三菱      AJ71QE71N3-T      讀寫(xiě)器

張黔豫 180 6446 5927

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讀寫(xiě)器亦稱接口設(shè)備IFD (Interface Device)、卡接收設(shè)備CAD、耦合設(shè)備CD (密禍合設(shè)備CCD近耦合設(shè)備PCD、疏耦合設(shè)備VCD、終端CAD) 等。讀寫(xiě)器一般認(rèn)為是射頻識(shí)別即RFID的讀寫(xiě)終端設(shè)備。它不但可以閱讀射頻標(biāo)簽，還可以擦寫(xiě)數(shù)據(jù)，故叫讀寫(xiě)器。IC卡讀寫(xiě)器是實(shí)現(xiàn)IC卡與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信的重要裝置。通用型IC 卡讀器能夠完成對(duì)IC 卡信息的讀出、寫(xiě)入和擦除等操作，并具有與外部設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、MODEM 和終嘴等，進(jìn)行通信的功能。讀寫(xiě)器即射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備，是射頻識(shí)別系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成部分(標(biāo)簽與讀寫(xiě)器)之一。射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)功能也有一些其他較為流行的別稱，如:閱讀器(Reader)，查詢器(Interrogator)，通信器(Communicator)，掃描器(Scanner)，讀寫(xiě)器(Reader and Writer)，編程器(Programmer)，讀出裝置(Reading Device)，便攜式讀出器(Portable Readout Device)，AEI設(shè)備( Automatic Equipment Identification Device)等。 通常情況下，射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備應(yīng)根據(jù)射頻標(biāo)簽的讀寫(xiě)要求以及應(yīng)用需求情況來(lái)設(shè)計(jì)。隨著射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備也形成了一些典型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模式，本章的重點(diǎn)也在于介紹這種讀寫(xiě)器的實(shí)現(xiàn)原理。 從最基本的原理角度出發(fā)，射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備一般均遵循如圖所示的基本模式。

讀寫(xiě)器之所以非常重要，這是由它的功能所決定的，它的主要功能有以下幾點(diǎn):

①實(shí)現(xiàn)與電子標(biāo)簽的通訊:最常見(jiàn)的就是對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀數(shù)，這項(xiàng)功能需要有一個(gè)可靠的軟件算法確保安全性、可靠性等。除了進(jìn)行讀數(shù)以外，有時(shí)還需要對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行寫(xiě)入，這樣就可以對(duì)標(biāo)簽批量生產(chǎn)，由用戶按照自己需要對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行寫(xiě)入。

②給標(biāo)簽供能:在標(biāo)簽是被動(dòng)式或者半被動(dòng)式的情況下，需要讀寫(xiě)器提供能量來(lái)激活射頻場(chǎng)周圍的電子標(biāo)簽;閱讀器射頻場(chǎng)所能達(dá)到的范圍主要由天線的大小以及閱讀器的輸出功率決定的。天線的大小主要是根據(jù)應(yīng)用要求來(lái)考慮的，而輸出功率在不同國(guó)家和地區(qū)，都有不同的規(guī)定。

③實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊:這一功能也很重要，讀寫(xiě)器能夠利用一些接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊，并能夠給上位機(jī)提供一些必要的信息。

④實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽識(shí)別:讀寫(xiě)器能夠正確的識(shí)別其工作范圍內(nèi)的多個(gè)標(biāo)簽。

⑤實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別:讀寫(xiě)器不但可以識(shí)別靜止不動(dòng)的物體，也可以識(shí)別移動(dòng)的物體。

⑥實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤信息提示:對(duì)于在識(shí)別過(guò)程中產(chǎn)生的一些錯(cuò)誤，讀寫(xiě)器可以發(fā)出一些提示。

⑦對(duì)于有源標(biāo)簽，讀寫(xiě)器能夠讀出有源標(biāo)簽的電池信息:如電池的總電量、剩余電量等。

射頻模塊實(shí)現(xiàn)的任務(wù)主要有兩項(xiàng)，第一項(xiàng)是實(shí)現(xiàn)將讀寫(xiě)器欲發(fā)往射頻標(biāo)簽的命令調(diào)制(裝載)到射頻信號(hào)(也稱為讀寫(xiě)器/射頻標(biāo)簽的射頻工作頻率)上，經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送出去。發(fā)送出去的射頻信號(hào)(可能包含有傳向標(biāo)簽的命令信息)經(jīng)過(guò)空間傳送(照射)到射頻標(biāo)簽上，射頻標(biāo)簽對(duì)照射其上的射頻信號(hào)作出響應(yīng)，形成返回讀寫(xiě)器天線的反射回波信號(hào)。射頻模塊的第二項(xiàng)任務(wù)即是實(shí)現(xiàn)將射頻標(biāo)簽反射回讀寫(xiě)器的回波信號(hào)進(jìn)行必要的加工處理，并從中解調(diào)(卸載)提取出射頻標(biāo)簽回送的數(shù)據(jù)。

基帶模塊實(shí)現(xiàn)的任務(wù)也包含兩項(xiàng)，第一項(xiàng)是將讀寫(xiě)器智能單元(通常為計(jì)算機(jī)單元CPU或MPU)發(fā)出的命令加工(編碼)為便于調(diào)制(裝載)到射頻信號(hào)上的編碼調(diào)制信號(hào)。第二項(xiàng)任務(wù)即是對(duì)經(jīng)過(guò)射頻模塊解調(diào)處理的標(biāo)簽的回送數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行必要的處理(包含解碼)，并將處理后的結(jié)果送入讀寫(xiě)器智能單元。一般情況下，讀寫(xiě)器的智能單元也劃歸基帶模塊部分。智能單元從原理上來(lái)說(shuō)，是讀寫(xiě)器的控制核心，從實(shí)現(xiàn)角度來(lái)說(shuō)，通常采用嵌入式MPU，并通過(guò)編制相應(yīng)的MPU控制程序?qū)κ瞻l(fā)信號(hào)實(shí)現(xiàn)智能處理以及與應(yīng)用程序之間的接口API。 射頻模塊與基帶模塊的接口為調(diào)制(裝載)/解調(diào)(卸載)，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，通常射頻模塊包括調(diào)制/解調(diào)部分，并且也包括解調(diào)之后對(duì)回波信號(hào)的必要加工處理(如放大、整形)等。射頻模塊的收發(fā)分離是采用單天線系統(tǒng)時(shí)射頻模塊必須處理好的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。從信息傳遞的基本原理來(lái)說(shuō)，射頻識(shí)別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型(初級(jí)與次級(jí)之間的能量及信號(hào)傳遞)，在高頻段基于雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的空間耦合模型 (雷達(dá)發(fā)射電磁波信號(hào)碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達(dá)接收機(jī))。1948年哈里·斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識(shí)別射頻識(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

在電子標(biāo)簽方面，電子標(biāo)簽芯片所需的功耗更低，技術(shù)更趨成熟。其作用距離將更遠(yuǎn)，無(wú)線可讀寫(xiě)性能也將更加完善，并且能夠適合高速移動(dòng)物品識(shí)別，識(shí)別速度也將更加快，具有快速多標(biāo)簽讀寫(xiě)功能。與此同時(shí)，在強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)下的自保護(hù)功能也會(huì)更加完善、智能性更強(qiáng)，成本更低。在讀寫(xiě)器方面，多功能讀寫(xiě)器，包括與條碼識(shí)別集成、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、脫機(jī)工作等功能將被更多的應(yīng)用。同時(shí)，多種數(shù)據(jù)接口包括RS232，RS422/485，USB，紅外，以太網(wǎng)口也將得到應(yīng)用。而讀寫(xiě)器將實(shí)現(xiàn)多制式多頻段兼容，能夠兼容讀寫(xiě)多種標(biāo)簽類型和多個(gè)頻段標(biāo)簽。讀寫(xiě)器會(huì)朝著小型化、便攜式、嵌入式、模塊化方向發(fā)展，成本將更加低廉，應(yīng)用范圍更加廣泛。在系統(tǒng)方面，低頻近距離系統(tǒng)將具有更高的智能、安全特性;高頻遠(yuǎn)距離系統(tǒng)性能將更加完善，成本更低。而2.45GHz和5.8GHz系統(tǒng)將更加完善。同時(shí)，無(wú)芯片系統(tǒng)將逐漸得到應(yīng)用。總而言之，射頻識(shí)別技術(shù)未來(lái)的發(fā)展中，在結(jié)合其它高新技術(shù)，比如GPS、生物識(shí)別等技術(shù)，由單一識(shí)別向多功能識(shí)別方向發(fā)展的同時(shí)，將結(jié)合現(xiàn)代通信及計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應(yīng)用。