利用單片機的捕獲功能自動識別鐵路RFID標簽數(shù)據(jù)

摘要：鐵路標簽分為機車標簽和貨車標簽。2種標簽被閱讀器發(fā)射的射頻能量激活后，將連續(xù)不斷、周而復始返回標簽中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送給閱讀器。閱讀器將標簽信號解調(diào)后送給單片機，單片機采用邊沿捕獲功能完成解碼。機車標簽幀頭和貨車標簽幀頭，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的特征，可以自適應地識別出是機車標簽還是貨車標簽，這樣無論機車處于列車的什么位置，均不會出現(xiàn)誤識別或漏識別現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞：單片機；射頻識別；鐵路標簽；波形特征；捕獲

RFID技術(shù)已成為21世紀十大新技術(shù)之一，而且每年都在高速增長，推動RFID的產(chǎn)業(yè)前進。鐵路運輸作為國民經(jīng)濟的一個重要部門，在加大基礎(chǔ)建設(shè)的同時，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、技術(shù)實力增長點的必由之路。鐵道部已開展鐵路車號自動識別系統(tǒng)的建設(shè)，該系統(tǒng)能夠及時準確地采集列車車次、車號和到發(fā)信息，能加快實現(xiàn)全路貨車、機車、列車、追蹤管理，滿足現(xiàn)代鐵路運輸管理系統(tǒng)對列車、車輛等基礎(chǔ)信息的需求，最終實現(xiàn)運輸作業(yè)管理現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化和資源共享，使鐵路運輸早日實現(xiàn)現(xiàn)代化管理。一列列車有2種標簽，機車標簽和貨車標簽，它們采用不同的編碼方式，而機車可以處于列車頭部或尾部，也可以是雙機車，因此要求能夠快速、準確地識別出2種標簽。本文介紹了一種利用單片機捕獲功能自適應地識別出兩種標簽。

1 鐵路貨車標簽的識別原理
1．1 機車標簽的編碼方式
機車標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。

機車標簽數(shù)據(jù)“0”和“1”采用FM0編碼方式，時間寬度都為25μs。FM0編碼是一種雙相編碼(Bi-Phasespace)，目前正越來越廣泛地應用于RFID領(lǐng)域的各類系統(tǒng)中。FM0編碼用每個位時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；每個標簽的內(nèi)容含幀頭總共占用128個信息位，因此傳輸一個標簽的內(nèi)容至少需要3．2ms的時間。
1．2 貨車標簽編碼方式
貨車標簽數(shù)據(jù)由128個比特組成。標簽被激活后，對數(shù)據(jù)進行編碼，加幀頭，形成數(shù)據(jù)幀信號，采用反向散射原理(ASK調(diào)制信號)將數(shù)據(jù)發(fā)送給閱讀器。幀頭形式見圖3。標簽的數(shù)據(jù)編碼形式見圖4所示。標簽返回數(shù)據(jù)速率為10Kb／s；返回整個數(shù)據(jù)幀，包括幀頭，需13ms。