RFID技術(shù)(radio frequency identification)是一種非接觸式智能識(shí)別技術(shù),，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲得相關(guān)信息,。整個(gè)識(shí)別過(guò)程無(wú)需人工介入，可同時(shí)識(shí)別多個(gè)對(duì)象并可以識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體,，操作簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用在車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),、物流管理與監(jiān)控,、倉(cāng)庫(kù)管理、門禁系統(tǒng)以及軍事等領(lǐng)域,。

         RFID系統(tǒng)由三部分組成：讀頭,、天線和電子標(biāo)簽，如圖1所示,。

         其中讀頭是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,，控制整個(gè)識(shí)別過(guò)程中與標(biāo)簽之間的通信，并提供與后臺(tái)計(jì)算機(jī)的接口,。天線用來(lái)發(fā)送射頻信號(hào)給電子標(biāo)簽,，并把電子標(biāo)簽響應(yīng)的數(shù)據(jù)接收回來(lái)。電子標(biāo)簽存儲(chǔ)著目標(biāo)的信息,，它進(jìn)入識(shí)別區(qū)域時(shí)被天線發(fā)送的射頻信號(hào)激活,，然后向讀頭返回應(yīng)答,，從而完成一次識(shí)別。

         本文要介紹的解碼模塊是基于ISO／IEC15693標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,，實(shí)現(xiàn)了從帶干擾的返回信號(hào)(此信號(hào)已經(jīng)去掉載波)中精確的提取標(biāo)簽信息的功能,。此設(shè)計(jì)直接影響識(shí)別的準(zhǔn)確性。

1 ISO／IEC15693協(xié)議

        ISO／IEC15693協(xié)議是國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織制定的關(guān)于射頻識(shí)別技術(shù)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),，工作頻率為13.56MHz,，電子標(biāo)簽屬于無(wú)源標(biāo)簽。協(xié)議詳細(xì)描述了射頻識(shí)別技術(shù)的信號(hào)調(diào)制方式,、讀頭向標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)的編碼方式,、標(biāo)簽返回?cái)?shù)據(jù)的編碼方式以及各種指令包格式和應(yīng)答包格式。協(xié)議還介紹了電子標(biāo)簽的防沖撞機(jī)制,。本文中的標(biāo)簽返回?cái)?shù)據(jù)的解碼模塊就是以此協(xié)議為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,，下面詳細(xì)介紹標(biāo)簽向讀頭返回?cái)?shù)據(jù)的格式。

         電子標(biāo)簽首先將原始數(shù)據(jù)(digital bits,，即要返回的標(biāo)簽信息)進(jìn)行曼徹斯特編碼(manchester bits),，然后再用編碼后的數(shù)據(jù)信息以FSK方式調(diào)制到低速率的子載波423.75kHz和484.28kHz信號(hào)上(RF Bits FSK)，即曼徹斯特碼的高電平部分使用484.28kHz方波信號(hào)表示,，低電平部分使用423.75kHz方波信號(hào)表示,。最后再由子載波調(diào)制到13.56MHz的載波上，以此方式回傳給讀頭,。返回信號(hào)編碼及子載波形式如圖2所示,。

          為了達(dá)到數(shù)據(jù)的傳輸同步，電子標(biāo)簽在曼徹斯特碼的起始和結(jié)尾分別加入幀頭和幀尾,，幀頭部分為11100010,，用423.75kHz和484.28kHz信號(hào)調(diào)制后如圖3所示。幀尾部分為01000111,，與幀頭的順序完全相反,，調(diào)制后如圖4所示。

2 解碼模塊的結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)原理

         整個(gè)讀頭的結(jié)構(gòu)由模擬電路部分和數(shù)字電路部分組成,。模擬電路的作用是產(chǎn)生13.56MHz的載波信號(hào),、調(diào)制發(fā)送信號(hào)和解調(diào)返回信號(hào)。數(shù)字電路部分負(fù)責(zé)數(shù)字信號(hào)的編解碼,。FPGA是數(shù)字電路部分的核心,，理想情況下返回信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬電路解調(diào)到達(dá)FPGA后，其數(shù)據(jù)格式如圖2中RF Bits FSK所示,。但在射頻信號(hào)傳輸過(guò)程中和模擬電路的解測(cè)過(guò)程中都難免有噪聲干擾,，進(jìn)入FPGA的信號(hào)實(shí)際上是帶干擾FSK信號(hào)。因此必須在解碼模塊中對(duì)干擾加以消除，否則會(huì)大大降低電子標(biāo)簽的識(shí)別成功率,。解碼模塊共分為八個(gè)部分,，如圖5所示，下面將對(duì)這些模塊的功能進(jìn)行具體介紹,。