利用單片機(jī)的捕獲功能自動(dòng)識(shí)別鐵路RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)

摘要：鐵路標(biāo)簽分為機(jī)車標(biāo)簽和貨車標(biāo)簽。2種標(biāo)簽被閱讀器發(fā)射的射頻能量激活后，將連續(xù)不斷、周而復(fù)始返回標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送給閱讀器。閱讀器將標(biāo)簽信號(hào)解調(diào)后送給單片機(jī)，單片機(jī)采用邊沿捕獲功能完成解碼。機(jī)車標(biāo)簽幀頭和貨車標(biāo)簽幀頭，以及它們的數(shù)據(jù)波形均是不相同的，正是利用它們各自信號(hào)的特征，可以自適應(yīng)地識(shí)別出是機(jī)車標(biāo)簽還是貨車標(biāo)簽，這樣無論機(jī)車處于列車的什么位置，均不會(huì)出現(xiàn)誤識(shí)別或漏識(shí)別現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；射頻識(shí)別；鐵路標(biāo)簽；波形特征；捕獲

RFID技術(shù)已成為21世紀(jì)十大新技術(shù)之一，而且每年都在高速增長，推動(dòng)RFID的產(chǎn)業(yè)前進(jìn)。鐵路運(yùn)輸作為國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要部門，在加大基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)，加快鐵路信息化、現(xiàn)代化建設(shè)的步伐是真正形成鐵路經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力增長點(diǎn)的必由之路。鐵道部已開展鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的建設(shè)，該系統(tǒng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地采集列車車次、車號(hào)和到發(fā)信息，能加快實(shí)現(xiàn)全路貨車、機(jī)車、列車、追蹤管理，滿足現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)對(duì)列車、車輛等基礎(chǔ)信息的需求，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸作業(yè)管理現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化和資源共享，使鐵路運(yùn)輸早日實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。一列列車有2種標(biāo)簽，機(jī)車標(biāo)簽和貨車標(biāo)簽，它們采用不同的編碼方式，而機(jī)車可以處于列車頭部或尾部，也可以是雙機(jī)車，因此要求能夠快速、準(zhǔn)確地識(shí)別出2種標(biāo)簽。本文介紹了一種利用單片機(jī)捕獲功能自適應(yīng)地識(shí)別出兩種標(biāo)簽。

1 鐵路貨車標(biāo)簽的識(shí)別原理
1．1 機(jī)車標(biāo)簽的編碼方式
機(jī)車標(biāo)簽返回給閱讀器的數(shù)據(jù)幀由幀頭(見圖1)和數(shù)據(jù)2部分組成。

機(jī)車標(biāo)簽數(shù)據(jù)“0”和“1”采用FM0編碼方式，時(shí)間寬度都為25μs。FM0編碼是一種雙相編碼(Bi-Phasespace)，目前正越來越廣泛地應(yīng)用于RFID領(lǐng)域的各類系統(tǒng)中。FM0編碼用每個(gè)位時(shí)鐘周期的電平變化來攜帶信息，“1”定義為電平保持；“0”定義為電平變化。FM0編碼波形如圖2所示，相對(duì)FSK編碼，其編碼特征如下：邏輯“1”的物理編碼為“11”或00”；邏輯“0”的物理編碼為“10”或“01”；信息速率為40Kb／s；每個(gè)標(biāo)簽的內(nèi)容含幀頭總共占用128個(gè)信息位，因此傳輸一個(gè)標(biāo)簽的內(nèi)容至少需要3．2ms的時(shí)間。
1．2 貨車標(biāo)簽編碼方式
貨車標(biāo)簽數(shù)據(jù)由128個(gè)比特組成。標(biāo)簽被激活后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，加幀頭，形成數(shù)據(jù)幀信號(hào)，采用反向散射原理(ASK調(diào)制信號(hào))將數(shù)據(jù)發(fā)送給閱讀器。幀頭形式見圖3。標(biāo)簽的數(shù)據(jù)編碼形式見圖4所示。標(biāo)簽返回?cái)?shù)據(jù)速率為10Kb／s；返回整個(gè)數(shù)據(jù)幀，包括幀頭，需13ms。