RFID低功耗电子标签和手持阅读器设计开发(3)

Ｉ／Ｏ口及中断初始化

Ｊ≤》卫≤多

Ｉｌ进入待机模式１

“

上

●１

０

ＩｎＲＦ２４Ｌ０１应答及寄存器配置

０

，ｌ等待串口中断

Ｉ／Ｏ口初始化

●

ｎＲＦ２４Ｌ０１应答及模式配置

●

承、

∞∞∞

Ｎ≤今Ｎ《今

◇Ｎ－≤箩≤箩

ｎＲＦ２缸Ｄ１设为接收模式并延时

褂蠢餐地回

ｒ＋功耗１２．３加Ｌ＋功耗６

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ｍＡ

Ｌｌ————ｊ————Ｊ————Ｌ————Ｌ—————ｊ—Ｌ

ｍＡ

ｌ一功耗１ ２以

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２

３

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６７８９１０

有效距离／ｍ

图６外置标签通信测试结果比对图

ｌ配置数据包Ｉ

山

向指定地自Ｅ发送数据｝‘

调整软件相关参数使得功耗降低到１．２ｍＡ左右时，随着距离的增加通信成功率会明显降低，但在１０

Ｉｌｌ

Ｉ监听指令卜

以内仍能保证较高的通信成功率，此时功耗已降到最低，通过重复２—３次识别，其成功率完全能满足使用需求。

本文设计了一种由单片机控制、以ｎＲＦ２４Ｌ０ｌ为无线射频收发芯片的ＲＦＩＤ通信方案，其特点是通信快速和功耗较低。电子标签在不工作情况下，功耗可降到１．２ｍＡ左右。该设计还适用于多个电子标签场合，阅读器采用分时向标签发送指令的方式，每次发送后应再发送一包指令清理标签自动应答缓冲区（Ｗ－ＡＣＫ＿ＰＡＹＬＯＡＤ），以避免下次出现应答错误。

该设计所研制的样机具有功耗低、通信快速、误码率低、抗干扰性好、能识别多个标签等特点，能满足对体积和功耗要求较高的油田开发设备的实际使用要求。参考文献

［１］谈卫，肖菲菲，齐军．油田智能巡检系统在生产管理中的

应用【Ｊ］．自动化技术与应用，２０１１，３０（１０）：８３—８６．

串口传送及ＰＤＡ显示

ＭＣＵ通过ＳＰＩ口获取指令数据

‘

０

进入等待串行口中断

图４阅读器指令发送程序流程图

配置应答数据包并写入应答ＦＩＦＯ

●

进入待机模式１

图５标签指令接收程序流程图

２．３电子标签低功耗模式软件编程实现

低功耗标签子程序设计如下所示：

ｗｈｉｌｅ（１）｛ｉｆ（ｆｌａｇ＿ｒ＝＝０）

ＣＬＲ＿ＣＥ；

ＩＩ使ＮＲＦ２４Ｌ０１进入待机模式

／／定时器

ＷＤＴＣＴＬ＝ＷＤＴ＿ＭＤＬＹ一３２；ＩＥｌＩ＝ＷＤｌｒＩＥ：

ＢＩＳ—ＳＲ（ＬＰＭ０）；

ｗｈｉｌｅ（ｆｌａｇｗｒ＝＝１ＩＩｆｌａｇ＿ｒ＝＝１）

｛ＩＥｌＩ＝０ｘ００；

ｆｌａｇ＿ｗｒ＝０；ｌａｇ＿ｒ＝０；

／／单片机进入ＬＰＭ０模式

／，接收中断标志

［２］Ｄａｔａｓｈｅｅｔｆｏｒｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ

２．４ＧＨｚｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｎＲＦ２４０１

［ＥＢ／ＯＬ］．（２００３－３）［２００３－３】．ｈｔｔｐ：／／ｐｄｆ．ｄｚｓｃ．ｃｏｍ／ＮＲＦ／

ＮＲＦ２４０１％２０ＩＣ．ｐｄｆ．

［３］付炜，马建国．一种有源低功耗微波频段ＲＦＩＤ标签设｝Ｉ

／／接收标志清零

／，使单片机进入ＬＰＭ２模式

『４１陈华君，林凡，郭东辉，等．ＲＦＩＤ技术原理及其射频天线

【Ｃ】．四川Ｉ省电子学会半导体与集成技术专委会２００６年度学术年会论文集，２００６．

ＢＩＳ＿ＳＲ（ＬＰＭ２）；１

ｄｅｌａｙ（３０００）；）

３标签测试结果与分析

标签设计可根据需要设计出两种天线形式，本次测试设计出板载天线【４１和外置天线两种电路板。测试时可将毫安表串联于电路中，观察标签的功耗变化，在不同的功耗下分别进行测试。测试结果表明，外置天线和板载天线都能满足使用者要求。外置标签通信测试结果如图６所示。

从图中可以看出，功耗在１２．３ｍＡ时，随着阅读器与电子标签距离的增加，到达１０ｍ处通信成功率恒定为１００％，此时标签一直处于接收模式；设置并调整软件中相关参数使得标签功耗为６ｍＡ左右时，随着距离的增加，在６１１１以内通信成功率为１００％，大于６ｌＩＩ时通信成功率会有一定的下降，但能保证在９０％以上；设置并

设计［Ｊ】．厦门大学学报，２００５，“（Ｂ０６）：３１２—３１５．

（收稿日期：２０１３—０１—２９）

作者简介：

戴欣，男，１９８８年生，硕士，主要研究方向：射频设别及其应用，车载式动态称重技术。

邓湘，男，１９６５年生，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：机械电子测量，过程成像技术。

刘浩，男，１９８９年生，硕士，主要研究方向：块茎电阻成像，机械电子工程。

《电子技术应用》２０１３年第３９卷第６期万方数据

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