芯片的讀寫器芯片的讀寫器 MFRC500芯片支持芯片支持ISO/IEC 14443A所有的層。所有的層。 MFRC500內(nèi)部包括微控制器接口單元、模擬信號(hào)處理單元、內(nèi)部包括微控制器接口單元、模擬信號(hào)處理單元、ISO14443A規(guī)定的協(xié)議處理單元以及規(guī)定的協(xié)議處理單元以及MIFARE卡的卡的Crypto1安全安全密鑰存儲(chǔ)單元。密鑰存儲(chǔ)單元。 MFRC500的并行微控制器

25、接口自動(dòng)檢測(cè)連接的并行微控制器接口自動(dòng)檢測(cè)連接的的8位并行接口的類型。位并行接口的類型。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用圖圖2.12 由由MFRC500構(gòu)成的讀寫器構(gòu)成的讀寫器點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.3.3 高頻高頻讀寫器讀寫器實(shí)例實(shí)例 根據(jù)根據(jù)MFRC500的特性，可以設(shè)計(jì)基于的特性，可以設(shè)計(jì)基于MFRC500芯片和芯片和P89C58BP單片機(jī)的單片機(jī)的RFID讀寫器。讀寫器。 MF RC500還可以設(shè)計(jì)基于還可以設(shè)計(jì)基于MF

26、RC500芯片和芯片和P89C58BP單單片機(jī)的片機(jī)的RFID讀寫器系統(tǒng)。讀寫器系統(tǒng)。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用圖圖2.13 基于基于P89C58BP和和MF RC500的讀寫器系統(tǒng)的讀寫器系統(tǒng)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用1. 發(fā)卡器和讀卡器發(fā)卡器和讀卡器發(fā)卡器實(shí)際上是一種通用寫卡器，發(fā)卡器由系統(tǒng)管理發(fā)卡器實(shí)際上是一種通用寫卡器，發(fā)卡器由系統(tǒng)管理員管理，通過員管理，通過PC機(jī)設(shè)置或選擇好要寫入的數(shù)據(jù)，發(fā)出寫卡命機(jī)設(shè)置或選擇好要寫入的數(shù)據(jù)，發(fā)

27、出寫卡命令，完成對(duì)令，完成對(duì)MIFARE卡的數(shù)據(jù)及密碼寫入?？ǖ臄?shù)據(jù)及密碼寫入。讀卡器往往可以脫離讀卡器往往可以脫離PC機(jī)工作，只要有非接觸式機(jī)工作，只要有非接觸式IC卡卡進(jìn)入讀卡器天線的能量范圍，讀卡器便可讀寫卡中相關(guān)指定進(jìn)入讀卡器天線的能量范圍，讀卡器便可讀寫卡中相關(guān)指定扇區(qū)的數(shù)據(jù)。扇區(qū)的數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2. 讀卡器硬件系統(tǒng)讀卡器硬件系統(tǒng)發(fā)卡器與讀卡器在硬件設(shè)計(jì)上大同小異，都是由單片發(fā)卡器與讀卡器在硬件設(shè)計(jì)上大同小異，都是由單片機(jī)控制讀寫芯片機(jī)控制讀寫芯片(MF RC500)，再加上外圍器件組成。

28、，再加上外圍器件組成。圖圖2.14 讀卡器硬件系統(tǒng)讀卡器硬件系統(tǒng)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映微波讀寫器微波讀寫器2.3.1.4物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用微波微波RFID系統(tǒng)是目前射頻識(shí)別系統(tǒng)研發(fā)的核心，系統(tǒng)是目前射頻識(shí)別系統(tǒng)研發(fā)的核心，是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。微波是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。微波RFID常見的工作頻率是常見的工作頻率是433MHz、860/960MHz、2.45GHz和和5.8GHz等，該系統(tǒng)可等，該系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)多個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行操作，主

29、要應(yīng)用于需要較長(zhǎng)以同時(shí)對(duì)多個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行操作，主要應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫距離和高讀寫速度的場(chǎng)合。微波讀寫器的射頻電的讀寫距離和高讀寫速度的場(chǎng)合。微波讀寫器的射頻電路與低頻和高頻讀寫器有本質(zhì)上的差別，需要考慮分布路與低頻和高頻讀寫器有本質(zhì)上的差別，需要考慮分布參數(shù)的影響，可以采用參數(shù)的影響，可以采用ADS軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2.3.1.4.1 射頻電路與射頻電路與ADS在射頻頻段，電路出現(xiàn)了許多獨(dú)特的性質(zhì)，這些在射頻頻段，電路出現(xiàn)了許多獨(dú)特的性質(zhì)，這些性質(zhì)在常用的低頻電路中從沒遇

30、到過，因此需要建立新性質(zhì)在常用的低頻電路中從沒遇到過，因此需要建立新的射頻電路設(shè)計(jì)體系。的射頻電路設(shè)計(jì)體系。ADS（Advanced Design System）軟件由美國(guó)安捷倫（軟件由美國(guó)安捷倫（Agilent）公司開發(fā)，是當(dāng)前射頻和）公司開發(fā)，是當(dāng)前射頻和微波電路設(shè)計(jì)的首選工程軟件微波電路設(shè)計(jì)的首選工程軟件。在深入理解射頻電路的在深入理解射頻電路的基礎(chǔ)上，結(jié)合基礎(chǔ)上，結(jié)合ADS軟件工具進(jìn)行設(shè)計(jì)，是通向射頻電路設(shè)軟件工具進(jìn)行設(shè)計(jì)，是通向射頻電路設(shè)計(jì)成功的最佳路線。計(jì)成功的最佳路線。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用1. A

31、DS的四種工作視窗的四種工作視窗ADS軟件主要有軟件主要有4種工作視窗，分別為主視窗、原理種工作視窗，分別為主視窗、原理圖視窗、版圖視窗和數(shù)據(jù)顯示視窗，主要可以完成文件管圖視窗、版圖視窗和數(shù)據(jù)顯示視窗，主要可以完成文件管理、原理圖設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)和仿真數(shù)據(jù)顯示等功能。理、原理圖設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)和仿真數(shù)據(jù)顯示等功能。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（1）主視窗主視窗啟動(dòng)啟動(dòng)ADS后，首先進(jìn)入主視窗，主視窗是進(jìn)入和退后，首先進(jìn)入主視窗，主視窗是進(jìn)入和退出出ADS系統(tǒng)的橋梁。系統(tǒng)的橋梁。圖圖2.15 ADS主視窗主視窗點(diǎn)擊此處結(jié)束放

32、映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（2）原理圖視窗原理圖視窗原理圖視窗提供了設(shè)計(jì)、編輯、仿真原理圖的環(huán)原理圖視窗提供了設(shè)計(jì)、編輯、仿真原理圖的環(huán)境，是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)使用最多的視窗。境，是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)使用最多的視窗。圖圖2.16 ADS原理圖視窗原理圖視窗點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（3）數(shù)據(jù)顯示視窗數(shù)據(jù)顯示視窗當(dāng)完成設(shè)計(jì)仿真后，可以在數(shù)據(jù)仿真視窗顯示仿當(dāng)完成設(shè)計(jì)仿真后，可以在數(shù)據(jù)仿真視窗顯示仿真結(jié)果。真結(jié)果。圖圖2.19 ADS數(shù)據(jù)顯示視窗數(shù)據(jù)顯示視窗點(diǎn)擊此處結(jié)

33、束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（4）版圖視窗版圖視窗版圖視窗用來進(jìn)行版圖的設(shè)計(jì)、編輯與仿真。版圖視窗用來進(jìn)行版圖的設(shè)計(jì)、編輯與仿真。圖圖2.21 版圖視窗中的微帶線分支定向耦合器版圖視窗中的微帶線分支定向耦合器點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2. ADS的設(shè)計(jì)功能的設(shè)計(jì)功能（1）設(shè)計(jì)面板設(shè)計(jì)面板（2）設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)工具（3）設(shè)計(jì)向?qū)гO(shè)計(jì)向?qū)В?）設(shè)計(jì)指南設(shè)計(jì)指南（5）仿真與數(shù)據(jù)顯示仿真與數(shù)據(jù)顯示點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用3. ADS的的仿真仿真功能功能 1.線性分析線性分析2.諧波平衡和增益壓縮分析諧波平衡和增益壓縮分析3.高頻高頻SPICE瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析4.電路包絡(luò)分析電路包絡(luò)分析5.電磁仿真分析電磁仿真分析點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDR