生產(chǎn)線RFID系統(tǒng)超高頻讀寫器的設(shè)計(jì)-圖文

文章編號：１００８—０５７０（２００９）０２—２－０１８９－０３生產(chǎn)線ＲＦＩＤ系統(tǒng)超高頻讀寫器的設(shè)計(jì)ＤｅｓｉｇｎｏｆａＵＨＦｒｅａｄｅｒｉｎＲＦ｜Ｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｓｙｓｔｅｍ（常州工學(xué)院）胡智喜ＨＵＺｈｉ．Ｘｉ摘要：根據(jù)生產(chǎn)線特定需要．介紹了一種基于ＡＲＭ的ＲＦＩＤ超高頻讀寫器系統(tǒng)，使用ＬＰＣ２１３８微控制器和射頻收發(fā)芯片ＡＤＦ７０２０作為讀寫器的核心器件，并使用ＲＳ一４８５總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)讀寫器與后臺(tái)服務(wù)器的通信。文中給出了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方案．對其實(shí)現(xiàn)方法及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：讀寫器；ＲＦＩＤ；嵌入式系統(tǒng)；ＲＳ－－４８５總線中圖分類號：ＴＰ２１２．６文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ＢＡｂｓｔｒａｃ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅ，ＡＤＦ７０２０ａｓａｓｙｓｔｅｍｏｆＵＨＦＲＦｌＤｒｅａｄｅｒｂａｓｅｄａｓｏｎＡＲＭ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｓｅｌｅｃｔｓｔｈｅＬＰＣ２１３８ｓｏｆｔｗａｒｅＭｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｓｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｒｅｃｅｉｖｉ嘩，ｄｉｓｐａｔｃｈｃｈｉｐ，ＲＳ４８５ｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｌｓｏ．Ｉｔｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｕｓ．Ｉｔｓｔｅｓｔｓａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｇｏｏｄａｔｓｃｈｅｍｅ，ｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｉｌｌｂｅｏｆｇｒｅａｔａｐｐｌｉｅｄｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｅｒｅｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒａｃｔｉｃｅｉｎｓｔａｂｌｉｌｉｔｙ，ａｎｄｗｏｒｄｓ：ｒｅａｄｅｒ；ＲＦＷ；ＥｍｂｅｄｄｅｄＳｙｓｔｅｍ；ＲＳ－－４８５ｂｕｓ引言在制造業(yè)同一條生產(chǎn)線上同時(shí)且自動(dòng)地生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，就必須使得生產(chǎn)線能夠在每個(gè)生產(chǎn)崗位上對產(chǎn)品進(jìn)行識別并明確地判斷定出產(chǎn)品的狀態(tài)，以便能夠執(zhí)行正確的操作Ｔ序。因此。在最初的生產(chǎn)過程中為Ｔ件提供了丁藝卡在產(chǎn)品流水線上傳遞，使操作人員可以讀到其牛產(chǎn)崗位所需要的所有信息。射頻識別ＲＦＩＤ技術(shù)是一種基于射頻原理實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)。它的基本原理是信號通過空『日ｊ耦合ｆ交變磁場和電磁場）實(shí)現(xiàn)信息傳遞，通過所傳遞的信息實(shí)現(xiàn)對物體的自動(dòng)識別?，F(xiàn)在，在制造業(yè)生產(chǎn)線系統(tǒng)中，ＲＦＩＤ技術(shù)提供了另外的選擇，它不僅可以被讀取，還能夠被寫人。除了產(chǎn)品標(biāo)志外，也能將產(chǎn)品的當(dāng)前狀態(tài)、產(chǎn)品的過去甚至將來狀態(tài)記錄到電子標(biāo)簽中。本文設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線ＲＦＩＤ系統(tǒng)中的基于ＡＲＭ的超高頻ＲＦＩＤ讀寫器。該讀寫器采用ＰＨＩＬＩＰＳ公司ＡＲＭ體系結(jié)構(gòu)的ＬＰＣ２１３８微控制器為控制核心，ＡＮＡＬＯＧＤＥＶＩＣＥＳ公司的ＡＤＦ７０２０為射頻無線收發(fā)芯片，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線遠(yuǎn)距離識別產(chǎn)品的全自動(dòng)化。存儲(chǔ)識別物體的相關(guān)信息。ＲＦＩＤ系統(tǒng)基本工作流程是：讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線丁作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電子標(biāo)簽獲得能量被激活；電子標(biāo)簽將自身編碼等信息通過內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去，讀寫器接收天線接收到從電子標(biāo)簽發(fā)送來的已調(diào)制信號，讀寫器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后進(jìn)行相關(guān)處理．最后將處理過的信息傳到后臺(tái)系統(tǒng)中。ＲＦＩＤ系統(tǒng)頻段主要分為四個(gè)頻段：低頻（１２５ｋＨｚ）、高頻ｆ１３．５６ＭＨｚｌ、超高頻（８６０～９６０ＭＨｚ）和微波（２．４５ＧＨｚ）。每一種頻率都有它的特點(diǎn)，被用在不同的領(lǐng)域，而超高頻ＲＦＩＤ產(chǎn)品具有識讀距離長，能夠?qū)崿F(xiàn)高速識讀和多標(biāo)簽同時(shí)識讀等優(yōu)點(diǎn)，因此在制造業(yè)牛產(chǎn)線系統(tǒng)中廣泛采用超高頻ＲＨＤ讀寫器。２讀寫器硬件設(shè)計(jì)讀寫器硬件主要南控制模塊、射頻收發(fā)模塊、功率放大模塊、通信模塊和電源模塊等部分組成。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示。ｌ里塑Ｐ隋面司㈠Ｉ．．．。．。．．．，．．．ＪＬＰＣ２１３８ＡＤＦ１ＲＦＩＤ系統(tǒng)概述困一個(gè)基本的ＲＦＩＤ系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和后臺(tái)系統(tǒng)組成。其中，讀寫器通常由控制模塊、射頻無線收發(fā)模塊和通信接口模塊組成，其功能是實(shí)現(xiàn)與射頻標(biāo)簽建立通信，并對標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作，并可通過通信接Ｅｌ與嵌入式終端或計(jì)算機(jī)通信。電子標(biāo)簽是一種應(yīng)答器，包括有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽兩種，無源標(biāo)簽通常由一塊集成電路芯片及耦合元件組成，其中標(biāo)簽芯片集成了射頻前端、控制邏輯和存儲(chǔ)器等電路。每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象，并胡智喜：碩士研究生２．１醫(yī)函辦ｊＨ７圃卜阿磊卜０２０鑊圖ｌＲｎＤ讀寫器結(jié)構(gòu)框圖ＬＰＣ２１３８微控制器概述及其最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)控制模塊選用的微控制器使用的是ＰＨＩＬＩＰＳ公司的ＡＲＭ７ＬＰＣ２１００系列?？紤]到要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能義不至于浪費(fèi)．以及保證系統(tǒng)性能，成本的控制，本系統(tǒng)選用ＬＰＣ２１３８微控制器為控制核心，以此為核心單元構(gòu)建一個(gè)ＲＦＩＤ讀寫器而五面涵芤麗稠萬方數(shù)據(jù)Ｒ目嗍郵局訂閱號：８２．９４６３６０＆／～１８９—ＲＦＩＤ射頻識別《微計(jì)算機(jī)信息》（嵌入式與ＳＯＣ）２００９年第２５卷第２－２期系統(tǒng)。有５０‘ｌ輸入和輸出阻抗，很容易匹配以獲得最佳的功率、效率ＬＰＣ２１３８微控制器內(nèi)嵌５１２ＫＢ的高速Ｆｌａｓｈ存儲(chǔ)器和和線性特性。ＲＦ２１６３電路接口原理網(wǎng)如圖３所示。３２ＫＢ的ＲＡＭ，具有豐富的外設(shè)資源；２個(gè)３２位定時(shí)器；２個(gè)１０位８路ＡＤＣ；１個(gè)１０位ＤＡＣ；ＰＷＭ通道；４７路ＧＰＩＯ；９個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷；具有獨(dú)立電源和時(shí)鐘的ＲＴＣ；多個(gè)串行接１３ｆＵＡＲＴ、１２Ｃ、ＳＰｌ、ｓｓＰ）。它內(nèi)含向量中斷控制器，可配制中斷優(yōu)先級和向量地址，片內(nèi)Ｂｏｏｔ裝載程序可以在系統(tǒng)／應(yīng)用編程（ＩＳＰ／ＩＡＰ），通過片內(nèi)ＰＬＬ可實(shí)現(xiàn)６０ＭＨｚ的ＣＰＵ操作頻率，具有空閑和掉電２種低功耗模式，并且可通過外部中斷喚醒。微控制器最小系統(tǒng)主要由ＬＰＣ２２１４微控制器、３．３Ｖ的電源電路、復(fù)位電路、晶體振蕩器電路、ＪＴＡＧ調(diào)試接口等電路組成２．２射頻收發(fā)電路接口設(shè)計(jì)射頻收發(fā)模塊電路是由ＡＤＦ７０２０和其外圍附屬電路構(gòu)成。ＡＤＦ７０２０是ＡＮＡＬＯＧ公司２００６年推出的一款新的適用于ＩＳＭ頻段的收發(fā)芯片。它支持ＦＳＫ／ＡＳＫ／ＧＦＳＫ／ＯＯＫ／ＧＯＯＫ多種解調(diào)方式。其工作電壓為２．３Ｖ～＋３．６Ｖ，輸出功率可變范圍為一圖３ＲＦ２１６２功率放大器接口電路原理圖１６ｄＢｍ～＋１３ｄＢｍ，其內(nèi)部集成了完整的無線收發(fā)電路。在接收模本系統(tǒng)采用ＬＰＣ２１３８的模擬輸出口Ｐｏ．２５輸出模擬電壓門從ＲＦＩＮ管腳引ｍ的天線，經(jīng)ＬＮＡ放大后進(jìn)人混頻器，通過混式下，相當(dāng)于一個(gè)傳統(tǒng)的超外差接收器。ＲＦ（射頻）輸入信號通過來調(diào)節(jié)ＲＦ２１６２輸出功率的大小，通過ＡＲＭ的Ｉ／Ｏ口控制晶體管的通斷進(jìn)而調(diào)節(jié)電位器得到２．８Ｖ的電壓使能ＲＦ２１６２。ｌ技ｉ頻器混頻產(chǎn)生ＩＦ中頻信號。在ＩＦ處理階段，該信號在送入解調(diào)２．４通信接口模塊Ｉｊ器前被放大和濾波。解調(diào)后從引腳ＤＡＴＡＩ／Ｏ輸出解調(diào)數(shù)字信本讀寫器具有與嵌入式終端或ＰＣ機(jī)通信的功能，ＬＰＣ２１３８Ｉ。ｖｉｅ，Ｊ號，解調(diào)信號的同步由芯片提供的時(shí)鐘信號完成。射頻收發(fā)電有兩路ＵＡＲＴ串口，一路采用ＲＳ２３２總線標(biāo)準(zhǔn)連接系統(tǒng)，當(dāng)距Ｉ３路接口圖如圖２所示。離比較遠(yuǎn)時(shí)，由于ＲＳ一２３２本身屬性的限制，不能滿足遠(yuǎn)距離的｜龜叮Ｉ微控制器ＬＰＣ２１３８通過ＡＤＦ７０２０的串行數(shù)據(jù)輸入引腳數(shù)據(jù)傳輸，因此另一路ＵＡＲＴ口采用了４８５總線。采用ＲＳ－４８５｝Ｉ新ｌ可以通過串行數(shù)據(jù)讀回引腳ＳＲＥＡＤ讀取ＡＤＦ７０２０的工作狀｛ＳＤＡＴＡ向ＡＤＦＴ０２０發(fā)送編程配置控制字，控制其工作方式，并總線不但解決了距離的問題，而且能夠形成多節(jié)點(diǎn)總線形式，Ｕ態(tài)，ＳＬＥ引腳作為控制字的鎖存信號。ＤＡＴＡ每個(gè)讀寫器就是一個(gè)從節(jié)點(diǎn)。ＲＳ一４８５標(biāo)準(zhǔn)采用平衡式發(fā)送差Ｉ／０引腳是發(fā)送信分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來驅(qū)動(dòng)總線，由于系統(tǒng)是３．３Ｖ系統(tǒng)，所號輸入和接收信號輸出分時(shí)復(fù)用引腳，收發(fā)工作在半雙工方以使用了ｓｉｎｅｘ公司ＳＰ３４８５進(jìn)行ＲＳ－４８５電平轉(zhuǎn)換，ＳＰ３４８５式，當(dāng)ＡＤＦＴ０２０接收到一個(gè)來自天線的有效信號后，通過ＩＮＴ／是＋３．３Ｖ工作電源的半雙工ＲＳ－－４８５收發(fā)器。接口電路原理圖?ＬＯＣＫ引腳向ＬＰＣ２１３８發(fā)出中斷信號。如圖４所示。斗３３Ｖ麗麗刑磐Ｖ０２坐砸酬引ＲＤＥＥ：，ＫＭⅡ腳＞＿叫ＤＩＧＮＤ盯靜圖４ＲＳ－－４８５通信接口電路原理圖使用ＬＰＣ２１３８的一個(gè)ＧＰＩＯ輸出口連接到ＳＰ３４８５的ＤＥ引腳和面引腳。當(dāng)輸出低電平時(shí)，ＳＰ３４８５的接收器使能，ＲＳ一４８５總線上的數(shù)據(jù)將會(huì)從ＲＯ引腳輸出，而ＬＰＣ２１３８則使用Ｐ０．Ｉ（ＲｘＤ０）進(jìn)行接收；當(dāng)輸出高電平時(shí)，ＳＰ３４８５的驅(qū)動(dòng)器使能，ＬＰＣ２｜３８使用ＰＯ．ＯｆｆｘＤＯ）進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。１２０歐電阻是作為總線的終端電阻存在的。當(dāng)終端電阻等于電纜的特征阻抗時(shí)，可百函函函面函函西砸衛(wèi)巫覃衛(wèi)巫五ｍｕ以削弱甚至消除信號的反射。特征阻抗是導(dǎo)線的特征參數(shù)，它÷專的數(shù)值隨著導(dǎo)線的直徑、在電纜中與其它導(dǎo)線的相對距離以及圖２射頻收發(fā)接口電路原理圖導(dǎo)線的絕緣類型而變化，特征阻抗與導(dǎo)線的長度無關(guān)。２．３功率放大模塊電路接口的設(shè)計(jì)利用ＲＳ－－４８５總線通信時(shí)，在ＰＣ機(jī)端要增加一個(gè)ＲＳ－－４８５／ＡＤＦＴ０２０的發(fā)射級能輸出最大１３ｄＢｍ的功率．此功率對ＲＳ－－２３２轉(zhuǎn)換器。于系統(tǒng)幾米的作用距離來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此讀寫器采用了３軟件設(shè)計(jì)射頻功率放大器ＲＦ２１６２，其線性輸出功率叮達(dá)２９ｄＢｍ，滿足了在讀寫器中ＡＲＭ微控制器的ＣＰＵ板是白行設(shè)計(jì)的。因此系統(tǒng)的功率要求。ＲＦ２１６２是大功率、高效率線性放大器ＩＣ，它需要自己設(shè)計(jì)啟動(dòng)程序及其他一些與硬件相關(guān)的配置程序。在采用３Ｖ單電源供電，芯片內(nèi)部集成有一個(gè)模擬電壓控制器，可整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)中，只是部分啟動(dòng)代碼采用匯編語言編寫。其以通過外部偏置電壓控制功率輸出的大小，這個(gè)器件本身包含他編程都采用Ｃ語言編程。在軟件開發(fā)上是基于ＡＤＳ集成開一１９０—３６０元／年郵局訂閱號：８２．９４６萬方數(shù)據(jù)匿亙查夏壹塹雯受垂旦圈?。?！曼！！?。?！曼??！苧?。。。。。。。。。。。。?！曼！?。?！苧??！曼?。。。。?！苧曼！曼?。。。。。。。。。。÷?！曼！曼?。。。。。?！鼉Ｉ發(fā)環(huán)境和ＥａｓｙＪ７ｌ’ＡＧ仿真器來完成開發(fā)任務(wù)的。本系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼是在周立功公司提供的開發(fā)板的模板基礎(chǔ)上修改而成的。本系統(tǒng)采用前后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)．不移植操作系統(tǒng)。啟動(dòng)代碼執(zhí)行完后，跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序Ｃ語言ｍａｉｎ０１函數(shù)的入口處，即進(jìn)入循環(huán)主程序。件工程。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＨＵ一一＿ＲＦｌＤ射頻識別Ｉ鼉?。。。。。。。。。。。冢瑁椤椋ǎ保梗罚叮匆唬?，ｍａｌｅ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｍａｓｔｅｒ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒ．ｉｎｇ，ＣｈａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．（２１３００２江蘇常州常州工學(xué)院）胡智喜（ＣｈａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｓｕＣｈａｎｇｚｈｏｕ２１３∞２．ｃｈｉｎａ）ＨＵＺｈｉ－ｘｉ通訊地址：（２１３００２江蘇省常州市通江南路２９９號常州工學(xué)院計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院）胡智喜ｆ收稿日期：２００９．０１．０３１ｆ修稿日期：２００９．０２．０５１（上接第２１２頁）【５］Ｍａｎｕｅｌａ圖５ＲＦＩＤ讀寫器軟件流程圖系統(tǒng)的軟件主要分為ＬＰＣ２１３８初始化、ＡＤＦＴ０２０初始化、ＲＳ一２３２和ＲＳ－４８５通信程序以及讀寫器與電子標(biāo)簽問的通信協(xié)議與防碰撞算法等。ＲＦＩＤ的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一化，出現(xiàn)了多種標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)象。本讀寫器具備ＥＰＣ如圖５所示。當(dāng)讀寫器收到某一特定指令時(shí)，這一讀寫器便向標(biāo)簽發(fā)送請求命令。在讀寫器作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽將對這一請求命令進(jìn)行處理。若只有一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)信息．則讀寫器選中該標(biāo)簽．建立雙方一對一的通信關(guān)系；若有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)應(yīng)答此命令．即發(fā)生碰撞，則讀寫器應(yīng)采用防碰撞算法確定出一個(gè)標(biāo)簽，然后選中該標(biāo)簽建立雙方一對一的通信關(guān)系，進(jìn)而可以對這個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作。Ｃ１ａｓｓ一１ＡｓｈｌｅｙＶｅｌｏｓｏ，ＳｃｏｔｔＬｅｎｓｅｒ，ＤｏｕｇｌａｓＶａｉｌ，ＭａａｙａｎＲｏｔｈ，ＳｔｒｏｕｐｅａｎｄＳｏｎｉａＣｈｅｒｎｏｖａ．ＣＭＰａｃｋ－０２：ＣＭＵ＇ｓｋｇｇｅｄＲｏｂｏｔＳｏｃｃｅｒＴｅａｎｌ．２００２【６ＪＨ．Ｌｅｖｅｎｔｈａｒｔ，ｅｔｉｎＡｋｎ，Ｍ．ＫａａｎＢａｌｏｇｌｕ，ＨａｔｉｃｅＫｄｓｅＢａｇｃ，ＳｕｚａｎＢａｙ—Ｙｌｄｚ，ｅｔｃ．Ｍｅｒｉｌｉ，ＤａｍｌａＰｏｓｌｕ，６ｍｅｔＳｅｖｅｒｓＯ．ＴａｎｅｒＣＥＲＢＥＲＵＳ細(xì)吣３’ｒＥＡＭＲＥＰＯＲＴ．２００３作者簡介：張棖（１９８２一），男（漢族）．內(nèi)蒙古赤峰人，現(xiàn)于北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院就讀研究生，專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。研究方向：機(jī)器人視覺系統(tǒng)。指導(dǎo)教師：許東來（１９６ｌ一）。男（漢族）．副教授及碩士生導(dǎo)師．現(xiàn)任教于北京工業(yè)大學(xué)．研究領(lǐng)域?yàn)闄C(jī)器人及機(jī)電一體化控制。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＺＨＡＮＧｂｏｒｎｉｎＧｅｎ一２標(biāo)準(zhǔn)與１ＳＯ／ＩＥＣ１８０００—６Ｂ標(biāo)準(zhǔn)兩種協(xié)議與相應(yīng)的防碰撞算法。ＲＦＩＤ讀寫器基本軟件流程Ｃｈｅｎｇ（１９８２一），ｍａｌｅ（ＨａｎＮａｔｉｏｎａｌｉｔｙ），ＭｏｎｇｏｌｉａａｕｔｏｎｏｍｏｕｓＣｈｉｆｅｎｇ。Ｉｎｎｅｒａｓａｒｅｇｉｏｎ．ＮｏｗｉｓｓｔｕｄｙｉｎｇｍａｓｔｅｒｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅｉｎＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈ—ａｒｅａ：ｒｏｂｏｔｖｉｓｉｏｎｎｏｌｏｇｙ，Ｍａｊｏｒ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｙｓｔｅｍ．ｄｅｓｉｇｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ（１００１２４北京北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院設(shè)計(jì)及理論）張棖許東來余躍慶通訊地址：（１００１２４北京市朝陽區(qū)平樂園１００號北京工業(yè)大學(xué)６２３信箱）張棖ｆ收稿兀期：２００９．０１．０３）ｆ修稿Ｈ期：２００９．０２０５）４結(jié)束語本文以ＰＨＩＬＩＰＳ公司ＡＲＭ體系結(jié)構(gòu)的ＬＰＣ２１３８微控制器為控制核心，設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線ＲＦＩＤ系統(tǒng)超高頻讀寫器，該系統(tǒng)具有識別距離遠(yuǎn)、多標(biāo)簽識讀等優(yōu)點(diǎn)，能夠通過ＲＳ一４８５總線實(shí)現(xiàn)讀寫器作為節(jié)點(diǎn)的主從總線網(wǎng)絡(luò)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)］：作穩(wěn)定，具有廣闊的應(yīng)用前景。創(chuàng)新點(diǎn)：１采用ＡＲＭ與ＡＤＦＴ０２０射頻無線收發(fā)芯片作為核心部件實(shí)現(xiàn)了超高頻段ＲＦＩＤ系統(tǒng)應(yīng)用。２采用ＲＦ２１６２實(shí)現(xiàn)了功率放大使識讀距離增加。３使用ＲＳ－４８５總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)讀寫器與后臺(tái)服務(wù)器的通信。經(jīng)濟(jì)效益：１０萬參考文獻(xiàn)『１１張智文．射頻識別技術(shù)理論與實(shí)踐．北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，２００８：１０～１２『２１李金學(xué)，張洪濤．基于ＬＰＣ２１３８的地鐵自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)．船電技術(shù)，２００８（３）：１８７—１８９ｆ３１彭建，崔更申．基于嵌入式的無線條碼掃描儀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)．現(xiàn)代電子技術(shù)，２００６（２０）：９９—１０１ｆ４】高明遠(yuǎn)，杜詩超．摹于ＲＳ一４８５總線的煙葉烤房溫度控制器．儀表技術(shù)與傳感器，２００７（８）：２９—３２【５】王海峰，王敬超等．一種超高頻ＲＦＩＤ讀寫器設(shè)計(jì)．微計(jì)算機(jī)信息，２００８，３－２：２３３—２３５作者簡介：胡智喜（１９７６．４－－），男，碩士研究生學(xué)歷，現(xiàn)常州工學(xué)院計(jì)算機(jī)信息丁程學(xué)院教師，主要研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、軟ｌ（ＰＬＣ技術(shù)應(yīng)用２００例》ＰＬＣ（－－ｑ編程序控制器）廣泛地應(yīng)用存冶金、機(jī)械、機(jī)器人、石油化工、電力傳動(dòng)、紡織機(jī)械、注塑機(jī)、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、造紙機(jī)械、機(jī)床、自來水廠、污水處理、煤礦機(jī)械、焊接機(jī)器、榨糖機(jī)械、制煙機(jī)械、工程機(jī)械、水泥機(jī)械、玻璃機(jī)械、食品機(jī)械、灌蓑機(jī)械、橡膠機(jī)械、船舶、鐵路、窯爐、車輛、智能建筑、電梯控制、中央空調(diào)控制、大型醫(yī)療機(jī)械、起重卷揚(yáng)機(jī)械，大壩閘門，大型泵站…。各行各業(yè)機(jī)械工程師，電氣設(shè)備工程師，高級技工都需要俱備ＰＬＣ的知識．才能做好本職工作。本書匯集２００多個(gè)硬ＰＬＣ和軟ＰＬＣ在各行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例，ＰＬＣ故障診斷實(shí)例，ＰＬＣ抗干擾措施，ＰＬＣ使用經(jīng)驗(yàn)、ＰＬＣ技術(shù)發(fā)展，均存本書之中論述。本書適合大專院校機(jī)械類、電氣類、電力類、自動(dòng)控制和自動(dòng)化類專業(yè)的本科、研究生做畢業(yè)設(shè)計(jì)參考，同時(shí)適合老師進(jìn)行教學(xué)、搞科研項(xiàng)目參考。本書是上述各行業(yè)的工程技術(shù)人員，技術(shù)工人的必備參考書，同時(shí)也是工廠和科研單位的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)，設(shè)備采購負(fù)責(zé)人的參考書。凡具備高中以上文化水平的人均可成為讀者。２００多個(gè)兩門子、三菱、美國通用電氣、施耐德、歐姆龍、羅克韋爾、松下電器、和泉…．等ＰＬＣ應(yīng)用實(shí)例。任您選讀。一技之長，改變?nèi)松?。大１６開，每冊定價(jià)”０元（含郵費(fèi)】。預(yù)購者請將書款及郵寄費(fèi)通過郵局匯款至地址：北京海淀區(qū)皂君廟１４號院矗雅苑６號樓６０１室徽計(jì)算機(jī)信息電話：０１０－６２１３２４３６ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｕｔｏｃｏｎⅡ＇０１．ＣＯＷｌ．ｃｎＩ郵編：１０００８１０１０－６２１９２６１６（Ｔ／Ｆ）ｈｔｔｐ：Ｉｌｗｖ～／ａｕｔｏｃｏｎｔｍｌ．ｃｎＥ－ｍａｉｌ：ｃｏｎｔｒｏｌ－２＠１６３ｃｏｍＥ－ｍａｉｌ：ｅｄｉｔｏｒ＠ａｕｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｏｍ．ｃｎ；萬方數(shù)據(jù)（毒國自控圈郵局訂閱號：８２．９４６３６０７Ｌ／一１９１—生產(chǎn)線RFID系統(tǒng)超高頻讀寫器的設(shè)計(jì)作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次數(shù)：胡智喜，HUZhi-xi常州工學(xué)院,江蘇,常州,213002微計(jì)算機(jī)信息CONTROL&AUTOMATION2009，25(50次參考文獻(xiàn)(5條1.張智文射頻識別技術(shù)理論與實(shí)踐20082.李金學(xué).張洪濤基于LPC2138的地鐵自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)[期刊論文]-船電技術(shù)2008(033.彭建.崔更申基于嵌入式的無線條碼掃描儀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[期刊論文]-現(xiàn)代電子技術(shù)2006(204.高明遠(yuǎn).杜詩超基于RS-485總線的煙葉烤房溫度控制器[期刊論文]-儀表技術(shù)與傳感器2007(085.王海峰.王敬超一種超高頻RFID讀寫器設(shè)計(jì)[期刊論文]-微計(jì)算機(jī)信息2008相似文獻(xiàn)(10條1.期刊論文岳磊.趙曉群.YUELei.ZHAOXiaoqun一種RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)-微計(jì)算機(jī)應(yīng)用2007,28(7提出了一種基于中心控制節(jié)點(diǎn)的讀寫器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).中心控制節(jié)點(diǎn)使整個(gè)讀寫器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的讀寫器能夠協(xié)調(diào)工作,并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)標(biāo)簽信息的采集和采集到的數(shù)據(jù)的輸出.在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提出了解決讀寫器沖突的算法.最后,給出了該讀寫器網(wǎng)絡(luò)在Chipcon公司的低功耗射頻無線收發(fā)芯片CC1010上的實(shí)現(xiàn)方案.2.學(xué)位論文梁嘉RFID讀寫器管理與協(xié)調(diào)技術(shù)研究2009大規(guī)模RFID應(yīng)用需要部署大量的RFID讀寫器，這些讀寫器并不是相互獨(dú)立的，讀寫器之間會(huì)存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而形成讀寫器網(wǎng)絡(luò)。RFID系統(tǒng)需要對讀寫器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和監(jiān)控，保證讀寫器網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作；同時(shí)收集RFID數(shù)據(jù)的任務(wù)由網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)讀寫器共同完成，RFID系統(tǒng)需要對多個(gè)讀寫器進(jìn)行協(xié)調(diào)，使讀寫器網(wǎng)絡(luò)收集的數(shù)據(jù)符合應(yīng)用系統(tǒng)的要求。目前對多讀寫器協(xié)調(diào)的研究主要集中在解決讀寫器間的沖突和干擾問題，對多讀寫器協(xié)調(diào)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的研究還比較缺乏。本文對RFID讀寫器管理和協(xié)調(diào)技術(shù)進(jìn)行了深入的分析和研究，提出了面向組件的管理方案，通過建立多層次邏輯模型的手段有效地解決了管理和協(xié)調(diào)RFID讀寫器的復(fù)雜性。這個(gè)方案基于組件化的RFID中間件架構(gòu)，在負(fù)責(zé)與讀寫器進(jìn)行交互的邊緣層內(nèi)和負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理的管理層內(nèi)設(shè)置讀寫器協(xié)調(diào)、讀寫器配置、讀寫器監(jiān)控功能，使中間件能夠提供應(yīng)用程序及別的接口來控制讀寫器，并對讀寫器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了新一代RFID讀寫器管理體系架構(gòu)，體現(xiàn)了與時(shí)俱進(jìn)的，富有彈性的，易于擴(kuò)展的理念。文章引入了邏輯讀寫器概念并對其做出擴(kuò)展，設(shè)計(jì)了一種RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)建模方法，通過描述物理上相互獨(dú)立的讀寫器之間的邏輯關(guān)系，建立邏輯讀寫器網(wǎng)絡(luò)模型。通過使用針對邏輯模型而設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)規(guī)則，中間件系統(tǒng)能夠根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的要求對多個(gè)讀寫器的數(shù)據(jù)采集和處理進(jìn)行協(xié)調(diào)，為應(yīng)用系統(tǒng)提供符合要求的數(shù)據(jù)信息。實(shí)現(xiàn)的RFID讀寫器管理架構(gòu)采用JMX技術(shù)為系統(tǒng)管理主線，并符合EPCglobal組織定義的讀寫器管理協(xié)議和ALE規(guī)范。文章對RFID讀寫器管理技術(shù)進(jìn)行了綜述，分析和比較了各大公司的讀寫器管理方案及國際通用的管理規(guī)范，總結(jié)分析了RFID讀寫器管理的需求和挑戰(zhàn)，并在此基礎(chǔ)上歸納出RFID中間件所應(yīng)具備的讀寫器管理功能體系框架，提出了邏輯讀寫器網(wǎng)絡(luò)模型以及邏輯讀寫器協(xié)調(diào)方法，闡述了RFID讀寫器管理架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法。3.期刊論文張余明.蔣泰.ZHANGYu-ming.JIANGTaiUHFRFID讀寫器零中頻解調(diào)方式的研究與實(shí)現(xiàn)-計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化2009(8在對UHFRFID讀寫器工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,介紹一種工作在UHF頻段下的讀寫器的射頻接口電路,并確定讀寫器的解調(diào)方式,重點(diǎn)對正交零中頻解調(diào)方式進(jìn)行研究,并給出讀寫器的實(shí)現(xiàn)方案.4.學(xué)位論文袁超文RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)防沖突技術(shù)研究與開發(fā)2007隨著RFID技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中應(yīng)用日益廣泛，RFID應(yīng)用中使用的讀寫器數(shù)量越來越多，RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也越來越大。RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)防沖突問題已經(jīng)成為RFID應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一，貫穿于包括RFID硬件設(shè)計(jì)、RFID系統(tǒng)部署、RFID中間件等RFID應(yīng)用開發(fā)的全過程。目前，相對于RFID標(biāo)簽沖突的問題來說，對于RFID讀寫器沖突問題研究的比較少，流行的RFID標(biāo)準(zhǔn)中也均未對此問題進(jìn)行規(guī)定。本文通過分析和比較了現(xiàn)有的RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)防沖突技術(shù)，總結(jié)其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，提出了使用RFID中間件作為中心控制節(jié)點(diǎn)的集中式控制防沖突方法。集中式控制方法通過增加一個(gè)中心控制節(jié)點(diǎn)，能使整個(gè)讀寫器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的讀寫器協(xié)調(diào)工作，從而達(dá)到減少或防止讀寫器沖突的目標(biāo)。中心控制節(jié)點(diǎn)的核心作用是為網(wǎng)絡(luò)中的讀寫器有效的分配資源。本文通過為RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)沖突問題建立合理的模型，并采用了對求解該模型較為有利的模擬退火算法來進(jìn)行優(yōu)化資源分配的計(jì)算，很好的實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。最后，本文開發(fā)實(shí)現(xiàn)了基于上海交通大學(xué)RFID中間件LeafServer中的讀寫器網(wǎng)絡(luò)防沖突組件。另還開發(fā)了一個(gè)所見即所得的讀寫器網(wǎng)絡(luò)建模工具，以配合讀寫器網(wǎng)絡(luò)防沖突組件的使用。5.期刊論文喻劍.賴聲禮.YUJian.LAISheng-liRFID讀寫器內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-科學(xué)技術(shù)與工程2009,9(23在大型RFID應(yīng)用中,需要將標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)前移至讀寫器.由于讀寫器的硬件條件限制,要提高讀寫器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力,就必須有適合RFID應(yīng)用的高效的數(shù)據(jù)處理算法及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu).分析了RFID讀寫器數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn),提出了一種特殊的T鏈表樹結(jié)構(gòu).在T樹的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了雙向鏈表結(jié)構(gòu),使得讀寫器在讀周期的各個(gè)數(shù)據(jù)處理階段都能保持很高的效率.在T鏈表樹結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,還設(shè)計(jì)了一套數(shù)據(jù)處理算法,結(jié)合特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),可以極大地提高讀寫器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力.6.期刊論文朱興喜.胡新勇.楊國斌.李治.戚仕濤.湯黎明.ZHUXing-xi.HUXin-yong.YANGGuo-bin.LIZhi.QIShi-tao.TANGLi-ming基于野戰(zhàn)RFID醫(yī)療卡讀寫器的使用設(shè)計(jì)-醫(yī)療衛(wèi)生裝備2010,31(10目的:實(shí)現(xiàn)RFID醫(yī)療卡信息的編輯、采集和傳遞,便于與野戰(zhàn)信息管理系統(tǒng)信息平臺(tái)互動(dòng).方法:采用C#語言編寫程序,與RFID專用讀寫器結(jié)合,借助于無線射頻識別技術(shù)進(jìn)行信息傳輸.結(jié)果:對基于RFID技術(shù)的醫(yī)療卡格式化,信息輸入、采集、修改以及與PC無線局域網(wǎng)連接進(jìn)行了嘗試,解決了傷員信息后送問題.結(jié)論:該野戰(zhàn)醫(yī)療卡讀寫器在大規(guī)模演練中投入試用,收到了滿意效果.7.期刊論文王永華.楊健.余松森.詹宜巨.WangYonghua.YangJian.YuSongsen.ZhanYiju超高頻RFID讀寫器組網(wǎng)與協(xié)調(diào)技術(shù)研究-電信科學(xué)2007,23(12在大規(guī)模的RFID技術(shù)應(yīng)用場合,要部署大量的讀寫器,需要進(jìn)行讀寫器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃,為了保證整個(gè)讀寫器網(wǎng)絡(luò)的通信需求,需要進(jìn)行讀寫器之間的協(xié)調(diào).本文對超高頻RFID讀寫器組網(wǎng)和協(xié)調(diào)技術(shù)進(jìn)行了研究,綜述了現(xiàn)有的研究成果,并對現(xiàn)有的讀寫器沖突解決方法進(jìn)行了比較,討論了今后的研究方向.8.期刊論文劉懷達(dá).譚杰.楊一平.LIUHuaiDa.TANJie.YANGYiPing基于RFID的防讀寫器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-電子技術(shù)應(yīng)用2009,35(5傳統(tǒng)射頻識別(RFID防偽系統(tǒng)僅利用標(biāo)簽編碼的唯一性完成,存在著非法讀寫器惡意讀取和假數(shù)據(jù)欺騙的安全隱患.針對上述缺點(diǎn),介紹了一種新的基于RFID技術(shù)的防偽讀寫器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),探討了利用RFID和GSM通信,對讀寫器和商品編碼進(jìn)行雙重認(rèn)證的防偽驗(yàn)證機(jī)制.建立了商品防偽模型,并進(jìn)行了實(shí)際測試.結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠安全、高效地運(yùn)行.9.學(xué)位論文吳海鋒RFID標(biāo)簽防沖突協(xié)議及超高頻讀寫器開發(fā)與應(yīng)用2009本報(bào)告討論了射頻識別（RFID，radiofrequencyidentification）技術(shù)中的防沖突協(xié)議，超高頻讀寫器開發(fā)與應(yīng)用，主要內(nèi)容可以分為兩部份：第一，自適應(yīng)的RFID標(biāo)簽防沖突協(xié)議。為提高RFID標(biāo)簽的識別效率，我們針對RFID動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA防沖突系統(tǒng)，提出了一種新的標(biāo)簽估計(jì)方法和幀長確定方案，標(biāo)簽估計(jì)從貝葉斯估計(jì)準(zhǔn)測出發(fā)，討論了三種貝葉斯標(biāo)簽估計(jì)：貝葉斯均方估計(jì)，貝葉斯絕對估計(jì)和貝葉斯后驗(yàn)概率估計(jì)，它們的估計(jì)精度優(yōu)于傳統(tǒng)方法，而且通過減小標(biāo)簽數(shù)取值范圍可使計(jì)算復(fù)雜度得到大大降低．隨后，我們又推導(dǎo)了一種