一種超高頻RFID讀寫器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

蔣冠宇蔣 泰鄧家明張余明

（1.清華大學(xué)，北京 100084；2.廣西瀚特信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司，廣西 桂林 541004）

一種超高頻RFID讀寫器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

蔣冠宇1蔣 泰2鄧家明2張余明2

（1.清華大學(xué)，北京 100084；2.廣西瀚特信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司，廣西 桂林 541004）

目的：設(shè)計(jì)一種多標(biāo)簽超高頻RFID讀寫器并實(shí)現(xiàn)其讀寫功能。方法：根據(jù)ISO18000-6短程通信接口協(xié)議，基于arm7芯片實(shí)現(xiàn)軟件數(shù)據(jù)處理功能，采用外圍硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能。結(jié)果：讀寫器能夠同時(shí)讀取多枚標(biāo)簽并且有效避免沖突發(fā)生，讀取的數(shù)據(jù)可以通過服務(wù)器做進(jìn)一步處理。結(jié)論：該讀寫器工作正常，具有比較大的應(yīng)用前景。

RFID；ISO18000-6協(xié)議；防沖突算法

1 射頻識(shí)別簡(jiǎn)介

1.1 射頻識(shí)別的概念

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。

無線電的信號(hào)是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池；也有標(biāo)簽本身擁有電源，并可以主動(dòng)發(fā)出無線電波（調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng)）。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。

1.2 RFID系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)包括標(biāo)簽、RFID讀寫器和RFID應(yīng)用系統(tǒng)三大部分，如圖1所示。

圖1 RFID系統(tǒng)組成

標(biāo)簽：由天線，耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。

RFID讀寫器：由天線，耦合元件，芯片組成，讀取（有時(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，是RFID系統(tǒng)的核心部分，主要任務(wù)是控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號(hào)，并接收標(biāo)簽的應(yīng)答，對(duì)標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行解碼，將標(biāo)識(shí)信息連帶標(biāo)簽上其他相關(guān)信息傳輸?shù)街鳈C(jī)以供處理。讀寫器具有對(duì)電子標(biāo)簽的ID號(hào)列舉、數(shù)據(jù)讀、寫等功能，例如：（1）喚醒標(biāo)簽：只有被喚醒的標(biāo)簽才能與讀寫器進(jìn)行通信，防止系統(tǒng)外其它標(biāo)簽的干擾，確保讀寫器與本系統(tǒng)標(biāo)簽信息交換的可靠與準(zhǔn)確。（2）讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)：不僅可以讀取標(biāo)簽的ID 號(hào)，還可讀取指定標(biāo)簽存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)；不僅可以讀取單個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，而且可以同時(shí)讀取天線發(fā)射波范圍內(nèi)的多個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。（3）寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)：可以向指定的標(biāo)簽存儲(chǔ)區(qū)寫入數(shù)據(jù)。（4）對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)：對(duì)指定的標(biāo)簽存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置“寫保護(hù)”，將使該存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)被鎖存并永久“保護(hù)”，不被改寫。

應(yīng)用軟件系統(tǒng)：是應(yīng)用層軟件，主要是把收集的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，并為人們所使用。

1.3 RFID系統(tǒng)的工作原理

標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2 RFID讀寫器硬件設(shè)計(jì)

超高頻RFID標(biāo)簽讀寫器主要由控制模塊、發(fā)射模塊、接收模塊、基帶處理模塊、通道切換模塊等構(gòu)成，如圖2所示。發(fā)射模塊受控制模塊控制，為讀寫器提供載波信號(hào)，并對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和功率放大后，通過發(fā)射模塊、通道切換模塊的射頻接口輸出發(fā)射信號(hào)至電子標(biāo)簽；同時(shí)，射頻接口接收電子標(biāo)簽返回的反射信號(hào)，輸入到接收模塊；接收模塊將電子標(biāo)簽返回的反射信號(hào)進(jìn)行零中頻解調(diào)，實(shí)現(xiàn)雙路正交解碼，輸出兩路基帶信號(hào)；基帶處理模塊對(duì)兩路基帶信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、整形，得到控制模塊可處理的低頻信號(hào)；控制模塊同時(shí)接收和處理兩路正交低頻信號(hào)，根據(jù)相關(guān)協(xié)議將信號(hào)恢復(fù)為電子標(biāo)簽的原始信息。

圖2 超高頻RFID標(biāo)簽讀寫器結(jié)構(gòu)

3 RFID讀寫器接口協(xié)議

RFID接口協(xié)議：空中接口通信協(xié)議規(guī)范讀寫器與電子標(biāo)簽之間信息交互，目的是為不同廠家生產(chǎn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通性。ISO/IEC制定五種頻段的空中接口協(xié)議，這種思想充分體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的相對(duì)性，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)相當(dāng)廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)的共同需求，但不是所有應(yīng)用系統(tǒng)的需求，一組標(biāo)準(zhǔn)可以滿足更大范圍的應(yīng)用需求。

ISO18000-6信息技術(shù)－基于單品管理的射頻識(shí)別－適用于超高頻段 860～960MHz，規(guī)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三種無源標(biāo)簽的接口協(xié)議，通信距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，并于2006年7月獲得批準(zhǔn)，它在識(shí)別速度、讀寫速度、數(shù)據(jù)容量、防碰撞、信息安全、頻段適應(yīng)能力、抗干擾等方面有較大提高。2006年遞交V4.0草案，它針對(duì)帶輔助電源和傳感器電子標(biāo)簽的特點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，包括標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和交互命令。帶電池的主動(dòng)式標(biāo)簽可以提供較大范圍的讀取能力和更強(qiáng)的通信可靠性，不過其尺寸較大，價(jià)格也更貴一些。

本超高頻RFID讀寫器采用TypeB接口協(xié)議。

3.1 數(shù)據(jù)編碼

（1）前向鏈路（讀寫器到標(biāo)簽）：讀寫器通過調(diào)制載波完成到識(shí)別卡的數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)編碼通過產(chǎn)生曼徹斯特編碼的脈沖實(shí)現(xiàn)。

（2）返向鏈路（標(biāo)簽到讀寫器）：對(duì)于標(biāo)簽到讀寫器的通信，發(fā)送數(shù)據(jù)使用反向散射技術(shù)。這需要在返向鏈路上讀寫器給識(shí)別卡提供穩(wěn)定的能量。當(dāng)讀寫器向識(shí)別卡提供能量時(shí)，識(shí)別卡將交替的改變其天線前端的有效阻抗，從而改變能被讀寫器辨識(shí)的識(shí)別卡的射頻反射率。

（3）命令的格式：命令幀由下列域組成：幀頭檢測(cè)，幀頭，分隔符，命令碼，參數(shù)，CRC-16。

（4）幀頭檢測(cè)域由一個(gè)穩(wěn)定的沒有調(diào)制的載波組成，持續(xù)時(shí)間至少400us。一般來說此類短程通訊的速率為40kbps，對(duì)應(yīng)幀頭檢測(cè)域?yàn)?6位。

幀頭等效為9位非歸零格式的曼徹斯特碼0，編碼形式為010101010101010101。

CRC-16：CRC即循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（Cyclic Redundancy Check[1] ）：是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常用的一種差錯(cuò)校驗(yàn)碼，其特征是信息字段和校驗(yàn)字段的長(zhǎng)度可以任意選定。

幀的格式：響應(yīng)幀由靜默域，返回幀頭，數(shù)據(jù)域以及CRC-16構(gòu)成。

3.2 Btree協(xié)議與沖突仲裁

（1）全協(xié)議的描述

標(biāo)簽主要有四個(gè)主要狀態(tài)：電源關(guān)閉狀態(tài)（power-off），當(dāng)讀寫器不能激活識(shí)別卡時(shí)，識(shí)別卡處于電源關(guān)閉狀態(tài)（對(duì)于有源標(biāo)簽，意味著射頻激勵(lì)強(qiáng)度不足以激活標(biāo)簽的回路）；就緒狀態(tài)（ready），當(dāng)讀寫器第一次激活標(biāo)簽時(shí)，識(shí)別卡處于ready狀態(tài)；識(shí)別狀態(tài)（ID），當(dāng)標(biāo)簽試圖向讀寫器傳送識(shí)別信息時(shí)，識(shí)別卡處于 ID狀態(tài)；數(shù)據(jù)交換狀態(tài)（DATA-EXCHANGE）狀態(tài)，當(dāng)識(shí)別卡被讀寫器識(shí)別并被選中時(shí)，識(shí)別卡處于數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。

（2）沖突仲裁

讀寫器可用GROUP_SELECT與GROUP_UNSELECT命令，使所有或一部分在讀寫器射頻電磁場(chǎng)的標(biāo)簽參與沖突仲裁。為了支持仲裁沖突，標(biāo)簽卡上應(yīng)該具有兩個(gè)硬件電路：一個(gè)8bit計(jì)數(shù)器 COUNT，以及一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(兩個(gè)可能的值：0或1)。開始時(shí)，一組標(biāo)簽通過GROUP_SELECT命令轉(zhuǎn)換到ID狀態(tài)，還應(yīng)該將它們內(nèi)部的計(jì)數(shù)器置0。

在上述選擇過程后，實(shí)現(xiàn)下列循環(huán)：

①所有處于ID狀態(tài)且計(jì)數(shù)器COUNT為0的標(biāo)簽應(yīng)發(fā)送它們的ID號(hào)。最初這個(gè)組包含所有選中的標(biāo)簽；

②如果多于一個(gè)標(biāo)簽在發(fā)送，該讀寫器接受一個(gè)錯(cuò)誤的響應(yīng)，發(fā)出FAIL命令；

③計(jì)數(shù)器COUNT不等于0的標(biāo)簽在接收到FAIL命令后，將增加COUNT，它們將更沒有機(jī)會(huì)發(fā)送ID。計(jì)數(shù)器等于0的識(shí)別卡在接收到FAIL命令后，將生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)。隨機(jī)數(shù)為1的標(biāo)簽將增加COUNT，它們將不會(huì)發(fā)送。隨機(jī)數(shù)為0的識(shí)別卡將保持COUNT為0，并且再一次發(fā)送ID?，F(xiàn)在出現(xiàn)四種可能情況之一；

④如果多于一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送，則重復(fù)FAIL；

⑤如果所有標(biāo)簽的COUNT不為0，無標(biāo)簽發(fā)送，讀寫器接收不到信號(hào)，將發(fā)出 SUCCESS命令。所有內(nèi)部計(jì)數(shù)器 COUNT減小，以及計(jì)數(shù)器COUNT為0的標(biāo)簽發(fā)送。一般來說，這樣會(huì)返回②；

⑥如果只有一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送并且ID號(hào)被正確讀到，讀寫器應(yīng)發(fā)送帶此ID的DATA_READ命令。如果DATA_READ命令被識(shí)別卡正確地收到，該識(shí)別卡應(yīng)轉(zhuǎn)為 DATA_EXCHANGE狀態(tài)，并發(fā)送它的數(shù)據(jù)。讀寫器發(fā)送SUCCESS命令，所有處于ID狀態(tài)的標(biāo)簽減小計(jì)數(shù)器COUNT；

⑦如果只有一個(gè)標(biāo)簽的計(jì)數(shù)器COUNT為1，重復(fù)第五步或第六步。如果多于一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送，重復(fù)②；

⑧如果只有一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送，而接受的ID有錯(cuò)誤，該讀寫器應(yīng)發(fā)送RESEND命令。如果ID正確地收到，重復(fù)5。如果重發(fā)接收ID有若干個(gè)，則會(huì)假定有多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送，重復(fù)②。

（3）命令

命令分為四個(gè)功能組：選擇命令，識(shí)別命令，數(shù)據(jù)傳輸命令以及多卡處理命令。

命令為下列類型之一：強(qiáng)制的，可選的，定制的以及專有的。

具體命令的標(biāo)準(zhǔn)見ISO18000-6B協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

4 RFID讀寫器軟件實(shí)現(xiàn)

本讀寫器利用LPC-2132單片機(jī)開發(fā)，其軟件實(shí)現(xiàn)步驟主要如下：

（1）定義常量

超高頻RFID讀寫器系統(tǒng)比較復(fù)雜，其中涉及許多固定的命令和寄存器，將這些常量定義有利于代碼的閱讀和理解。

命令：

上文提到，標(biāo)簽主要存在四個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換主要靠讀寫器發(fā)送的命令實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到不同的目的。

命令主要分為兩類：

①選擇命令

選擇（selection）命令根據(jù)某種條件在射頻場(chǎng)中選擇一組識(shí)別卡，進(jìn)行識(shí)別或?qū)懭霐?shù)據(jù)，此命令可用于沖突仲裁。比如GROUP_SELECT_XX(用于選擇標(biāo)簽，XX表示不同的條件)，GROUP_UNSELECT_XX（用于去選擇），SUCCESS（當(dāng)標(biāo)簽內(nèi)部計(jì)數(shù)器COUNT為0的時(shí)候響應(yīng)，發(fā)送ID），RESEND（重新發(fā)送ID），INITIALIZE(復(fù)位)，F(xiàn)AIL_O（多于一個(gè)標(biāo)簽試圖識(shí)別自己是，使某些標(biāo)簽退避）

②數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移命令

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移命令用于數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器讀出或?qū)懭氪鎯?chǔ)器。比如READ（標(biāo)簽在滿足一定條件時(shí)轉(zhuǎn)化為DATA_EXCHANGE狀態(tài)），READ_FLAGS(讀flags)，READ_VARIABLE讀指定長(zhǎng)度的內(nèi)容等等)。

以上每個(gè)命令都對(duì)應(yīng)自己的命令碼，程序中將這些命令碼常量定義為以上的表達(dá)形式。

寄存器：?jiǎn)纹瑱C(jī)每個(gè)模塊都有自己的寄存器用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而每個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)的地址是固定的，比如在定時(shí)器中有中斷寄存器（0xE0004000），定時(shí)器控制寄存器（0xE0004004），定時(shí)器計(jì)數(shù)器（0xE0004008）等，將它們的地址定義成一個(gè)相關(guān)的名字，T0IR,T0TCR,T0TC。

（2）定義函數(shù)

讀寫器的軟件功能靠不同的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。函數(shù)按模塊劃分，主要如下：外設(shè)定義，讀取數(shù)據(jù)，寫入數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)，循環(huán)冗余校驗(yàn)，數(shù)據(jù)編碼等。

①外設(shè)定義

讀寫器通過單片機(jī)開發(fā)，為實(shí)現(xiàn)其功能需要單片機(jī)的外部設(shè)備，這就需要啟動(dòng)初始化外設(shè)并且設(shè)定相關(guān)參數(shù)。比較重要的外部設(shè)備有通用I/O口（GPIO,定義I/O口的方向，使用方式，以及高低電平的定義），異步串行接口（UART，用于數(shù)據(jù)串行傳輸，需要定義時(shí)鐘和波特率），定時(shí)器（TIMER，用于計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷），脈寬調(diào)制器（PWM，等效正弦波輸出），數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D,D/A），看門狗（WATCHDOG,用于防止程序鎖死）

②讀取數(shù)據(jù)

讀寫器收到來自標(biāo)簽的信號(hào)經(jīng)過外圍電路放大判決后送入單片機(jī)，單片機(jī)設(shè)置其中若干引腳為捕捉功能，其用途是捕捉每一次電平的跳轉(zhuǎn)，于此同時(shí)定時(shí)器計(jì)數(shù)，記錄兩次跳轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔，這樣就可以知道每次高低電平的時(shí)間長(zhǎng)短（脈寬），根據(jù)相關(guān)協(xié)議經(jīng)過換算就可以知道這是數(shù)據(jù)0還是數(shù)據(jù)1，或者是無效數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)翻譯好了以后就是來自標(biāo)簽的響應(yīng)，根據(jù)標(biāo)簽不同的響應(yīng)做不同的處理。

③寫入數(shù)據(jù)

讀寫器的主要目的就是讀取來自標(biāo)簽的信息，然后傳輸給后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理，這之中就需要將讀到的數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)的緩存中。寫入數(shù)據(jù)不僅要考慮準(zhǔn)確性，還要考慮效率，比如之前已經(jīng)寫入的標(biāo)簽信息之后再次讀到時(shí)忽略此次寫入，不再改變?cè)行畔ⅰ?/p>

④發(fā)送數(shù)據(jù)

讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)主要是命令。系統(tǒng)開始工作時(shí)，讀寫器每隔一段時(shí)間發(fā)送一次讀卡命令，直到有標(biāo)簽響應(yīng)，讀寫器讀到響應(yīng)之后根據(jù)不同的情況改變發(fā)送的命令，通過沖突仲裁等手段最終正確讀到所有卡的信息。

⑤數(shù)據(jù)編碼

上文提到，協(xié)議采用的是曼徹斯特編碼，當(dāng)命令形成以后需要通過外部設(shè)備形成曼徹斯特編碼再到外圍電路處理。

⑥循環(huán)冗余校驗(yàn)

無線通信中一個(gè)很大的問題是誤碼。由于數(shù)字信號(hào)的傳輸需要加載在模擬信號(hào)上通過空間電磁場(chǎng)傳播，數(shù)據(jù)的正確性會(huì)受到發(fā)端的調(diào)制和放大模塊，信道與收端的放大解調(diào)模塊的影響，最終收到的數(shù)據(jù)有可能不正確，使用不正確的數(shù)據(jù)將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此工程上在每一段數(shù)據(jù)后面加上一段校驗(yàn)碼，接收方通過校驗(yàn)碼來判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確以作下一步處理，通過犧牲數(shù)據(jù)空間效率的方式提升正確率。數(shù)據(jù)校驗(yàn)的方法很多，最簡(jiǎn)單的比如奇偶校驗(yàn)，可以檢測(cè)出奇數(shù)個(gè)誤碼的情況。CRC校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)）是數(shù)據(jù)通訊中最常采用的校驗(yàn)方式。在嵌入式軟件開發(fā)中，經(jīng)常要用到 CRC 算法對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）的基本原理是：在K位信息碼后再拼接R位的校驗(yàn)碼，整個(gè)編碼長(zhǎng)度為 N位，因此，這種編碼也叫（N，K）碼。對(duì)于一個(gè)給定的（N，K）碼，可以證明存在一個(gè)最高次冪為N-K=R的多項(xiàng)式G(x)。根據(jù)G(x)可以生成K位信息的校驗(yàn)碼，而G(x)叫做這個(gè)CRC碼的生成多項(xiàng)式。 校驗(yàn)碼的具體生成過程為：假設(shè)要發(fā)送的信息用多項(xiàng)式C(X)表示，將C(x)左移R位（可表示成C(x)*2R），這樣C(x)的右邊就會(huì)空出R位，這就是校驗(yàn)碼的位置。用 C(x)*2R 除以生成多項(xiàng)式G(x)得到的余數(shù)就是校驗(yàn)碼。生成多項(xiàng)式的概念：是接受方和發(fā)送方的一個(gè)約定，也就是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，在整個(gè)傳輸過程中，這個(gè)數(shù)始終保持不變。在發(fā)送方，利用生成多項(xiàng)式對(duì)信息多項(xiàng)式做模 2除生成校驗(yàn)碼。在接受方利用生成多項(xiàng)式對(duì)收到的編碼多項(xiàng)式做模 2除檢測(cè)和確定錯(cuò)誤位置。應(yīng)滿足以下條件：A.生成多項(xiàng)式的最高位和最低位必須為1。B.當(dāng)被傳送信息（CRC碼）任何一位發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，被生成多項(xiàng)式做除后應(yīng)該使余數(shù)不為0。C.不同位發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)該使余數(shù)不同。D.對(duì)余數(shù)繼續(xù)做除，應(yīng)使余數(shù)循環(huán)。CRC-16采用的生成多項(xiàng)式一般為0x1021。

CRC-16算法如下：

①如果原來的CRC最高位異或輸入是0的話（既CRC最高位與校驗(yàn)的信息位相同），那么結(jié)果就是使CRC左移一位；

②如果原來的CRC最高位異或輸入是1的話（既CRC最高位與校驗(yàn)的信息位不同），那么結(jié)果就是先使CRC左移一位，再異或生成的多項(xiàng)式。

事實(shí)上，計(jì)算本字節(jié)后的CRC碼，等于上一字節(jié)余式CRC碼的低8位左移8位，加上上一字節(jié)CRC右移 8位和本字節(jié)之和后所求得的 CRC碼。如果我們把 8位二進(jìn)制序列數(shù)的CRC(共256個(gè))全部計(jì)算出來，放在一個(gè)表里，編碼時(shí)只要從表中查找對(duì)應(yīng)的值進(jìn)行處理即可。這是一種 CRC改進(jìn)方法，對(duì)于內(nèi)存的節(jié)省很有幫助。

5 結(jié)束語

由于RFID技術(shù)具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為21世紀(jì)全球自動(dòng)識(shí)別技術(shù)發(fā)展的主要方向。本讀寫器產(chǎn)品可以應(yīng)用于商貿(mào)、汽車、藥物、食品、運(yùn)輸、能源、軍工等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用空間。

[1] ISO18000-6A/B標(biāo)準(zhǔn):Information technology automatic identification and data capture techniques-Radio frequency identification for item management air interface-Part 6: Parameters for air interface communications at 860-960MHz.

[2] 蔣泰,高廣尚. ISO18000-6 Type C標(biāo)準(zhǔn)中防沖突技術(shù)的改進(jìn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2010,(20):42-45.

[3] 禹士朋.UHF射頻識(shí)別系統(tǒng)的防沖突算法研究[D].鄭州:鄭州大學(xué),2010.

Design and implementation of UHF RFID reader

Objective:A multi-tag UHF RFID reader is designed and realized.Method:According to ISO18000-6 protocol of short range communication, data processing is realized based on ARM7 chips and peripheral hardware is designed to make the system workable.Result:The reader can read multiple tags at one time and effectively avoid collision. The data read can be sent to servers for further processing.Conclusion:This UHF RFID reader functions properly and it has a broad application prospect.

RFID; ISO18000-6 protocol; anti-collision algorithm

TP391.4

A

1008-1151(2015)02-0006-04

2015-01-10

蔣冠宇，清華大學(xué)在讀生。