引 言
射頻識別RFID技術(shù)是一種基于射頻原理實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù),。它的基本原理是信號通過空間耦合(交變磁場和電磁場)實現(xiàn)信息傳遞,，這些信息一般加載在電子標簽中,。信息的數(shù)據(jù)格式通常有標準的韋根(Wiegand)信號或各種串行通信接口信號。
當前,，讀寫器的應用日漸廣泛,。在生產(chǎn)和銷售的過程中，人們常?？嘤跊]有一種快速,、簡便的方法對讀寫器的輸出信號進行直觀的顯示，以至于在生產(chǎn)中常常需要將產(chǎn)品進行返工,，重新校正產(chǎn)品的信號輸出。為解決這一問題,，采用具有語音處理功能的SPCE061A單片機作為控制器,，對射頻讀寫器常見的輸出信號進行分析和處理。
1 信號分析系統(tǒng)的總體設計
在射頻讀寫器中,，需要分析與處理的常見信號包括RS-232信號,、RS-485及韋根信號。對這些信號的處理可以采用凌陽SPCE061A單片機,。凌陽SPCE061A單片機具有51單片機的常用功能,，片內(nèi)資源高度集成，如ADC,、DAC,、RAM、FLASH,、定時器,、鎖相環(huán)、低電壓檢測及復位,、看門狗,、ICE接口等等；另外,，SPCE061A內(nèi)嵌32K字閃存,，其u’nSP指令系統(tǒng)還提供具有較高處理速度的16位×16位乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，能方便,、快捷地處理各種復雜的數(shù)字信號,。因此，本系統(tǒng)采用SPCE061A作為核心控制電路來進行外圍電路開發(fā),，系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示,。
在本系統(tǒng)中，為了選擇所要測試的數(shù)據(jù)類型,，系統(tǒng)中設計了數(shù)據(jù)切換按鈕以使系統(tǒng)能夠?qū)λx數(shù)據(jù)進行選擇處理,，同時,，為了直觀看到所要分析的數(shù)據(jù)信號，系統(tǒng)中設置了LCD,。該LCD能將所讀數(shù)據(jù)的ID顯示出來,，同時系統(tǒng)能將讀到的錯誤ID通過語音模塊進行報警。本文重點討論使用SPCE061A對常見信號(如RS-485與韋根信號)進行分析與處理的方法,。
1.1 RS-485數(shù)據(jù)信號處理
本文所要處理的RS-485信號的數(shù)據(jù)幀格式如下：
①數(shù)據(jù)開始標志STX=02H,，數(shù)據(jù)結(jié)束標志ETX=03H。
②DATA為讀取的電子標簽編號,，長度為8字節(jié)ASCII碼,。把數(shù)據(jù)按從高到低的順序每4位1組進行分割，再把4位二進制數(shù)的取值用ASCII碼表示,。由于4位二進制數(shù)的取值范圍是0H～FH,，因此轉(zhuǎn)換后的ASCII碼為30H～39H、41H～46H,。例如：32位編號數(shù)據(jù)為6A90F103H,，轉(zhuǎn)化為8字節(jié)的ASCII碼后為“36H 41H39H 30H 46H 31H 30H 33H”。
③BCC為校驗碼,，是從STX到ETX每一個字節(jié)“異或”后的結(jié)果,。接收時，SPCE061A單片機對接收的數(shù)據(jù)進行校驗和計算,，然后與校驗碼相比較,，以進行誤碼判斷。
當用SPCE061A單片機對RS-485信號進行分析時,，采用Maxim公司的MAX481作為RS-485的驅(qū)動芯片,。該芯片內(nèi)部集成了1個驅(qū)動器和1個接收器，符合RS-422A和RS-485通信標準,。MAX481引腳如圖2所示,。引腳功能如表1所列。
SPCE061A與RS-485的接口電路如圖3所示,。
SPCE061A的串口引腳IOAlO和IOAl3分別連接到MAX481的RO和DI引腳,，以進行串行數(shù)據(jù)交換；控制引腳I0A12和IOAll分別連接到MAX481的DE和引腳,，以控制驅(qū)動器和接收使能端,。這4個引腳均接上拉電阻。
MAX481的A端和B端為RS一485差分信號的輸入和輸出端,。二者之間串接1個120 Ω的電阻,。
1．2 韋根信號處理
韋根碼有多種數(shù)據(jù)格式，本文介紹讀寫器中較常用的韋根碼(26位)數(shù)據(jù)格式,。國際標準Wiegand26格式每次只傳輸26位數(shù)據(jù)(二進制),。這26位中只有24位是有效數(shù)據(jù),，我們規(guī)定這24位對應電子標簽中編號的低24位。其傳輸格式如下：
由于韋根信號的特殊性,，在一般的應用中,，對韋根信號的分析均是使用FPGA來完成的，文中采用如下一種特殊方式對韋根信號進行處理,。圖4中74HCl4是施密特反相器,，主要起整形作用；74HC86為異或門,。根據(jù)韋根信號的特點,，data0和datal所輸入的信號總是相反的，這樣通過第一級異或門就可檢出data0和datal端所出現(xiàn)的“O”和“1”,。第二級異或門一端接VCC,，只起反相的作用，以便產(chǎn)生適合SPCE061A的中斷信號,；輸出接到SPCE061A的中斷輸入端IOB2(INTO)。datal經(jīng)反相整形后與SPCE061A的IOB3(INTl)相連,。SPCE061A可以讀取該信號來判別是“O”還是“1”,。
2 系統(tǒng)軟件設計
在進行系統(tǒng)的軟件設計時，首先必須對SPCE061A的引腳進行配置,，將IOB2和IOB3分配為外部中斷1和外部中斷O,，使SPCE061A能夠更好地捕捉到外部的韋根信號。初始化程序如下：
由于數(shù)據(jù)脈沖的寬度比較窄,，為了不使讀到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤,，在IOB3上的中斷信號產(chǎn)生之前應將IOB2上的EXTl信號進行捕捉。
結(jié)語
本系統(tǒng)最大的優(yōu)點在于能夠快速,、方便地對讀寫器的各種信號進行分析和處理,。通過附加的LCD顯示屏和語音提示，該系統(tǒng)可以隨時檢測讀寫器所讀的ID信號,。這一過程可以減少產(chǎn)品測試員的煩瑣工作,，也能加大對讀寫器產(chǎn)品的對外推廣力度，大大提高生產(chǎn)效率,，促進銷售,。