RFID技术下的物联网前端感知系统设计及应用 RFID技术下的物联网前端感知系统设计及应用 曹弘坚【摘 要】物联网是一种信息传感设备，按照相关协议，连接物品同网络，使得人们可以了解物品的情况，并且操纵物品，是一种可以进行物品识别、跟踪、定位、监控的网络。因此RFID技术则成为了物联网感知前端的五官和皮肤，用药对物体进行识别，并对信息进行采集。物联网运用的主要技术有：RFID（射频识别）、无线传感器网络、Aigbee传感等技术。但是后两者无法识别物品，端内的技术职称，未来必然会获得长远的发展。【Key】RFI...
曹弘坚
【摘 要】物联网是一种信息传感设备，按照相关 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ，连接物品同网络，使得人们可以了解物品的情况，并且操纵物品，是一种可以进行物品识别、跟踪、定位、监控的网络。因此RFID技术则成为了物联网感知前端的五官和皮肤，用药对物体进行识别，并对信息进行采集。物联网运用的主要技术有：RFID（射频识别）、无线传感器网络、Aigbee传感等技术。但是后两者无法识别物品，端内的技术职称，未来必然会获得长远的发展。
【Key】RFID；物联网；前端感知系统；传感器
RFID工作的机理是向后散射实现通信，并且不断实行功率传输，随后出现非接触自动识别技术。这一技术主要是按照工作的频率差别划分为低频、高频、超高频以及微波等。当前的低频、高频技术已经很成熟并运用在很多领域。超高频同低频和高频系统作对比，其具有的主要优势为通信距离更远、抗干扰性能更强、速度更快。
1 基于RFID技术下的物联网前端感知系统硬件设计
射频收发端主要囊括了：载波信号合成模块、ASK调制模块、滤波电路、调节电路及信号放大电路等。其中主要的控制模块若是想充分发挥相应的功能，也就是更好的处理数据，实现对防碰撞算法的正常运行，这就意味着上位机对通讯软件执行对应命令。
1.1 数字控制
选择美国Microship公司生产的PIC24FJ192GB106作为主控制器。其属于16为的MCU，系统中有一组核心模块，其具有很多的功能，结合 CPU内核和外设模块成为一个工作单元，并且存在电复位、高级器件集成、节能特性、看门狗定时器等，对器件的编程、仿真、在线测试等各项功能实现充分的支持。用户借助软件可以直接控制外部设备，或将任一及全部外设关闭，避免功耗浪费。
1.2 读写芯片
RFID读写芯片具备了读写器收发所必备的全部数字及模拟功能，同时完全满足ISO/IEC 18000-6B/6C协议。和AS3992比较，接受十分灵敏，达86dBm。AS39992包括了集成化压控振荡器组成片PLL、ADC和其与主机的接口。设置各工作的寄存器，使得芯片工作能力达到最大。
文章内所设计物联网前端感知系统属于低耗能系统，并且运作状态主要为AS3992芯片存在三种电源状态：掉电、工作、待机。
本文研究的系统中，AS3992工作要先初始化各寄存器值，此时系统为掉电状态，接收主控制器的指令以后，系统进入到待机，针对一定的范围查询有无标签，若有，读写器会立刻开始工作，主要是按照一定的指令实行操作；但无标签回应，马上会处于掉电。
1.3 射频发射器
芯片AS3992会在高功率下发射20dBm信号，运用差分输出，其管脚是Rfoutp-1······，Rfoutp-2。基于该形式同时和RF扼流电感外界，并阻抗匹配网络，并且要在平衡转换器BL3216下变成单端输出，发送调制信号。
匹配网络是指在ADS中进行建模及仿真，和真实电路极为相似，对微带连接长度做出充分的考虑。在持续不断的优化中，最终微带线长度出成为4mm，C2=C5=33pF，C3=C6=33pF，L1=L2=47，差分两端基本得以匹配。在这一设计中，隔离器选取TCD-13-4型号的定向耦合器，覆盖频带范围达5～1000MHz，按照数据手册计算得出，在700NHz隔离度是28.93dB，1000MHz以26.26dB为隔离度。
1.4 接口
系統内有两个接口电路，一个作为上位机通信USB接口的电路最为合适，其是十分简单的电路，只有2个27欧姆下拉电阻，依靠这一接口能够进行在线调试。还有就是数字部门和射频收发位置的接口电路，主要由IO口，3.3V电源、系统时钟等组成。
2 基于RFID技术下的物联网前端感知系统软件设计
系统软件是读写器和外部的接口，十分关键。一方面和上位机软件实行连接，同时还要和标签进行通信，是连接标签和用户的重要纽带。
初始化定时器也就时系统软件的主程序，主要是由硬件接口、USB，AS3992寄存器等部件构成，其运行是先对自身进行测试，随后找出通信范围中的标签。如果有，读写器标签操作内容会在usbInitCommands的子程序基础上完成。同时该子程序会扫描上位机发送的全部指令，并且依据指令来实施对应的操作。
2.1 选择
该步骤实施主要是选取标签群进行查询或是访问。如果有一个标签群或是若干个标签群，就要在主控制器中运算防碰撞算法，然后按照用户需要制定具体的要求，连续发出选择指令，选择用户需要的特殊标签群。
2.2 查询
这一步的主要目的是识别标签，读写器会发送查询指令，清点被选择的标签群，随后出现一个或若干标签响应，随后读写器将会检测标签响应，并请求协议的认定和CRC-16校验。查询操作内主要有查询、不确认、清点和确认等不同指令。
2.3 访问
最后和与标签进行通信。优先访问唯一识别单个标签。主要的指令包括了：读、写、杀死、锁、解锁。
3 结语
测试结果显示了该设计可以符合ISO/IEC18000 6B/6C和EPCGen2协议。为更大程度提升系统性能，例如通信距离增加，可以通过放大由路，高增益天线等提升系统的性能。
本文所涉及的这一系统，可以被用于生产线监测、运输业、零售业等领域。RFID在今后的发展中会得到更为广泛的运用，物联网将会极大的影响着我国社会的经济、社会等多个领域。
【Reference】
[1]王茜，陈运清，赵慧玲.IP网络向下一代互联网演进探讨[J].电信网技术，2010（8）.
[2]程之红，焦雅辉，徐渊洪，杨红.RFID技术在医疗安全管理中的应用前景[J].中国医院，2010（8）.
[3]任剑.下一代互联网核心技术IPv6[J].计算机时代，2010（6）.
[4]吴大鹏.IPv6的发展与现状[J].数字通信，2010（2）.
[责任编辑：田吉捷]
-全文完-
浙公网安备 33021202002483