基于nRF9E5的有源超高頻RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)(圖)

解放軍電子工程學(xué)院 焦傳海

射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是一種利用無線射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，與目前廣泛采用的條形碼技術(shù)相比，RFID具有容量大、識(shí)別距離遠(yuǎn)、穿透能力強(qiáng)、抗污性強(qiáng)等特點(diǎn)。

RFID技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟并獲得了大規(guī)模商用，但超高頻RFID技術(shù)相對(duì)滯后。本文分析了射頻芯片NRF9E5的功能特性，并將其用于RFID系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了一套有源超高頻(UHF)RFID系統(tǒng)。

射頻芯片的選取

目前，發(fā)展較為成熟的RFID系統(tǒng)主要是125kHz和13.56MHZ系統(tǒng)，相應(yīng)的RFID專用芯片也較多，主要有TI公司的S6700系列，NXP公司的MIFARE系列等。然而，用于UHF RFID的專用芯片卻很少，TI公司和NXP公司雖然宣稱已經(jīng)量產(chǎn)符合Gen2的RFID芯片，但由于各種因素，還沒能真正大量投入使用。再者，為了滿足用戶對(duì)遠(yuǎn)識(shí)別距離的要求，一般需使用有源UHF RFID系統(tǒng)，而目前有源UHF RFID專用芯片更是難覓其蹤。所以，需要尋找一款適合超高頻RFID且易于開發(fā)的低成本射頻芯片，來設(shè)計(jì)有源UHF RFID系統(tǒng)。

隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，8051內(nèi)核已經(jīng)被集成到各種片上系統(tǒng)(SoC)中，這些SoC具有更多的功能、更快的速度、更小的體積和功耗，同時(shí)可以繼續(xù)使用8051 MCU幾十年來積累的各種應(yīng)用軟件資源，具有廣闊的發(fā)展空間。許多國(guó)際知名公司，如TI、ATMEL、Chipcon、NORDIC等都推出了各種兼容8051內(nèi)核的新一代短距離無線通信芯片，Chipcon在2006年初被TI公司所收購。通過分析比較發(fā)現(xiàn)，Chipcon公司的CC1010和Nordic公司的nRF9E5都可用于UHF RFID系統(tǒng)，而nRF9E5體積更小、成本更低，且具有一些獨(dú)特的功能。

nRF9E5功能分析

● 結(jié)構(gòu)組成

nRF9E5內(nèi)嵌8051兼容微控制器、RF收發(fā)器和4通道10位A/D轉(zhuǎn)換器，其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 nRF9E5功能結(jié)構(gòu)框圖

nRF9E5的片內(nèi)微