射频电子标签通过射频电路检测到便携式手持读写器发出的信号后进行解调,再把有效信息传输给标签内的单片机;而便携式手持读写器接收数据信息的过程刚好与发送时相反,即射频电子标签要对发送的信号进行调制,便携式手持读写器则对其进行解调,再把有效信息传输给便携式手持读写器内部的单片机。以上工作主要由射频芯片实现,本设计采用EM4469芯片。
EM4469主要特点及原理框图
EM4469是Microelectronic公司推出的一种工作频率为100~150kHz的具有读/写功能的非接触式RFID射频芯片,可以较低的功耗提供多种数据传输率和数据编码方式。该射频芯片不仅兼容ISO11784/11785标准,而且还符合ISO FDX/B动物识别标准,因此被广泛应用于各种应用管理系统中,尤其是动物识别和跟踪管理中。其主要特点如下:
容量为512位EEPROM,分为16扇区,每区32位。
具有32位密码读写保护。
每张卡都有32位唯一的ID码。
具有10位用户码。
兼容ISO11784/11785标准。
EM4469的锁定位可以将EEPROM的数据块转变成只读模式。
具有Manchester、miller、Bi-phase、PSK、FSK等多种编码形式。
具有多种数据传输速率(从1-32K波特)。
工作频率范围10~105kHz。
有片内整流器和限压器。
额定工作温度为-40℃~85℃。
超低功耗。
EM4469片内集成的谐振电容多种可选(33opF,250pF,75pF)。
图2为EM4469芯片的原理框图。其中,时钟解压器的作用是产生系统时钟,其频率与射频磁场的频率相适应,逻辑模块内的时序发生器将利用系统时钟产生内部时序。数据解压器的作用是探测天线端信号的存在时间周期,它可以监测到磁场停止时间是否长过数据提取时限TMONO。调制器由逻辑模块驱动,当其处于开状态时,将消耗天线两端大的电流,从而调制射频磁场。逻辑电路由控制器、配置寄存器、时序发生器、编码器和命令解码器等多个子模块组成,它的作用是控制IC的状态、产生工作时序信号、编码和解码数据以及读写EEPROM数据等。
EM4469射频芯片的存储结构
512位的EEPROM存储空间,被分成16个扇区(编号为0-15),每个扇区有32位(编号为0-31),读写时按低位优先的原则进行,总是从LSB开始。其中第0和第1扇区由芯片生产厂商定义为只读扇区,芯片的类型、版本、用户代码和唯一序列号(UID)都写在这两个扇区中;第2,3,4三个扇区是内部管理块,用来定义器件的操作选项(辅助管理字段),它们由密码块、保护字块和配置字块组成;剩下的11个扇区(5-15)是用户可以自由使用的空间(共352位)。EM4469的存储器结构如表1所示。
便携式手持读写器的设计