華東師范大學電子系 朱兵 奚慧婷 黎飛鴻 王蔚生
本文基于RFID技術(shù)設計的巡更管理系統(tǒng)中，巡更點讀卡器所使用的MLX90121芯片是一款能兼容多種協(xié)議標簽的收發(fā)器，并通過接口(按鍵或計算機)進行協(xié)議模式的切換。遵循ISO／IEC 15693標準，工作頻率為13.56MHz，此工作頻率全球認可。
系統(tǒng)設計
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，巡更點處設有讀寫器，巡更人員巡邏至該處，通過刷卡、按鍵等手段，將該處巡更信號或報警信號發(fā)送到中央控制平臺。中央服務器利用數(shù)據(jù)庫將巡更人員到達各巡更點時間、動作等信息記錄到系統(tǒng)中，送至巡更管理終端機。巡更管理終端機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巡更質(zhì)量進行考核。中央平臺同時可使用對講系統(tǒng)及時與巡更人員溝通。
系統(tǒng)構(gòu)成
如圖1所示，整個系統(tǒng)由電子標簽、射頻收發(fā)電路、MCU、顯示和報警控制電路、RS-485、中央平臺(服務器)以及巡更管理終端機等組成。電子標簽采用TI公司的Tag-it HF-I應答器，存儲巡更人員唯一ID編號。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標準，模擬電路部分實現(xiàn)收發(fā)調(diào)制／解調(diào)，數(shù)字電路部分實現(xiàn)信息編／解碼，+5V供電；MCU控制該系統(tǒng)運行，控制射頻電路收發(fā)，實現(xiàn)顯示和突發(fā)事件報警等外圍電路控制，并通過RS-485接口電路連接總線，實現(xiàn)與中央平臺服務器通信。
系統(tǒng)工作原理：電子標簽進入讀寫器大線感應區(qū)，在收到讀寫器指令后被激活，同時發(fā)送內(nèi)部存儲有巡更人員ID編號的信息。讀寫器解碼后，根據(jù)既定網(wǎng)絡協(xié)議，送至中央平臺。中央平臺服務器上的數(shù)據(jù)庫進行實時記錄，同時將相應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ATmega16、MLX90121、讀寫器接口電路。天線的設計本文不作討論。

電子標簽
電子標簽即巡更人員出勤巡更 時所持射頻識別信息卡，內(nèi)存有唯一ID編號和巡更人員工號等信息。當進入讀寫器識別范圍時，卡上信息被讀出。本系統(tǒng)電子標簽采用TI公司的Tag-it，具體型號為RI-103-112A，該電子標簽數(shù)據(jù)區(qū)為2048位，UID為64位；采用正方形螺旋PCB天線。
軟件設計
通信協(xié)議
PC采用多收發(fā)器網(wǎng)絡的RS-485總線方式。
圖3中，MLX9012l將從標簽中讀到的信息取出后生成輸入信號(input signal)，經(jīng)過大數(shù)判決(MV，majority voting)電路啟動，在時鐘(CK)上升沿開始由DOUT 口向MCU發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送時采取低位先送。在每個數(shù)據(jù)同步信號(DSYNC)下降沿取出數(shù)據(jù)。在最后一個DSYNC信號上升沿，CK信號拉低結(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求數(shù)據(jù)發(fā)給應答器，當應答器進入讀寫器識別范圍時接收到數(shù)據(jù)，并按照應答協(xié)議格式發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器，完成一次操作。系統(tǒng)軟件部分運用Delphi5.0+Oracle數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。Delphi結(jié)合了VC功能強大和VB簡單易學的特點，基于面向?qū)ο蟮目蚣芙Y(jié)構(gòu)，編譯速度快、運用靈活。后臺數(shù)