華東師范大學(xué)電子系 朱兵 奚慧婷 黎飛鴻 王蔚生
本文基于RFID技術(shù)設(shè)計(jì)的巡更管理系統(tǒng)中，巡更點(diǎn)讀卡器所使用的MLX90121芯片是一款能兼容多種協(xié)議標(biāo)簽的收發(fā)器，并通過接口(按鍵或計(jì)算機(jī))進(jìn)行協(xié)議模式的切換。遵循ISO／IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率為13.56MHz，此工作頻率全球認(rèn)可。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)管理方案
電子巡更系統(tǒng)中的每條路線上有數(shù)量不等的巡更點(diǎn)，巡更點(diǎn)處設(shè)有讀寫器，巡更人員巡邏至該處，通過刷卡、按鍵等手段，將該處巡更信號(hào)或報(bào)警信號(hào)發(fā)送到中央控制平臺(tái)。中央服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫將巡更人員到達(dá)各巡更點(diǎn)時(shí)間、動(dòng)作等信息記錄到系統(tǒng)中，送至巡更管理終端機(jī)。巡更管理終端機(jī)定期生成巡檢記錄和考核結(jié)果。通過查閱巡更記錄就可以對(duì)巡更質(zhì)量進(jìn)行考核。中央平臺(tái)同時(shí)可使用對(duì)講系統(tǒng)及時(shí)與巡更人員溝通。
系統(tǒng)構(gòu)成
如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、射頻收發(fā)電路、MCU、顯示和報(bào)警控制電路、RS-485、中央平臺(tái)(服務(wù)器)以及巡更管理終端機(jī)等組成。電子標(biāo)簽采用TI公司的Tag-it HF-I應(yīng)答器，存儲(chǔ)巡更人員唯一ID編號(hào)。射頻收發(fā)電路是以MLX90121多協(xié)議收發(fā)芯片為核心，遵循ISO／IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)，模擬電路部分實(shí)現(xiàn)收發(fā)調(diào)制／解調(diào)，數(shù)字電路部分實(shí)現(xiàn)信息編／解碼，+5V供電；MCU控制該系統(tǒng)運(yùn)行，控制射頻電路收發(fā)，實(shí)現(xiàn)顯示和突發(fā)事件報(bào)警等外圍電路控制，并通過RS-485接口電路連接總線，實(shí)現(xiàn)與中央平臺(tái)服務(wù)器通信。
系統(tǒng)工作原理：電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器大線感應(yīng)區(qū)，在收到讀寫器指令后被激活，同時(shí)發(fā)送內(nèi)部存儲(chǔ)有巡更人員ID編號(hào)的信息。讀寫器解碼后，根據(jù)既定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，送至中央平臺(tái)。中央平臺(tái)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，同時(shí)將相應(yīng)的控制命令返回讀寫器。

硬件組成
多協(xié)議讀寫器構(gòu)成
高頻段RFID系統(tǒng)工作原理是電磁場耦合，最大識(shí)別距離13cm。
如圖2所示，多協(xié)議讀寫器的硬件構(gòu)成：單片機(jī)ATmega16、MLX90121、讀寫器接口電路。天線的設(shè)計(jì)本文不作討論。

電子標(biāo)簽
電子標(biāo)簽即巡更人員出勤巡更 時(shí)所持射頻識(shí)別信息卡，內(nèi)存有唯一ID編號(hào)和巡更人員工號(hào)等信息。當(dāng)進(jìn)入讀寫器識(shí)別范圍時(shí)，卡上信息被讀出。本系統(tǒng)電子標(biāo)簽采用TI公司的Tag-it，具體型號(hào)為RI-103-112A，該電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)區(qū)為2048位，UID為64位；采用正方形螺旋PCB天線。
軟件設(shè)計(jì)
通信協(xié)議
PC采用多收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)的RS-485總線方式。
圖3中，MLX9012l將從標(biāo)簽中讀到的信息取出后生成輸入信號(hào)(input signal)，經(jīng)過大數(shù)判決(MV，majority voting)電路啟動(dòng)，在時(shí)鐘(CK)上升沿開始由DOUT 口向MCU發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送時(shí)采取低位先送。在每個(gè)數(shù)據(jù)同步信號(hào)(DSYNC)下降沿取出數(shù)據(jù)。在最后一個(gè)DSYNC信號(hào)上升沿，CK信號(hào)拉低結(jié)束數(shù)據(jù)輸出。

軟件流程
如圖4所示，瀆寫器按照Read_First(讀卡器發(fā)起)協(xié)議以低位先送方式將請(qǐng)求數(shù)據(jù)發(fā)給應(yīng)答器，當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入讀寫器識(shí)別范圍時(shí)接收到數(shù)據(jù)，并按照應(yīng)答協(xié)議格式發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器，完成一次操作。系統(tǒng)軟件部分運(yùn)用Delphi5.0+Oracle數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)。Delphi結(jié)合了VC功能強(qiáng)大和VB簡單易學(xué)的特點(diǎn)，基于面向?qū)ο蟮目蚣芙Y(jié)構(gòu)，編譯速度快、運(yùn)用靈活。后臺(tái)數(shù)