RFID讀寫器內(nèi)部“大揭秘”!
RFID讀寫器是讀取或?qū)懭腚娮訕撕炐畔⒌脑O備,具有讀取、顯示和數(shù)據(jù)處理等功能。讀寫器可以單獨存在,也可以以部件的形式嵌入到其他系統(tǒng)中。讀寫器與計算機網(wǎng)絡一起,完成對電子標簽的操作。讀寫器的頻率決定了RFID系統(tǒng)的工作頻率,是 RFID系統(tǒng)的主要部件。
各種讀寫器雖然在工作頻率、耦合方式、通信流程和數(shù)據(jù)傳輸方式等方面有很大的不同,但在組成和功能方面是十分類似的。讀寫器的主要功能是將數(shù)據(jù)加密后發(fā)送給電子標簽,并將電子標簽返回的數(shù)據(jù)解密,然后傳送給計算機網(wǎng)絡。
讀寫器的組成
1. 讀寫器的軟件
讀寫器的所有行為均由軟件來控制完成,軟件向讀寫器發(fā)出讀寫命令,作為響應,讀寫器與電子標簽之間就會建立起特定的通信。讀寫器的軟件經(jīng)由生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品出廠時固化在讀寫器中。軟件負責對讀寫器接收到的指令進行響應,并對電標簽發(fā)出相應的動作指令。軟件負責系統(tǒng)的控制和通信,包括控制天線發(fā)射的開關、控制讀寫器的工作模式、控制數(shù)據(jù)傳輸和控制命令交換等。
2. 讀寫器的硬件
讀寫器的硬件一般由天線、射頻模塊、控制模塊和接口組成??刂颇K是讀寫器的核心,一般由 ASIC 組件和微處理器組成??刂颇K處理的信號通過射頻模塊傳送給讀寫器天線,由讀寫器天線發(fā)射出去??刂颇K與應用軟件之間的數(shù)據(jù)交換,主要通過讀寫器的接口來完成。讀寫器的組成如圖所示。
控制模塊由 ASIC組件和微處理器組成,微處理器是控制模塊的核心部件。ASIC組件主要用來完成邏輯加密的過程, 如對讀寫器與電子標簽之間的數(shù)據(jù)流講行加密,以減輕微外理器計算過于密集的負擔。對 ASIC 的存取,是通過面向寄存器的微處理器總線來實現(xiàn)的。控制模塊的構(gòu)成如圖所示。
讀寫器的控制模塊主要完成以下功能:
● 與應用軟件進行通信,并執(zhí)行應用軟件發(fā)來的命令。
● 控制與電子標簽的通信過程。
● 信號的編碼與解碼。
● 執(zhí)行防沖突算法。
● 對電子標簽與讀寫器之間傳送的數(shù)據(jù)進行加密和解密。
● 進行電子標簽與讀寫器之間的身份驗證。
射頻模塊主要由發(fā)送電路和接收電路構(gòu)成,用以產(chǎn)生高頻發(fā)射功率,并接收和解調(diào)來自電子標簽的射頻信號。發(fā)送電路的主要功能是對控制模塊處理好的數(shù)字基帶信號進行處理,然后通過讀寫器的天線將信息發(fā)送給電子標簽。發(fā)送電路主要由調(diào)制電路、上變頻混頻器、帶通濾波器和功率放大器構(gòu)成。接收電路的主要功能是對天線接收到的已調(diào)信號進行解調(diào),恢復出數(shù)字基帶信號,然后送到讀寫器的控制部分。接收電路主要由濾波器、放大器、混頻器和電壓比較器構(gòu)成,用來完成包絡產(chǎn)生和檢波的功能。
讀寫器控制模塊與應用軟件之間的數(shù)據(jù)交換,主要通過讀寫器的接口來實現(xiàn),接口可以采用RS-232、RS-485、RJ-45或WLAN接口。
天線是用來發(fā)射或接收無線電波的裝置。讀寫器與電子標簽是利用無線電波來傳遞信息,當信息通過電磁波在空間傳播時,電磁波的產(chǎn)生和接收要通過天線來完成。