基于嵌入式Linux系统的UHFRFID读写器设计
基于嵌入式Linux系统的UHFRFID读写器设计
基于嵌入式Linux系统的UHF RFID读写器设计
Design of UHF RFID reader based on embedded Linux
刘义才1，章小城2
LIU Yi-cai1, ZHANG Xiao-cheng2
（1. 武汉商业服务学院 机电工程系，武汉 430056；2. 中国船舶重工集团公司 第七○九研究所，武汉 430074）
摘 要：针对目前市场上UHF RIFD（Ultra High Frequency Radio Frequency Identification）读写
器不带操作系统，不利于用户的二次开发，覆盖范围有限，应用场合范围较小等缺点，设计了一种以Intel R1000射频芯片为核心，AT91SAM7S256为底层控制器，同时基于嵌入式Linux操作系统的UHF RFID读写器。该读写器天线数量多、接口类型丰富，可根据需要进行二次开发来满足不同应用场合的需求。
关键词：Linux；UHF RFID；操作系统；R1000
中图分类号：TP393 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2011)5(上)-0124-03
Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.5(上).41
0 引言
RFID（radio frequency identification）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中[1]。无源UHF RFID（Ultra High Frequency Radio Frequency Identification）是近几年刚刚开始兴起并得到迅速推广应用的一门新技术，它具有识别距离远、识别准确率高、识别速度快、抗干扰能力强、使用寿命长、可穿透非金属材料、运用范围广等特点，是为实现数字化、信息化而对物体的属性、状态、编号等特征数据进行自动采集所推出的一种全新管理手段，可广泛应用于人员、动物、物品等方面的身份自动识别。同时该技术可应用于不同的场合，如物流管理、工业生产控制、个人身份识别、活动目标监测、交通运输等。依据行业的不同，对读写器的功能全面性、天线数量、接口类型有着不同的要求。目前市场上大部分读写器功能单一，不带操作系统，不便于用户进行二次开发；同时天线数量很少，覆盖范围有限；而且接口单一，这使得读写器的应用场合受到了限制。因此设计了一种基于嵌入式Linux操作系统的超高频读写器。该读写器可根据不同的行业需求进行二次开发，完成对符合ISO18000-6C和EPC Class1 Gen2电子标签的读写及控制操作，以适应不同行业的实际应用需求。
1 系统硬件设计
1.1 硬件原理设计
基于嵌入式Linux系统的超高频RFID读写器采用硬件分层结构的模型，主要由底层射频模块、中间层控制模块和上层应用Linux系统模块三部分组成。如图1所示为系统硬件原理框图。1.1.1 射频模块
主要完成基带信号的调制，以及对回波信号的解调处理。该模块采用的是集成射频收发芯片Inter R1000[2]，它是一个高度集成、高效率、低功耗，同时支持ISO18000-6C和EPC Class1 Gen2标准的射频芯片。R1000将大部分的射频电路集成到芯片中，可以接收到兼容的射频标签发出的数据。该芯片集成了积分下变频混频器、高集成的压控振荡器（VCO）、可变的接收增益控制、集成功率放大器（PA）、针对前向和反向的功率的集成RF传感器、集成多种用途的数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）等。如图1所示，Inter R1000 芯片接收来至ARM7 AT91SAM7S256的数据信息，通过内部锁相环以24MHZ的参考频率，生成UHF调制差分调频信号，经巴伦平衡后通过外部功放进行放大，输送给环形器，再通过定向耦合器与低通滤波器相连接，而后接天线进行信号的发射[3]。其中外部功放选用ASX520集成功率放大器，供电电压为5V，电流为600mA。环形器选用逆时针环形器，着重考虑端口的匹配以及器件与地的良好连
收稿日期：2010-12-08
作者简介：刘义才（1982 -），男，湖北武汉人，助教，硕士研究生，主要从事RFID技术及自动控制系统相关的
研究工作。 【124】 第33卷 第5期
2011-5(上)
