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RFID系統實現與驗證

在文檔中 中 華 大 學 (頁 34-45)

4.2 天線實現圖

圖4-3 天線模擬圖,使用天線模擬軟體再與軟體繪出天線圖,

操作頻率在902~928 MHz。

4-3 天線模擬圖

圖4-4 天線完成圖,經實驗測試可與 RFID 標籤電路連接操作 頻率在902~928 MHz。

4-4 天線成品

4.3 實現 RFID 前端整合電路

實現整合前端電路其中包含電源電路、可調EPC 碼、解調與 調變電路、POR、CLK 產生電路。圖 4-5 為整合前端電路的實現 圖。

4-5 整合前端電路實現圖

圖4-6 與圖 4-7 分別為測試電源電路的輸入電壓(6V)與輸出工 作電壓(5V)。

圖 4-6 輸入電壓 圖 4-7 前端電路工作電壓

圖4-8、圖 4-9 所示,解調電路輸出送給數位電路的訊號。

4-8 settling time 解調訊號

4-9 command 解調訊號

圖4-10 CLK 電路所產生的時脈訊號,提供數位系統操作編解 碼與操作時序。

4-10 時脈訊號

4.4 驗證 EPC class-1 generation-2 UHF RFID

protocol

本節所要介紹的是針對單一標籤在 EPC class-1 generation-2 UHF RFID protocol [2] 驗證的架構與設定以及最後的量測結 果。圖 4-11 是驗證的設定與架構圖,配合前面的 50Ω 匹配標籤

電路,分析讀卡機與標籤的通訊協定。圖4-12 為單一標籤的通訊 協定,在邏輯分析儀上的量測結果。圖 4-13 為 EPC class-1 generation-2 UHF RFID protocol [2] 對單一標籤的溝通動作方式。

4-11 Protocol 驗證設定與架構圖

4-12 單一標籤 protocol

4-13 單一標籤回覆模式

4.5 自製 RFID 標籤系統驗證設定說明

整體標籤電路的驗證設定裝置如下,

1. 安裝 Alien 測試程式的電腦 2. 讀卡機:Alien ALR-9780 3. 衰減器

4. Power Divider 5. 邏輯分析儀 6. 信號產生器 7. 電源供應器

標籤系統驗證流程簡介:

電腦端控制讀卡機發射訊號經過衰減器與 RFID 標籤做連 線,將 Tx、Rx 訊號與邏輯分析儀做連接,由邏輯分析儀分析讀 卡機與標籤的通訊協定與操作方式。最後在驗證電腦螢幕上由 Alien 提供的程式是否有顯示 FPGA 發送出來的 EPC 碼。EPC 碼 可以由開關設定,在未來積體化做成標籤IC,即使用記憶體取代 現有改變EPC 碼的方法。

如圖4-14 RFID 標籤系統驗證設定。

4-14 自製 RFID 標籤系統驗證設定

4.6 自製 RFID 標籤系統驗證量測結果

RFID 系統預計的量測結果:標籤電路在加入前端電路與同學 EPC class-1 generaton-2 protocol 之無線射頻辨識-數位防碰撞系統結合 [1],並連接市售 Alien 讀卡機,可以將 EPC 編碼顯示在螢幕上的測 試程式中。圖4-15 所示為標籤電路包含前端電路加上數位系統的測 試實現電路圖。

4-15 自製標籤電路驗證實現圖

圖4-16 到 4-18 所示為 RFID 標籤電路系統驗證量測結果,可設定 的EPC 編碼與實際電腦螢幕顯示的 EPC 碼互相比對無誤。

4-16 自製 RFID 標籤系統驗證結果

4-17 EPC 碼對照圖

4-18 EPC 碼顯示結果圖

4.7 結合天線與整合標籤實現電路圖

圖4-19 顯示使用天線取代 cable 連接前端電路,做實際標籤在整 體系統中的溝通方式。

4-19 前端電路整合實現圖

圖4-20 顯示為最後實現測試標籤,在加入天線與前端電路與數位 系統電路的完整標籤圖。

4-20 RFID 標籤最後實現電路圖

4.8 EPC class-1 generation-2 UHF RFID 防碰撞

系統驗證實測

圖 4-21 所示,自製標籤與市售Alien EPC class-1 generation-2 標 籤做防碰撞測試,並使用Alien 提供的測試程式能在螢幕上看見 EPC 碼。左邊為市售標籤,右邊為自製的可調EPC 編碼標籤。

4-21 與市售標籤做防碰撞實驗結果

圖4-22 所顯示自製可攜式的 RFID 標籤電路與市售讀卡機做連 線,最後在電腦螢幕上可以顯示出來 Gen2 的 EPC 編碼,在實際的狀 況下做量測,最遠可到達1.8 公尺左右。

4-22 自製 RFID 標籤測試最遠讀取距離圖

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