RFID技术中的主动式超高频射频识别系统设计
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2020-11-11
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RFID技术中的主动式超高频射频识别系统设计技术中的主动式超高频射频识别系统设计
摘要：设计了一种基于射频集成电路的主动式超高频射频识别系统，并给出了系统的硬件组成、通信协议、系
统各部分的软件流程以及多应答器防碰撞算法。此系统具有作用距离远、功耗低、读取率高、扩展性和灵活性
强等优点，具有很强的工程实用价值。 射频识别（RFID）是一种利用射频信号进行识别的技术，它的基本
原理是利用应答器直接发射或反射的电磁波来进行通信。根据系统应答器向读写器通信方式可以分为主动式和
被动式两种。主动式射频就识别系统由于其通信距离远、可靠性强、通信速率高等优点适用于军事、物流、交
通、物品实时跟踪定位等领域[1]。过去由于主动式射频识别系统的应答器体积和功耗较大、电池寿命有限等因
素,严重限制
摘要：设计了一种基于射频集成电路的主动式超高频射频识别系统，并给出了系统的硬件组成、通信协议、系统各部分的
软件流程以及多应答器防碰撞算法。此系统具有作用距离远、功耗低、读取率高、扩展性和灵活性强等优点，具有很强的工程
实用价值。
射频识别（RFID）是一种利用射频信号进行识别的技术，它的基本原理是利用应答器直接发射或反射的电磁波来进行通
信。根据系统应答器向读写器通信方式可以分为主动式和被动式两种。主动式射频就识别系统由于其通信距离远、可靠性强、
通信速率高等优点适用于军事、物流、交通、物品实时跟踪定位等领域[1]。过去由于主动式射频识别系统的应答器体积和功
耗较大、电池寿命有限等因素,严重限制了主动式RFID 系统的应用和普及；近年来射频和数字集成电路以及高容量小体积电池
技术的快速发展，使主动式射频识别系统在很多应用领域进入实用化阶段。
1 系统的硬件组成与通信协议设计
基于RFIC 的主动式射频识别系统设计有利于实现系统的小型化，低功耗，可靠性和灵活性，本文采用Chipcon 公司的
CC1100 作为无线数据传输模块，进行系统设计。
1.1系统组成和原理
1.1.1 应答器与读写器组成
系统由应答器和读写器两部分组成，如图1 所示，应答器部分由无线传输单元、控制单元和供电单元组成；读写器部分由
无线传输单元、控制单元和数据传输单元组成。
图 1 系统组成原理图
读写器中数据传输单元由两块 CC1100 组成，其中一片工作于315MHz，用于发射单频点载波，形成激活场区，另一片工
作于433MHz，用于与应答器进行半双工通信；控制单元采用TI 的超低功耗单片机MSP430，降低了系统功耗。控制单元用于
配置CC1100 寄存器，处理CC1100 接收到的数据，并向外提供RS232/485 接口。应答器中数据传输单元为一片CC1100，用
来与读写器进行无线通信；控制单元用于配置CC1100 寄存器，并对CC1100 的状态进行管理。
1.1.2 控制单元与无线传输单元接口
CC1100 与MSP430 采用SPI 接口连接，图1 中已经给出了它们之间的连接方式。SPI 总线接口技术是一种高速、高效率
的串行接口技术，主要用于扩展外设和进行数据交换。MSP430控制CC1100 进行数据发射和接收数据的流程如图2 所示。
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