RFID评估系统是一套高性能、低成本、超远操作距离的先进设备，结合由ATMEL公司推出的高性能UHF频段无源RFID芯片ATA5590的优异指标，即使遵照最严格的无线电法规限定读卡器发射功率不超过0.5W，亦能实现10米以上的超远读写距离，并且读写速率及读写成功率都能使人满意，加之ATA5590足够的片内资源，可靠而且高效的防碰撞机制，使其能够在非常广阔的领域得以实际应用。
产品亮点
可以用尽可能小的读卡器发射功率(通常仅需500mW，或+27dB) 获得相当远的操作距离(可达10米以上，在开阔空间测试)；
非常宽的工作频带(860MHz~960MHz)，可以适应欧美、日本以及其他国家和地区的无线电法规或标准；
灵活的开放式数据结构，支持不同的系统需求，满足多种现行的及即将发表的无线电法规要求；
前向链路采用ASK调制方式，调制度90%,用户可根据对数据率和所需信道带宽的要求选择调制参数；
后向链路采用PSK调制方式，可以实现全双工通讯，并且保证在整个有效操作范围内通讯的数据率和稳定性在很高水平(特别是与ASK方式相比较)；
支持同步或异步通讯协议，数据率5k~40kbs ；
支持FMO数据编码格式，占用的信道带宽最小，可获得更高的数据率；
支持确定性的防碰撞(Binary Tree)和组选择 (group select) 机制 ，防碰撞操作稳定可靠并且效率很高；
采用多种校验机制保证通讯的可靠性及稳定性，如16bitCRC校验、自适应CRC校验、时间检查、位数检查和帧结束符位置检查(EOF)等等；
采用简洁的标准RS232串行接口协议，方便与上层用户系统联接；
采用读卡器与天线一体化设计，省去了用户现场匹配调试天线的环节，并且系统集成简洁可靠，测试和维护的成本都大为降低；
业内最小的直流功耗，仅需+9V/500mA及-9V/100mA(10米操作距离，连续读写) ，与竞争型号相比功耗仅有一半至三分之一；
没有采用AD变换器及DSP芯片，而是用低成本的模拟电路，使整个EK的性价比相当有竞争力。
读卡器全密封设计，抗雨淋、防沙尘，并采用无风扇的对流散热，完全适于户外应用。
读卡器基本原理
1 RFID 芯片ATA5590
先来看看ATA5590，这是由ATMEL公司推出的一种非常先进的高性能UHF频段无源RFID芯片，面向远距离至超远距离
应用而设计，其内部的基本组成参见图1:
图1 ATA5590芯片内部组成原理框图
由原理框图可见，基本上芯片内包含了整流电路、片上电源、片上振荡器、数字前端、存储器单元、编解码器、调制器以及控制电路等几部分。
结合原理框图来大致了解一下工作原理: ATA5590是一种无源的RFID芯片，其工作所需的能量完全来自于天线接收到的RF电磁波，整流电路负责将天线接收到的RF电磁波变换为直流，而后通过片上电源给整个芯片供电。
巧妙的是读卡器发送给TAG的信息也是加载在这电磁波上，经过数字前端的解调即可得到前向链路(forward link)的数据，在控制电路的作用下根据读卡器发来的不同命令对存储器单元进行读写或其他的一些操作，并且形成后向链路(return link) 的回传(backscatter) 数据，通过调制器对RF电磁波进行相位调制，至此即完成了读卡器与TAG之间的双向通讯。
2读卡器的工作原理
2.1 读卡器RF前端
读卡器RF前端的原理框图参见图2:
图2读卡器RF前端原理框
还是结合原理框图来大致了解一下工作原理:PLL和VCO组成整个读卡器的基准频率源，它的输出分成了两路，一路用来激励PA产生读卡器的发射信号，另一路则作为接收部分的本振。由信号处理部分来的TX数据通过调制器对载波进行调制，经PA进行功率放大后通过环行器送给天线发射出去。而天线接收到的回波信号则经过环行器送入接收部分，由正交鉴相解调器解调出RX数据送往信号处理部分。这些数据在信号处理单元中被进一步处理，通常包括译码、校验、运算和整理，就得到了从TAG返回的我们关心的信息。
2.2读卡器信号处理
读卡器信号处理部分的原理框图参见图3:
读卡器信号处理原理框图
由原理框图可见，读卡器信号处理部分包含了模拟前端、译码器、MCU、接口电路以及电源等单元。
来自RF前端的I、Q两个支路的信号先经过模拟前端进行放大、滤波、整形等初级处理，由译码器解调出数字基带信号，而后送入MCU进行运算、校验等工作得到所需信息，最后经接口电路传送给上层用户应用系统。
由上位机送来的各种指令则通过接口电路送入MCU，根据这些指令MCU编辑好需要发送的命令序列送往RF前端。
外置的±9V电源为整个读卡器供电，它是一个AC输入DC输出的标准商用电源，它的输出以及串行数据都可以驱动长线电缆，能够方便地适应用户的现场布局。外置电源的推荐容量+9V不小于800mA，-9V不小于250mA。
2.3完整的EK
开发小组已经完成了一套成熟度很高的EK，配备了便于装配的准产品级一体化外壳模型，并且编制了相当完整的驱动软件，几乎达到可供用户直接使用的最终版本。完整EK的外形参见图7，读卡器的架设参见图8。
读卡器的硬件设置非常简单，将读卡器(含一体化天线)架设好之后，仅需连好上位机的RS232串口电缆，再将串口电缆分支出来的三芯插头与外置±9V电源的输出插头对接(有防误插设计不会插反)，插上外置±9V电源的市电插头即告完成。
读卡器的架设推荐使用外径φ40mm有足够强度的非金属管材作为安装支柱，在与读卡器背后两个固定螺杆对应的位置钻两个φ7mm的圆孔，将固定螺杆穿过安装支柱，然后用螺母紧固。注意读卡器的架设位置周围1米范围内不要有大的金属物体。
图4 完整EK的外形图片
图5 读卡器的架设参考
关键技术
要想获得一个高性能、超远距离、高效而且稳定的RFID应用系统，一定要关心以下的几个问题:
AG芯片的灵敏度。通常灵敏度越高操作距离越远；
读卡器的发射功率。一般来说发射功率越大操作距离越远，但这也不一定总是成正比，有时发射功率过大反而会带来太大的噪声，或者是产生无法预期的振荡和干扰，使系统的稳定性变坏。再者就是最大发射功率还受到当地无线电法规的限制；
接收信号的信杂比。回波信号是如此微弱，所以读卡器需要非常好的信杂比指标是很容易理解的；
读卡器天线的驻波系数。这个参数不但影响到读卡器的发射效率，还会影响到系统的信杂比，非常重要，通常至少要求驻波系数小于1.5。
PLL和VCO的相位噪声。在PSK方式的RFID系统中，相位噪声是非常重要的指标，因为回传(backscatter)的数据是包含在相位信息中的。
这里将主要的技术指标汇总在如下表格中:
如希望进一步了解UHF读写器的情况, 可与ATMEL各代表处及各代理联系(hey) |
