超高频 基于ｎＲＦ９Ｅ５的有源超高频ＲＦＩＤ系统设计.doc

超高频_基于ｎＲＦ９Ｅ５的有源超高频ＲＦＩＤ系统设计.doc超高频_基于ｎＲＦ９Ｅ５的有源超高频ＲＦＩＤ系统设计
解放军电子工程学院　焦传海将nRF9E5 UHF多段射频收发芯片应用于有源超高频(UHF)射频识别(RFID)系统中，给出了射频收发电路原理图和读写器设计框图及软件配，系统tOT作频率为433MHz射频识别(Radio F requencyIdentification，RFID)技术是一种利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术，与目前广泛采用的条形码技术相比，RFID具有容量大、识别距离远、穿透能力强、抗污性强等特点。RFID技术已经发展得比较成熟并获得了大规模商用，但超高频RFID技术相对滞后。本文分析了射频芯片nRF9E5的功能特性，并将其用于REID系统中，设计了一套有源超高频(UHF)RFID系统。射频芯片的选取目前，发展较为成熟的RFID系统主要是5kHz和13．56MHz系统，相应的RFID专用芯片也较多，主要有TI公司的S6700系列，NXP公司的MIFARE系列等。然而，用于UHFRFID的专用芯片却很少，TI公司和NXP公司虽然宣称已经量产符合Gen2的RFID芯片，但由于各种因素，还没能真正大量投入使用。再者，为了满足用户对远识别距离的要求，一般需使用有源UHF RFID系统，而目前有源UHF RFID专用芯片更是难觅其踪。所以，需要寻找一款适合超高频RFID且易于开发的低成本射频芯片，来设计有源UHF RFID系统。随着集成电路产业的发展，8051内核已经被集成到各种片上系统(SoC)中，这些SoC具有更多的功能、更快的速度、更小的体积和功耗，同时可以继续使用8051MCU几十年来积累的各种应用软件资源，具有广阔的发展空间。许多国际知名公司，如TI、ATMEL、Chipcon、Nordic等都推出了各种兼容8051内核的新一代短距离无线通信芯片，Chipcon在2006年初被TI公司所收购。通过分析比较发现，Chipcon公司的CCl010和Nordic公司的nRF9E5都可用于UHFRFID系统，而nRF9E5体积更小、成本更低，且具有一些独特的功能。nRF9E5功能分析・结构组成nRF9E5内嵌805 1兼容微控制器、RF收发器和4通道10位A／D转换器，其功能结构如图1所示。nRF9E 5的片内微控制器与标准805l兼容，指令时序与标准8051稍有区别。中断控制器支持5个扩展中断源：ADC中断、SPI中断、唤醒中断和两个无线收发中断。此外，还扩展了两个数据指针，使得片外RAM存取数据更为方便。nRF9E5内置收发器具有与单片射频收发器nRF905相同的功能，可通过片内MCU的并行口或SPI口与微控制器通信。收发器由频率合成器、功率放大器、调制器和接收单元组成。输出功率、频道和其他射频参数可通过对特殊功能寄存器RADIO编程进行控制。在发射模式(TX)下，最小工作电流仅为9mA(输出功率一10dBm)，接收(RX)模式下的工作电流为．5mA，掉电模式下的工作电流仅为2．5μA。可见，nRF9E5的功耗很低，比较适宜应用到有源RFID系统中，以延长电池寿命。・载波检测载波检测是nRF9E5的一大特色功能。在ShockBurst接收方式下，当工作信道内有射频载波出现时，载波检测引脚(CD)被置高。也就是说，当收发器准备发送数据时，它首先进