[發(fā)明專利]一種多微控制器射頻識別讀寫裝置及其數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

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• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102509136A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 宋洪濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于射頻識別(RFID，Radio?Frequency?IDentification)技術，具體涉及一種包含RFID讀寫器技術的多微控制器射頻識別讀寫裝置及其數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術

RFID技術是一種非接觸的自動識別技術，它通過使用射頻電子設備發(fā)射射頻信號，并通過射頻信號的空間耦合來自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，同時可以將新的信息寫入目標對象的標識設備。RFID系統(tǒng)主要由讀寫器、電子標簽、外部終端等構成，一般分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)。如在有源系統(tǒng)中，讀寫器的主要功能是通過天線接收電子標簽發(fā)射的射頻信號，進行濾波、解調、放大、解碼和譯碼處理，實現(xiàn)對標簽內存儲的固定數(shù)據(jù)與標簽數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)的讀取，以及通過外部終端發(fā)送相關控制命令或數(shù)據(jù)信息，完成標簽的各種功能控制與相關數(shù)據(jù)的修改。

隨著應用領域的不斷擴展，很多應用要求讀寫裝置能夠同時處理大量的標簽，而單一頻率的RFID系統(tǒng)構造簡單、容易實現(xiàn)，但其缺陷是致命的，如在有源RFID“點名巡更”系統(tǒng)中，大多系統(tǒng)每秒只能約讀取100個標簽，這對于有密集標簽的應用場合是不適宜的，另外系統(tǒng)命令和數(shù)據(jù)都集中在一個頻道上，很容易被捕捉、分析、破解，一旦指定的頻道被阻塞或被干擾，整個系統(tǒng)就會效率低下甚至癱瘓。

多頻道傳輸?shù)腞FID系統(tǒng)將大量的RFID標簽分散到不同的頻道，即不同標簽在主傳輸頻率帶寬內有一定的頻率差異，而不同的讀寫設備具有與之對應的一個或若干個頻率通道。在一個多標簽多讀寫器的系統(tǒng)中，多頻道傳輸?shù)腞FID系統(tǒng)可以一定程度的避免系統(tǒng)中的“碰撞”問題，較單一頻率的系統(tǒng)有更高的讀寫性能。現(xiàn)有的多頻率通道讀寫裝置采用一個微控制器直接讀取多個不同頻率的射頻模塊數(shù)據(jù)，單一頻道上的“碰撞”仍然存在，并且在同一射頻模塊中必然會讀取到一定的重復數(shù)據(jù)或者未能及時讀取其它的模塊數(shù)據(jù)，也就是說，在處理器讀取的某一模塊的數(shù)據(jù)中一定包含重復的標簽，而當處理器讀取完該射頻模塊，進行下一模塊的數(shù)據(jù)讀取任務時，下一射頻模塊中的數(shù)據(jù)包與模塊已讀取數(shù)據(jù)包是否不重復很難得到保證，這很大程度上制約了讀寫裝置的“讀取效率”。

另外，經更加深入的分析與實踐，此類讀寫裝置在實際應用中包含的頻率通道個數(shù)受到主控制器的性能與相關通信接口個數(shù)限制。同時，讀寫裝置讀到的大量的重復標簽數(shù)據(jù)信息，即“數(shù)據(jù)冗余”問題，造成了系統(tǒng)資源的嚴重浪費，而即使在微處理器級采用“條件查詢”等數(shù)據(jù)過濾機制，也會給微處理器端造成了一定的處理壓力。

系統(tǒng)的“讀取效率”是一個極為重要的性能指標，即在規(guī)定時間內讀取到不同標簽的個數(shù)或一定標簽數(shù)量下的讀取時間。由RFID系統(tǒng)的工作原理可知，當標簽數(shù)據(jù)包長度確定時，系統(tǒng)“讀取效率”是有上限的，即讀寫器在一定讀取時間內所有的標簽均無“碰撞”，研究者需盡可能的使用適當?shù)耐ㄐ挪呗詠肀Ｕ显摋l件。事實上“碰撞”現(xiàn)象是無法避免的，但在一個多頻道傳輸?shù)南到y(tǒng)中，采用適當?shù)耐ㄐ挪呗钥梢栽谌舾蓸撕灥淖x取過程中等效為無“碰撞”。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高讀取效率，避免數(shù)據(jù)冗余的多微控制器射頻識別讀寫裝置；本發(fā)明的目的還在于提供一種多微控制器射頻識別讀寫裝置的數(shù)據(jù)傳輸方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

該多微控制器射頻識別讀寫裝置，包括一個射頻收發(fā)單元組、一個微控制器控制單元組、一個主微控制器控制單元、穩(wěn)壓電源單元、存儲單元、顯示單元、復位單元、程序燒寫單元、上位機接口，其中射頻收發(fā)單元組中的射頻收發(fā)單元對應連接微控制器控制單元組中的微控制器控制單元，微控制器控制單元組連接主微控制器控制單元，存儲單元、顯示單元、上位機接口分別連接主微控制器控制單元，復位單元、程序燒寫單元、穩(wěn)壓電源單元同時連接主微控制器控制單元和微控制器控制單元組，其特征是：微控制器控制單元組包括至少兩個微控制器控制單元，射頻收發(fā)單元組包括至少兩個射頻收發(fā)單元，其中微控制器控制單元控制對應的射頻收發(fā)單元，射頻收發(fā)單元具有不同的可配置的射頻頻率通道。

主微控制器控制單元與微控制器控制單元組通過串行接口總線及普通輸入/輸出引腳(GPIO)連接，主微控制器控制單元工作在串行接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鲃幽Ｊ剑⒖刂破骺刂茊卧ぷ髟诖薪涌跀?shù)據(jù)傳輸?shù)谋粍幽Ｊ健?/p>

微控制器控制單元具有不同的串行接口數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級，優(yōu)先級的狀態(tài)受主微控制器控制單元控制。

多微控制器射頻識別讀寫裝置數(shù)據(jù)傳輸方法，包括如下步驟：

(1)微控制器控制單元組與主微控制器控制單元分別初始化，其中數(shù)據(jù)發(fā)送請求標識、數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級均為0，串行接口總線片選信號為1；