便携式超高频RFID读写器的FPGA实现※

晏勇

（阿坝师范高等专科学校 电子信息工程系，郫县 611741）

晏勇（讲师），研究方向为射频技术、FPGA与嵌入式系统。

引 言

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是利用微波进行双向数据传输的一种非接触式射频自动识别技术。RFID系统具有使用寿命长、低功耗、数据传输快速、稳定、安全、可靠，适应性和抗干扰性强等优点，已广泛用于工业控制、消费类电子、医疗电子、现代物流和校园一卡通等方面。RFID技术是现代物联网的核心技术［1］。我国研究RFID技术起步比较晚，受软件和硬件等条件限制RFID技术还未真正实现大规模应用，大多数属于中、低频数据传输，距国外先进技术还有一段距离［2］。本文重点介绍基于Altera公司Cyclone系列FPGA和ISO18000－6C标准超高频RFID读写器的软硬件实现方法。

1 系统原理和结构

1.1 RFID系统原理

典型RFID系统由读写器（Reader）、射频标签（RFID Tag）、天线（Antenna）、中间件（Middle Ware）和应用程序（Application Ware）5部分组成［3］。RFID系统结构框图如图1所示。读写器安装在固定位置，通过USB与PC连接，实现数据通信与读写，读写器对射频标签操作实现用户数据更新与存储。由于系统基于ISO18000－6C标准，射频标签要符合该标准，实现用户数据存储；读写器由编解码电路、数据存储电路、射频前端收发电路、天线、电源电路等构成；天线接收和发送超高频微波信号；中间件、中间信息和数据处理软件，对射频读写器和中间件事件过滤、聚合和计算，抽象出对应用软件有逻辑意义的算法；应用程序直接面对用户人机交互界面。由应用软件操作读写器，读写器收发微波信号修改用户射频标签，应用软件是用户体验和判断RFID系统成功的一个重要因素［4］。……