在當今的物聯(lián)網(wǎng)時代，射頻識別(RFID)技術(shù)憑借其非接觸、高效率的特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。單頻RFID讀寫器雖然在特定領(lǐng)域表現(xiàn)出色，但面對復(fù)雜多變的應(yīng)用場景，其局限性也愈發(fā)明顯。雙頻RFID讀寫器應(yīng)運而生，憑借其同時支持高頻(HF)和超高頻(UHF)兩種頻段的特點，正在逐漸成為市場的新寵。

RFID(Radio Frequency Identification Technology，無線射頻識別技術(shù))由于具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別等特點，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用空間，被認為是21 世紀最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。射頻識別技術(shù)雖然有很多優(yōu)點，但其技術(shù)本身也有局限性。對RFID 系統(tǒng)而言，低頻系統(tǒng)具有良好的對水、肉體等可導(dǎo)媒介的穿透力，而速度、距離、抗沖突性較差;而高頻系統(tǒng)則正好相反。如能結(jié)合各種頻率系統(tǒng)，用其所長，則可以使RFID 適應(yīng)多種場合，拓展其應(yīng)用范圍。本文設(shè)計的系統(tǒng)正是基于這一出發(fā)點，將低頻和高頻二種頻率的RFID 模塊組合在一起，構(gòu)成雙頻系統(tǒng)，使系統(tǒng)兼具低頻可穿透性和高頻良好的距離、速度、抗沖突性等方面的優(yōu)勢。鑒于目前國內(nèi)市場上應(yīng)用最為廣泛的射頻卡和讀寫器實現(xiàn)方法，本文采用ARM 嵌入式系統(tǒng)作為微控制器，設(shè)計了能對低頻125KHz 和高頻13.56MHz 的二種頻率RFID 卡操作的讀寫模塊，實現(xiàn)了的雙頻 RFID 讀寫系統(tǒng)。

由于ARM 微處理器具有運行速度快，接口功能豐富，其應(yīng)用越來越廣泛。本文采用三星公司的S3C44B0X，它是ARM7 系列的低功耗的32 位RISC 處理器，具有 ARM7TDMI內(nèi)核，有豐富的內(nèi)置部件，包括8K 字節(jié)Cache 和內(nèi)部SRAM，帶自動握手聯(lián)絡(luò)的2 通道UART，定時器，通用 I/O 口，ADC 和I2C-BUS 控制器等。尤其是它的內(nèi)置液晶顯示器接口，可直接連接LCD 顯示器，無需專用LCD 顯示器接口芯片，可使成本降低，很適合在本系統(tǒng)中使用。

整個系統(tǒng)由ARM 嵌入式系統(tǒng)(包括S3C44B0X,SDRAM 存儲器和FLASH 存儲器)，低頻RFID 卡讀寫模塊，高頻RFID 卡讀寫模塊，USB 接口，LCD 顯示器以及蜂鳴器、狀態(tài)指示燈等組成。RFID 模塊是北京華閏得公司開發(fā)的具有串行數(shù)據(jù)通信接口的模塊，低頻讀寫模塊是 CR001，為工作于125kHz 的EM4001 卡;高頻模塊是CR013，為工作于13.56MHz的MF 卡。由于RFID 模塊具有TTL 電平的串行通信接口，這樣ARM 微處理器可直接通過片上的二個UART 接口與其連接，不需要電平轉(zhuǎn)換即可輕松實現(xiàn)與RFID 模塊的通信。嵌入式系統(tǒng)與 PC 機的連接則通過USB 接口實現(xiàn)。

因為低頻 RFID 卡一般都是只讀卡，進入讀卡器磁場范圍后，就自動發(fā)出信號。ARM微處理器通過不斷檢測端口捕捉信號，一旦讀到卡，就讀取信息，并在LCD 上顯示。對于高頻卡，可根據(jù)需要進行讀或?qū)懖僮鳌?

LCD 顯示器采用320*240 點陣的STN 型彩色液晶模塊，可直接與S3C44B0X 連接，成本也較低。對LCD 的顯示控制直接使用 S3C44B0X 內(nèi)部的LCD 驅(qū)動控制器實現(xiàn)，它能自動產(chǎn)生LCD 驅(qū)動控制所需的信號。在這種接口方式下，LCD 顯示緩沖區(qū)映射在系統(tǒng)的存儲器空間上，程序只需將像素點內(nèi)容寫入存儲器對應(yīng)地址就可以實現(xiàn)對應(yīng)LCD 屏上像素點顏色的顯示刷新，控制十分方便。

鍵盤和狀態(tài)指示燈的操作控制采用 ZLG7290 實現(xiàn)。ZLG7290 是一款功能較強的按鍵處理和7 段數(shù)碼管顯示專業(yè)芯片，提供了I2C 串行接口和鍵盤中斷信號，可方便地與S3C44B0X連接。

在上位機(PC 機)上，通過設(shè)計專門的軟件實現(xiàn)對RFID 卡的讀寫操作，并對RFID 卡進行管理。由于PC 機功能強大，如再配上數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以對大量用戶的數(shù)據(jù)和信息進行存儲和查詢等處理，滿足多種應(yīng)用的需要。

?ARM的雙頻RFID讀寫設(shè)計?是指結(jié)合低頻RFID模塊(如125kHz的EM4001卡)和高頻RFID模塊(如13.56MHz的MF卡)，通過ARM微處理器(如S3C44B0X)實現(xiàn)的一種雙頻RFID讀寫系統(tǒng)設(shè)計。這種設(shè)計旨在結(jié)合低頻和高頻RFID模塊的優(yōu)勢，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。

設(shè)計和實現(xiàn)方式

ARM雙頻RFID讀寫系統(tǒng)的設(shè)計主要包括以下幾個部分：

?ARM嵌入式系統(tǒng)?：采用三星公司的S3C44B0X處理器，它是ARM7系列的低功耗32位RISC處理器，具有豐富的內(nèi)置部件，如8K字節(jié)Cache、內(nèi)部SRAM、兩個通道的UART、定時器、通用I/O口、ADC和I2C-BUS控制器等。這些內(nèi)置部件使得系統(tǒng)設(shè)計更加簡潔，成本更低?12。

?低頻和高頻RFID卡讀寫模塊?：低頻模塊如CR001(工作于125kHz的EM4001卡)，高頻模塊如CR013(工作于13.56MHz的MF卡)。這些模塊通過串行數(shù)據(jù)通信接口與ARM微處理器連接，無需電平轉(zhuǎn)換即可實現(xiàn)通信?12。

?其他組件?：系統(tǒng)還包括SDRAM存儲器、FLASH存儲器、USB接口、LCD顯示器以及蜂鳴器、狀態(tài)指示燈等?12。

應(yīng)用場景和優(yōu)勢

ARM雙頻RFID讀寫系統(tǒng)具有以下應(yīng)用場景和優(yōu)勢：

?多場景適用性?：該系統(tǒng)可以在不同頻段間自由切換，適應(yīng)多種應(yīng)用場景。例如，在智能零售中，高頻模式可用于商品防偽和電子標簽管理，而超高頻模式則用于庫存管理和物流跟蹤?4。

?數(shù)據(jù)傳輸效率高?：高頻RFID在數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和精度上具有優(yōu)勢，而超高頻RFID則在傳輸速度和距離上表現(xiàn)更佳。雙頻設(shè)計能夠結(jié)合兩者的優(yōu)點，提供高效的數(shù)據(jù)傳輸?4。

?成本效益高?：通過一臺雙頻RFID讀寫器即可滿足多種需求，減少了企業(yè)在設(shè)備采購和維護上的成本，同時也簡化了在不同場景下部署多種設(shè)備的復(fù)雜性和開銷?4。