一種超高頻rfid讀寫器裝置及跳信道方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及無(wú)線數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體涉及基于FPGA的實(shí)現(xiàn)的超高頻RFID讀寫器裝置和跳信道方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
射頻識(shí)別技術(shù)(RFID，Rad1 Frequency Identificat1n)實(shí)際上是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(AEI，Automatic Equipment Identificat1n)在無(wú)線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是，通過(guò)采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)各類物體或設(shè)備(人員、物品)在不同狀態(tài)(移動(dòng)、靜止或惡劣環(huán)境)下的自動(dòng)識(shí)別和管理。有源RFID具備低發(fā)射功率、通信距離長(zhǎng)、傳輸數(shù)據(jù)量大，可靠性高和兼容性好等優(yōu)點(diǎn)得到了大力發(fā)展。
[0003]當(dāng)前的有源RFID系統(tǒng)可工作在433MHz、2.45GHz、5.8GHz等頻率。但是由于2.4GHz屬于ISM頻段，以此頻段為基礎(chǔ)的協(xié)議繁雜，工作在該頻段的設(shè)備類型眾多，會(huì)對(duì)工作在2.4GHz的有源RFID系統(tǒng)造成影響。另有源RFID系統(tǒng)內(nèi)部，讀寫器和標(biāo)簽信息交互時(shí)，標(biāo)簽之間會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)和沖突關(guān)系，因此提出一種防碰撞方法可以提高系統(tǒng)工作效率。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種超高頻RFID讀寫器裝置及跳信道方法，它FPGA的I/O數(shù)量多，采集速度快，可以并行的處理多個(gè)信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)簽通過(guò)讀寫器對(duì)信道的分配相互協(xié)調(diào)，盡可能避免碰撞發(fā)生，大大降低碰撞率，既能并行的處理多個(gè)無(wú)線信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，同時(shí)又能提高讀寫速度。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:它的超高頻RFID讀寫器裝置包括多信道無(wú)線通信模塊(I)和FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)，多信道無(wú)線通信模塊(I)通過(guò)串行接口與FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)連接，且FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)包括串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)、跳信道調(diào)度部分(4)、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及上位機(jī)接口(5)。
[0006]所述的多信道無(wú)線通信模塊⑴由CC2530芯片，晶振電路，復(fù)位電路，阻抗匹配電路，天線，插接件組成。
[0007]所述的串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)負(fù)責(zé)接收多信道無(wú)線通信模塊(I)，串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)提供數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列，將數(shù)據(jù)填入緩存提供給跳信道調(diào)度部分(4)處理。串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)通過(guò)串行RS232接口將上位機(jī)下發(fā)的指令，傳送給多信道無(wú)線通信模塊(1)，進(jìn)一步傳送給多個(gè)標(biāo)簽。
[0008]所述的跳信道調(diào)度部分(4)提供FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)與標(biāo)簽通信中防碰撞的跳信道調(diào)度方法。初始化FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)，多信道無(wú)線通信模塊(I)四個(gè)子模塊初始化為相同的信道，接收有源標(biāo)簽數(shù)據(jù)。首先對(duì)串口接收到的帶有標(biāo)簽ID的數(shù)據(jù)標(biāo)記時(shí)間戳，然后對(duì)記錄的時(shí)間戳進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)某個(gè)ID的標(biāo)簽數(shù)據(jù)累計(jì)讀取時(shí)間超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，跳信道調(diào)度部分(4)發(fā)送指令，通過(guò)多信道無(wú)線通信模塊(I)中第N個(gè)子模塊發(fā)送給標(biāo)簽，強(qiáng)制讓給該標(biāo)簽更換發(fā)射信道，同時(shí)跳信道調(diào)度部分(4)發(fā)送指令修改多信道無(wú)線通信模塊(I)第N+1個(gè)子模塊接收信道，信道值與修改發(fā)射信道的標(biāo)簽設(shè)為同一信道。
[0009]所述的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及上位機(jī)接口(5)負(fù)責(zé)將讀取到的多標(biāo)簽數(shù)據(jù)通過(guò)RJ45接口或者串口，傳送給上位機(jī)軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及上位機(jī)接口(5)負(fù)責(zé)通過(guò)RJ45接口或者串口接收上位機(jī)下發(fā)的指令傳送給多信道無(wú)線通信模塊(I)下發(fā)給2.4GHz有源標(biāo)簽。
[0010]本發(fā)明FPGA的I/O數(shù)量多，采集速度快，可以并行的處理多個(gè)信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)簽通過(guò)讀寫器對(duì)信道的分配相互協(xié)調(diào)，盡可能避免碰撞發(fā)生，大大降低碰撞率，既能并行的處理多個(gè)無(wú)線信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，同時(shí)又能提高讀寫速度。
[0011]【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明中超高頻RFID讀寫器框架示意圖，
圖2為本發(fā)明中跳信道方法流程圖。
[0012]【具體實(shí)施方式】:
參照?qǐng)D1，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它的超高頻RFID讀寫器裝置包括多信道無(wú)線通信模塊(I)和FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)，多信道無(wú)線通信模塊(I)通過(guò)串行接口與FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)連接，且FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)包括串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)、跳信道調(diào)度部分(4)、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及上位機(jī)接口(5)。
[0013]所述的多信道無(wú)線通信模塊⑴由CC2530芯片，晶振電路，復(fù)位電路，阻抗匹配電路，天線，插接件組成。多信道無(wú)線通信模塊(I)提供插接件，可插拔，可任意增減。多信道無(wú)線通信模塊⑴通過(guò)串口與FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器⑵通信。將讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，通過(guò)串口發(fā)送給FPGA。通過(guò)FPGA處理后發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)一步處理。
[0014]所述的串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)負(fù)責(zé)接收多信道無(wú)線通信模塊(I)，串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)提供數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列，將數(shù)據(jù)填入緩存提供給跳信道調(diào)度部分(4)處理。串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊(3)通過(guò)串行RS232接口將上位機(jī)下發(fā)的指令，傳送給多信道無(wú)線通信模塊(1)，進(jìn)一步傳送給多個(gè)標(biāo)簽。
[0015]所述的跳信道調(diào)度部分(4)提供FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)與標(biāo)簽通信中防碰撞的跳信道調(diào)度方法。初始化FPGA實(shí)現(xiàn)讀寫器(2)，多信道無(wú)線通信模塊(I)四個(gè)子模塊初始化為相同的信道，接收有源標(biāo)簽數(shù)據(jù)。首先對(duì)串口接收到的帶有標(biāo)簽ID的數(shù)據(jù)標(biāo)記時(shí)間戳，然后對(duì)記錄的時(shí)間戳進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)某個(gè)ID的標(biāo)簽數(shù)據(jù)累計(jì)讀取時(shí)間超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，跳信道調(diào)度部分(4)發(fā)送指令，通過(guò)多信道無(wú)線通信模塊(I)中第N個(gè)子模塊發(fā)送給標(biāo)簽，強(qiáng)制讓給該標(biāo)簽更換發(fā)射信道，同時(shí)跳信道調(diào)度部分(4)發(fā)送指令修改多信道無(wú)線通信模塊
(I)第N+1個(gè)子模塊接收信道，信道值與修改發(fā)射信道的標(biāo)簽設(shè)為同一信道。
[0016]所述的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及上位機(jī)接口(5)負(fù)責(zé)將讀取到的多標(biāo)簽數(shù)據(jù)通過(guò)RJ45接口或者串口，傳送給上位機(jī)軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及上位機(jī)接口(5)負(fù)責(zé)通過(guò)RJ45接口或者串口接收上位機(jī)下發(fā)的指令傳送給多信道無(wú)線通信模塊(I)下發(fā)給
2.4GHz有源標(biāo)簽。
[0017]參照?qǐng)D2，跳信道方法的工作流程為: