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RFID接收器的驅動程序撰寫

作者: 時間:2011-04-22 來源:網絡 收藏
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    目前市面上以使用條形碼,將物品的相關信息多記錄在條形碼上,而再以掃描儀掃瞄條形碼取得信息,而RFID只需在一定范圍內感應,并可一次讀取大量訊息。射頻識別系統(RFID)最早在1948年即被提出,利用無線電波傳送識別數據,達到身分識別的目的。無須接觸即可自動讀取及收集資料的一種科技,乃屬于自動資料搜集(Automated Data Collection, ADC)技術之一種,可無線讀取卷標信息。傳輸頻率分為低頻(LF:125~134KHz),高頻(HF:13.56MHz),超高頻 (UHF: 400~ 1000MHz),微波(Microwave; 1GHz以上),其中以超高頻之技術較先進且其穩定度與應用效果較佳。

    于本文將介紹如何以MCU簡單的設計一個RFID的接收器,所使用的是為高頻(13.56 MHz)的頻域,于本文中的程序模塊是采用Holtek MCU HT49R50A-1的匯編語言來撰寫,希望透過程序模塊的分享以達到共同討論的目的。
     

    RFID的特性

    (一) 數據的讀寫(Read Write)機能:只要通過RFID Reader即可不需接觸,直接讀取訊息至數據庫內,且可一次處理多個標簽,并可以將物流處理的狀態寫入標簽,供下一階段物流處理的讀取判斷之用。
    (二) 容易小型化和多樣化的形狀:RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀之限制,不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。此外,RFID TAG更可往小型化與多樣型態發展,以應用在不同產品。
    (三) 耐環境性:紙張一受到臟污就會看不到,但RFID對水、油和藥品等物質卻有強力的抗污性。RFID在黑暗或臟污的環境之中,也可以讀取數據。
    (四) 可重復使用:由于RFID為電子數據,可以反復被覆寫,因此可以回收標簽重復使用。如被動式RFID,不需要電池就可以使用,沒有維護保養的需要。
    (五) 穿透性:RFID若被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質包覆的話,也可以進行穿透性通訊。不過如果是鐵質金屬的話,就無法進行通訊。
    (六) 數據的記憶容量大:數據容量會隨著記憶規格的發展而擴大,未來物品所需攜帶的資料量愈來愈大,對卷標所能擴充容量的需求也增加,對此RFID不會受到限制。
     

    RFID所使用的頻率介紹

    為避免各國無線電頻率使用標準不一,造成使用上的混亂與困擾,國際上大多遵守國際電信聯合會(ITU)的規范。目前RFID使用的頻率有6種,分別為135KHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860M~930MHz(即UHF)、2.45GHz以及5.8GHz,其各有特色和缺陷。135KHz以下傳輸距離短約10公分左右,通訊速度慢。此頻段在絕大多數的國家屬于開放,不涉及法規開放和執照申請的問題,因此使用最廣,主要使用在寵物、門禁管制和防盜追蹤。 13.56MHz薄化的效果最佳傳輸距離為1公尺以下,代表性應用為會員卡、識別證、飛機機票和建筑物出入管理,通訊距離10公分左右的近距離非接觸式IC卡發展快速。
     


    RFID系統的基本架構

    RFID的基本組成組件及其主要的功能為:
    ?讀取器:負責讀/寫電子卷標上的數據。
    ? 電子卷標/卡(Transponder; Tag):分為被動與主動兩種結構如圖1所示,如表1所示主要負責除存被識別物的相關資料,如品號,品名,規格等等,可以藉由讀取器來偵測,另外于表2所示則為頻率與Tag的關系及被使用的特性。
    ?計算機:負責系統平臺的操作,將RFID的讀取器與計算機系統集成就可以偵測到物品的移動狀況和信息。
     

    圖1 Tag的基本結構

     

     

    等級(Class)
    內存
    電源
    特性
    應用領域
    Class 0
    被動式的感應偶合
    1位的Tag
    EAS商品防竊
    Class 1
    只讀式
    被動式的感應偶合
    只能寫入一次
    EPC識別碼
    Class 2
    讀/寫式
    被動式的感應偶合
    可編密碼
    EPC識別碼
    Class 3
    讀/寫式
    半被動式內建有電源
    接收能量才讀寫
    環境感應型
    Class 4
    讀/寫式
    主動式內建有電源
    多任務Tag讀寫
    智能型
    Class 5
    讀/寫式
    主動式內建有電源
    具有上述的綜合
    遠距無線網絡

    表1 Tag的等級分類表

     

     


          頻率
           
          低頻(LF 125 KHz)
          高頻
          (HF; 13.56 MHz)
          超高頻(UHF; 860-930 MHz)
          微波(2.45- 5.8 MHz)
          性統型態
          被動式
          14443
          15693
          被動式
          主動式
          被動式
          主動式
          讀取距離
          0.5m
          0.5m
          1.5m
          3-10m
          >10m
          3-10m
          >10m
          內存bytes
          64-1k
          8k-128k
          256k-512k
          64k-512k
          -
          16k-64k
          -
          傳輸功率
          72dBμA/m
          42dBμA/m
          10mW-4W
          4W(USA),0.5W
          讀取方法
          感應線圈
          感應線圈
          電容式電場效應
          電容式電場效應
          讀取速度
          慢 ←→ 快
          環境適應性
          佳 ←→ 差
          尺寸

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