基于ARM的多頻遠距離RFID讀寫器研究.pdf

1、在物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)分支中,射頻識別(RFID,Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種非接觸的自動識別技術(shù),已廣泛應(yīng)用在交通運輸、工業(yè)自動化等眾多領(lǐng)域,被譽為21世紀(jì)最具有潛力的十大技術(shù)之一。
　　 射頻識別讀寫器是射頻識別系統(tǒng)的一個重要組成部分。隨著物聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)的大力推廣和射頻識別技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們對讀寫器的要求越來越高,尤其是對小型、多頻和遠距離讀寫器的需求更為迫切。然而,目前國內(nèi)外大

2、部分讀寫器只是針對單一頻段(13.553～13.567MHz或860～960MHz),識別距離通常較短(高頻段0～8cm;超高頻段約500cm)。因此,小型、多頻和遠距離讀寫器成為國內(nèi)外的一個重要研究目標(biāo)。本文基于32位的微處理器S3C2440A和源代碼免費的Linux嵌入式操作系統(tǒng),研制了一種多頻、遠距離的讀寫器。
　　 本文的主要研究工作包括:
　　 (1)簡要闡述射頻識別系統(tǒng)的基本原理和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上制定出多

3、頻遠距離讀寫器的總體設(shè)計方案,明確了讀寫器軟硬件結(jié)構(gòu)框圖。
　　 (2)硬件部分:選用高效率電源管理芯片和低功耗模擬元件,結(jié)合電源監(jiān)控軟件,以降低讀寫器功耗;選用讀寫器專用芯片MF RC500、AS3992和高頻功率放大晶體管RD021MUS1、集成功率放大芯片SKY65111-348LF、結(jié)合PCB天線、微帶天線,設(shè)制射頻識別模塊,實現(xiàn)多頻、遠距離電子標(biāo)簽讀寫功能;選用ARM最小系統(tǒng),結(jié)合按鍵、RS232、USB、SD卡和3.

4、5寸液晶顯示器,集成電源模塊電路,設(shè)制讀寫器控制板。此外,用nRF2401射頻收發(fā)芯片傳輸電子標(biāo)簽信息,進一步擴大讀寫器的通訊范圍。
　　 (3)軟件部分:通過移植U-boot-1.3.4引導(dǎo)程序、Linux-2.6.32內(nèi)核、cramfs文件系統(tǒng)和Qtopia Core4.3圖形用戶界面軟件,搭建了Linux嵌入式操作平臺;采用模塊化、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想,完成讀寫器驅(qū)動程序編寫與應(yīng)用軟件開發(fā),實現(xiàn)了硬件初始化、人機交互、數(shù)據(jù)無

5、線收發(fā)和電子標(biāo)簽讀寫等功能。
　　 (4)最后完成讀寫器軟硬件集成和測試,測試內(nèi)容包括超高頻微帶天線測試和射頻識別模塊測試兩部分。測試結(jié)果表明:本文研制的讀寫器軟硬件工作正常,穩(wěn)定性良好,可實現(xiàn)高頻和超高頻段電子標(biāo)簽讀寫功能,其中高頻段平均讀寫距離大于8cm,超高頻段讀寫距離達550cm。
　　 與其它同類讀寫器相比,本文研制的讀寫器支持多頻段電子標(biāo)簽讀寫,可實現(xiàn)遠近距離識別功能,且高頻段識別距離比普通讀寫器遠1～2cm