Identification，射频识别)技术是一种利用无线射频通信实现远程识别的非接触式自动识别技术。与现代物流领域广泛使用的条形码技术相比，它在读写距离、保密性、智能化、环境适应性和使用寿命方面具有显著优势。
目前，针对世界范围RFID物流应用有两种编码系统，一种是日本UID(Ubiquitous ID)中心提出的UID另一个是美国的编码系统EPC(Electronic Production Code，环球协会提出的电子产品代码)EPC电子产品编码标准。这两个标准在无线频段、信息位数和应用领域都有所不同。这两个标准在无线频段、信息位数和应用领域都有所不同。中国没有自己的正式标准，但有关RFID在900MHz频段应用的电磁检测工作已基本完成，我国最关心的是ISOl8000~6标准。本质上EPC标准和IS对于物流应用，018000并不矛盾，EPC更完善的标准。
此外，成本是企业最关心的物流应用问题。在满足需求的前提下，首当其冲地选择最低成本。UHF(915MHz)射频工作距离10左右m已经能够满足物流应用的需求，成本远低于微波段。特别是UHF射频允许使用相对较小的方向性天线，将读写器的辐射波束定向到特定区域，使读写器能够抵抗其他读写器或发射机的潜在干扰
鉴于上述情况，为促进上述情况RFID本文提出了基于物流仓储管理应用的读写器设计方法。读写器的设计参考EPC标准，采用915MHz工作频率，以公司为基础RFID读写标签芯片是目标，电路设计简单，应用灵活，生产成本低。
1 标签功能简介
本设计使用的标签为860MHz～960MHz长距离无源标签符合IS018000-6标准，工作距离可达8.4m特别适用于美国的物流供应链管理和国物流供应链管理和物流保障体系。标签具有以下特点:
(1)通过RF前模拟电路将天线接收能量部分转化为电源，为内部电路供电。
(2)内部包含16位CRC(循环冗余校验)编码数据完整性高。
(3)具有快速防冲突机制，利用自身防冲突算法实现真正的内部冲突判断和防冲突。
(4)采用64位EPC内部包含216字节用户自定义存储空间的编码。
当标签进入RF该区域后，激活了标签。如果RF如果区域信号强度满足标签工作能量的需要，标签将进入准备状态，并等待读写器发送的指令。标签接收和发送的数据将通过CRC验证错误。同时通过曼彻斯特编码FM0编码进一步保护数据，以确保数据的安全。读写器在阅读和写入多个标签数据的同时，通过外部命令与标签内部防冲突算法相结合。
2 RFID读写器设计
2．1 硬件设计
RFID读写器应用于仓储管理。除了完成简单的射频信号收发处理外，还需要连接上层仓库管理系统(Warehouse Management System，WMS)，将收到的标签信息传输到WMs以便系统完成仓库的入库、盘点、出库管理等操作。同时，通过货物的位置等信息WMS写入物品标签。同时，通过货物的位置等信息WMS写入项目标签。因此，读写器的整体结构包括四个模块：接收/发送模块、控制模块、对外接口模块和供电管理模块。射频电路的传输和接收模块由射频信号形成和信号处理两个单元组成。射频功率放大器放大已形成的射频信号，线性放大器放大接收到的射频信号。所选芯片如表1所示。
在射频电路设计中，防止和抑制电磁干扰，提高电磁兼容性是一个非常重要的环节。选择介电常数公差小的基材，并将电路的射频部分和数字部分分块。应尽可能使用射频部分SMT(表帖式)元件，减少过孔，并在表面增加接地金属屏蔽层。每个模块的具体设计如下。
2．1．1 接收/发送模块
接收/发送模块的功能框图如图1所示。选择收发调制解调芯片TI公司的TRF6901选择功率放大芯片Freescale半导体器件公司MW4IC915GMBR1芯片，线性信号放大芯片选择RF微器件公司RF2132。TRF完整的射频接收和发送电路集成在6901芯片内，可形成半双工射频收发电路。编程可以微调其工作频率，频率范围为860MHz~930MHz。MW4IC915是为GSM采用宽频带功率放大芯片的应用设计Freeseale最新的大电压LDMOSIC技术可以在750工作MHz～1000MHz在频段内，线性能几乎覆盖了整个应用频段。RF2132砷化镓异质结器件(HBT)，能很好地满足射频电路放大功率、效率和电源电压的要求。
各芯片在本设计中的工作频率为915MHz。TRF6901调制方式为OOK，这可以通过零位置内部B寄存器来实现。TRF通过6901发送所需信号PA引脚送至MW4IC915的REIN引脚，放大信号功率后，由天线发射；天线接收到的信号通过RF2132线性信号放大，然后进行TRF6901的LNA引脚，由TRF6901处理接收信号，完成读写器前端的数据交换任务。
2．1．2 对外接口模块
对外接口模块为电平转换电路，主要设备为ICL232。ICL读写器内部完成了232芯片TTL电平与RS-通过连接标准9针串口与外部计算机连接232电平转换。是符合的EIA RS-232标准和V28规范的双向RS-232发送，接收接口芯片，完成电路TTL/CMOS从电平到标准串口电平的转换可以通过滞后来提高数据接收的噪声抑制。引脚l与3间接1μF电容，引脚2通过1μF电容接5V电源由三个引脚组成+5V电平到+1OV电平转换电路；引脚4和5间接1μF电容，引脚6通过lμF电容接地由三个引脚组成+IOV电平到-10V电平转换电路。
2．1．3 控制模块
如图3所示，控制模块结构。读写器内部控制任务主要由读写器内部控制W77E58芯片完成，80518位兼容CMOS快速MCU。与8051相比，它减少了机器指令的执行时间和存储周期，降低了功耗。它包含32KB Flash EPROM，支持无外部存储元件的片1KBSRAM，节省更多I/O引脚。它有四个八位I/O一个额外的四位端口I/O端口和等待状态控制信号、三个16位定时、计数器、12个中断优先级中断源、两个加强全双工串行通信端口和可编程看门狗定时器；只需添加复位、晶体振荡电路和电源电路。
本设计中，W77E58工作频率为40MHz。它的P1口连接TRF6901各控制引脚，控制收发芯片，提供数据传输所需的时钟信号等。TRF数据收发端6901，实现数据串行通信。MCU串口0连接芯片ICL只要设置了232，通过异步通信完成数据传输w77E58串口1工作方式l，选择与计算机相同的波特率。这部分设计主要集中在程序设计部分Pl口当作普通I/O口用即可。
2．1．4 供电管理模块
如图4所示。LM317T通过改变可变电阻，是一种三端电压调节装置R6值，可提供1.2V～37V供电电压。同时提供IC负载过电保护。供电管理模块电路的输入端和输出端并联一个适合过滤低频噪声的钽电容器和一个适合过滤高频噪声的独石电容器，以提高电源质量。
2．2 软件设计
读写器软件设计主要包括主程序设计和标签读写防冲突程序设计。
2．2．1 主程序设计
读写器应用于物流仓储管理，需要连接上层WMS因此，读写器在系统中工作PC在机器监控下，PC机器和读写器通过主从方式通信。如图5所示，在本设计中，由于收发芯片的内部工作方式，通过外部引脚连接MCU控制内部寄存器编程，主程序还包括工作模式修改程序，提高读写器应用的灵活性；还包括RSSI(信号强度检测)大大提高了读取数据的正确性。MCU正常上电复位和初始化过程完成后，PC机器提示用户是否设置和修改内部工作模式。如有必要，将工作模式修改程序转移处理，否则MCU进入准备状态，准备接收PC机器发送的相关执行指令。MCU收到指令后，转到处理相关程序。处理后，返回结果信息并再次进入等待状态。
2．2．2 设计防冲突程序
防冲突程序设计是读写器程序设计的重要组成部分。当读写器进入工作状态时，天线覆盖范围内的所有标签都将被激活并等待，并随时准备响应读写器指令，导致标签读写冲突。要解决这个问题。标签内部设计了自己的防冲突机制，只需使用相关指令集辅助设计防冲突程序即可。如图6所示。当处于激话状态的标签接收读写器时SELECT当命令发送自己时UID给读写器。此时，如果同时发送超过一个标签UID，读写器翔定冲突发生，发送FAIL通过内部防冲突算法修改标签的相关参数值。之后，合格标签将再次发送UID对于读写器，读写器确定冲突，重复上述操作，直到只有一个标签符合条件，跳出冲突预防程序，进入标签后续处理程序，剩余标签自动修改相关值，为下次读取做准备；如果此时没有合格标签，读写器将发送SUCCESS修改自己的参数，等待读写器检测命令。
本文对当前进行了深入分析RFID在物流仓储管理领域应用背景的基础上，系统提出了基于物流仓储管理的读写器设计方法。读写器设计简单，应用灵活，生产成本低。今后将在实际物流仓储管理中应用读写器，针对实际应用中的读写速度、距离、保密性等问题，进一步改进读写器设计，大大提高其整体性能，促进RFID系统在我国物流仓储管理领域的大规模应用。