一種rfid閱讀器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻領(lǐng)域，更具體地，涉及一種低成本、高可靠性和通用性更強(qiáng)的兼容ISO 14443 Type A和Type B通訊協(xié)議的RFID閱讀器。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID是Rad1 Frequency Identificat1n的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別技術(shù)，RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)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)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，且RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。
[0003]IS0/IEC14443規(guī)定了鄰近卡(PICC)的物理特性；需要供給能量的場(chǎng)的性質(zhì)與特征，以及鄰近耦合設(shè)備(P⑶)和鄰近卡(PICC)之間的雙向通信;卡(PICC)進(jìn)入鄰近耦合設(shè)備(PCD)時(shí)的輪詢，通信初始化階段的字符格式，幀結(jié)構(gòu)，時(shí)序信息;非接觸的半雙工的塊傳輸協(xié)議并定義了激活和停止協(xié)議的步驟，傳輸協(xié)議同時(shí)適用于IS0/IEC14443 TYPE A和TYPE B0
[0004]PICC和P⑶使用電磁耦合進(jìn)行能量的傳輸和信息的交互，PICC上有兩個(gè)天線TXl和TX2，PCD上有三個(gè)天線TXl，TX2和RXWCD通過(guò)天線將能量通過(guò)13.56Mhz的電磁波傳輸給PICC，并與PICC進(jìn)行通訊，ISO 14443規(guī)定，最高傳輸速率為848 kbps。
[0005]PICC中的信息傳送到信息處理終端(個(gè)人計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)或手執(zhí)設(shè)備)進(jìn)行處理，閱讀器芯片在其中作為信息的通道，有兩方面的作用，首先，控制射頻電路進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，調(diào)制與解調(diào)，與PICC進(jìn)行通訊;其次，將PICC中的信息，通過(guò)外部接口(串口，并口)發(fā)送到上位機(jī)中。
[0006]PICC與PCD的通訊協(xié)議有Type A和Type B兩種，Type A型PCD向PICC傳送信號(hào)時(shí)，通過(guò)13.65MHz的射頻載波傳送信號(hào)，其采用方案為同步、改進(jìn)的Miller編碼方式，通過(guò)100%ASK傳送；當(dāng)PICC向PCD傳送信號(hào)時(shí)，通過(guò)調(diào)制載波傳送Manchester編碼的的副載波信號(hào)。Type B型PCD在向PICC傳送信號(hào)時(shí)，也是通過(guò)13.65MHz的射頻載波信號(hào)，但采用的是異步、NRZ編碼方式，通過(guò)用10%ASK傳送的方案;在PICC向P⑶具傳送信號(hào)時(shí)，則采用BPSK編碼進(jìn)行調(diào)制。
[0007]傳統(tǒng)的PCD中的下位機(jī)(M⑶)通過(guò)控制閱讀器芯片中的多個(gè)寄存器地址決定在一次通訊中使用何種協(xié)議，PCD中通過(guò)閱讀器芯片的寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)編解碼方式的控制，以及數(shù)模接口進(jìn)行模擬電路的配置，最終進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議兼容的模擬前端需要實(shí)現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)，數(shù)字調(diào)制解調(diào)部分也有較大區(qū)別，基于效率和實(shí)現(xiàn)代價(jià)，不同協(xié)議之間的切換和輪詢由MCU執(zhí)行，成本高，可靠性一般。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種低成本、高可靠性和通用性更強(qiáng)的兼容ISO 14443 Type A和Type B通訊協(xié)議的RFID閱讀器。[0009 ]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種RFID閱讀器，該RFID閱讀器是兼容ISO 14443 Type A和Type B通訊協(xié)議的RFID閱讀器，包括射頻模擬前端電路和數(shù)字基帶電路，所述數(shù)字基帶電路根據(jù)外部微控制器的控制命令對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行指令控制和讀控制，射頻模擬前端電路采用無(wú)線通訊的方式將ISO14443協(xié)議中規(guī)定的指令發(fā)送給RFID標(biāo)簽，同時(shí)采用無(wú)線通訊的方式接收RFID標(biāo)簽的應(yīng)答信號(hào)和待讀取的數(shù)據(jù)，以供外部微控制器處理，所述數(shù)字基帶電路包含Type A和Type B兩種通訊模式，數(shù)字基帶電路首先根據(jù)外部微控制器的控制命令進(jìn)行初始化配置，將選擇的通訊模式和運(yùn)行參數(shù)寫(xiě)入寄存器陣列中，然后通過(guò)查詢寄存器陣列中相應(yīng)的寄存器而獲取PICC發(fā)送過(guò)來(lái)的編碼信號(hào)采用的速率和使用的通信協(xié)議，以確定對(duì)應(yīng)的通訊模式。
[0010]所述數(shù)字基帶電路包括MCM控制電路、Type A編碼電路、Type B編碼電路、Type A解碼電路、Type B解碼電路、先入先出存儲(chǔ)器、先入先出存儲(chǔ)器控制電路、緩沖區(qū)、寄存器陣列、寄存器控制、中斷控制和定時(shí)器，首先，MCM控制電路根據(jù)外部微控制器的控制命令對(duì)數(shù)字基帶電路進(jìn)行初始化配置，將選擇的工作模式和運(yùn)行參數(shù)寫(xiě)入寄存器陣列中；然后，利用MCM控制電路查詢寄存器陣列中的RxControl I寄存器，獲取PICC發(fā)送過(guò)來(lái)的編碼信號(hào)采用的速率和使用的通信協(xié)議，以確定對(duì)應(yīng)的通訊模式;接著，MCM控制電路選擇對(duì)應(yīng)的編碼格式對(duì)外部微控制器的控制命令進(jìn)行編碼，以實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID標(biāo)簽的讀控制，MCM控制電路選擇同樣通訊模式下的編碼格式對(duì)從RFID標(biāo)簽讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼;最后，MCM控制電路將解碼后的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)保存在緩存緩沖區(qū)中，在中斷控制和定時(shí)器的控制下，RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)最終放在先入先出存儲(chǔ)器中以供外部微控制器處理。
[0011]所述MCM控制電路查詢RxControll寄存器，以獲取PICC發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)到底是曼徹斯特編碼還是BPSK編碼，如果是曼徹斯特編碼，則選擇Type A編碼電路和Type A解碼電路進(jìn)彳丁編碼和解碼操作；如果是BPSK編碼，則選擇Type B編碼電路和Type B解碼電路進(jìn)行編碼和解碼操作。
[0012]所述數(shù)字基帶電路還包括冗余校驗(yàn)協(xié)處理器、奇校驗(yàn)電路和防沖突檢測(cè)電路。
[0013]所述定時(shí)器選擇13.56MHz時(shí)鐘的不同分頻作為計(jì)時(shí)時(shí)鐘。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明的數(shù)字基帶電路包括MCM控制電路、Type A編碼電路、Type B編碼電路、Type A解碼電路和Type B解碼電路，它首先利用MCM控制電路根據(jù)外部微控制器的控制命令對(duì)數(shù)字基帶電路進(jìn)行初始化配置，將選擇的工作模式和運(yùn)行參數(shù)寫(xiě)入寄存器陣列中；然后，利用MCM控制電路查詢寄存器陣列中的RxControll寄存器，獲取PICC發(fā)送過(guò)來(lái)的編碼信號(hào)采用的速率和使用的通信協(xié)議，以確定對(duì)應(yīng)的通訊模式;接著，MCM控制電路選擇對(duì)應(yīng)的編碼格式對(duì)外部微控制器的控制命令進(jìn)行編碼，以實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID標(biāo)簽的讀控制，MCM控制電路選擇同樣通訊模式下的編碼格式對(duì)從RFID標(biāo)簽讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，使得本發(fā)明可以在ISO 14443 Type A和Type B兩種通訊模式下工作，通用性更好，而且成本更低，可靠性更高。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的的RFID閱讀器整體框架圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的數(shù)字基帶電路部分的系統(tǒng)框架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制；
為了更好說(shuō)明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的兼容ISO 14443 Type A和Type B通訊協(xié)議的RFID閱讀器包括射頻模擬前端電路和數(shù)字基帶電路，數(shù)字基帶電路包含Type A和Type B兩種通訊模式，它根據(jù)外部微控制器MCU(上位機(jī))的控制命令對(duì)RFID標(biāo)簽(PICC)進(jìn)行指令控制和讀控制，射頻模擬前端電路采用無(wú)線通訊的方式將ISO 14443協(xié)議中規(guī)定的指令發(fā)送給RFID標(biāo)簽，同時(shí)采用無(wú)線通訊的方式接收RFID標(biāo)簽的應(yīng)答信號(hào)和待讀取的數(shù)據(jù)，以供外部微控制器處理。其中，數(shù)字基帶電路包括MCM控制電路、Type A編碼電路、Type B編碼電路、Type A解碼電路、Type B解碼電路、先入先出存儲(chǔ)器、先入先出存儲(chǔ)器控制電路、緩沖區(qū)、寄存器陣列、寄存器控制、中斷控制和定時(shí)器，首先，MCM控制電路根據(jù)外部微控制器的控制命令對(duì)數(shù)字基帶電路進(jìn)行初始化配置，將選擇的工作模式和運(yùn)行參數(shù)寫(xiě)入寄存器陣列中；然后，本發(fā)明利用MCM控制電路查詢寄存器陣列中的RxControl I寄存器，獲取RFID標(biāo)簽發(fā)送過(guò)來(lái)的編碼信號(hào)采用的速率和使用的通信協(xié)議，以確定對(duì)應(yīng)的通訊模式;接著，MCM控制電路選擇對(duì)應(yīng)的編碼格式對(duì)外部微控制器的控制命令進(jìn)行編碼，以實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID標(biāo)簽的讀控制，MCM控制電路選擇同樣通訊模式下的編碼格式對(duì)從RFID標(biāo)簽讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼;最后，MCM控制電路將解碼后的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)保存在緩存緩沖區(qū)中，在中斷控制和定時(shí)器的控制下，RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)最終放在先入先出存儲(chǔ)器中以供外部微控制器處理。
[0020]下面對(duì)本發(fā)明的各單元進(jìn)行進(jìn)一步闡述:
MCM控制電路在本發(fā)明中主要處理命令翻譯和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，閱讀器芯片進(jìn)入初始化狀態(tài)時(shí)，利用MCM控制電路對(duì)寄存器組進(jìn)行賦初值、清空先入先出存儲(chǔ)器和內(nèi)部狀態(tài)寄存器清零等操作，在工作狀態(tài)時(shí)，它還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)狀態(tài)轉(zhuǎn)換、寫(xiě)入讀出先入先出存儲(chǔ)器FIFO、冗余校驗(yàn)協(xié)處理器CRC和發(fā)送接收數(shù)據(jù)狀態(tài)中斷的產(chǎn)生等邏輯功能，另一方面，MCM控制電路還用來(lái)查詢RxControlI寄存器獲得PICC發(fā)送過(guò)來(lái)的編碼信號(hào)采用的速率和使用的通信協(xié)議，即MCM控制電路查詢寄存器獲得對(duì)應(yīng)的編碼格式，即PICC發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)到底是曼徹斯特編碼還是高速時(shí)采用的BPSK編碼，如果是曼徹斯特編碼，則說(shuō)明應(yīng)該選擇ISO 14443 Type A通訊模式，S卩采用Type A編碼電路和Type A解碼電路進(jìn)行相關(guān)的編碼和解碼操作;如果是BPSK編碼，則說(shuō)明應(yīng)該選擇ISO 14443 Type B通訊模式，即采用Type B編碼電路和Type B解碼電路進(jìn)行相關(guān)編碼和解碼操作。
[0021]Type A解碼電路decoder_a實(shí)現(xiàn)對(duì)采用Type A通訊協(xié)議的標(biāo)簽芯片發(fā)過(guò)來(lái)的編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，在數(shù)字電路上可以實(shí)現(xiàn)106kbps、212kbps、424kbps和848kbps等不同速率的編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，得到正常的數(shù)據(jù)幀，保存在緩存buffer，并最終放在FIFO中以供外部微控制器MCU處理，對(duì)于TypeA來(lái)說(shuō)，采用的是曼徹斯特Manchester編碼信號(hào)，
Type B解碼電路decoder_b實(shí)現(xiàn)對(duì)采用Type B通訊協(xié)議的標(biāo)簽芯片發(fā)過(guò)來(lái)的編碼信號(hào)進(jìn)行解碼，在數(shù)字電路上可以實(shí)現(xiàn)106kbps、212kbps、424kbps，甚至848kbps等不同速率的信號(hào)進(jìn)行編碼，得到正常的數(shù)據(jù)幀，保存在緩存buffer，并最終放在FIFO中以供外部微控制器MCU處理。對(duì)于Type B來(lái)說(shuō)，采用的是BPSK編碼信號(hào)。
[0022]Type A編碼電路encoder_a可以對(duì)106kbps、212kbps、424kbps和848kbps等不同速率的信號(hào)進(jìn)行編碼，對(duì)于Type A來(lái)說(shuō)，采用的是100% ASK調(diào)制的改進(jìn)型miller編碼信號(hào)，根據(jù)速率的不同，編碼一個(gè)比特所占用的時(shí)間將不同，同時(shí)應(yīng)該注意到速率改變后凹槽出現(xiàn)的時(shí)間也相應(yīng)的改變。
[0023]Type B編碼電路encoder_b可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 106kbps、212kbps、424