基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法技术

本发明专利技术涉及射频技术领域,公开了基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，本发明专利技术通过MCU的定时器的输入捕获功能和DMA功能，将电子标签发送的射频信号的高低电平的持续时间转换为对应的时钟个数，然后将时钟个数与时钟频率相乘便能得到与射频信号对应的基带波形数据，然后通过本发明专利技术的步骤S4对基带波形数据进行分析便可以对射频信号进行解码，降低了超高频国标阅读器对MCU的要求，只需MCU具有定时器的输入捕获功能和DMA功能即可，降低了手持移动式的超高频读写器的研发成本和研发周期。动式的超高频读写器的研发成本和研发周期。动式的超高频读写器的研发成本和研发周期。

【技术实现步骤摘要】
基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法


[0001]本专利技术涉及射频
，具体涉及基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法。

技术介绍

[0002]超高频RFID技术是一项自动识别技术，它利用射频信号的无线通迅来实现目标的自动识别。超高频RFID系统包括阅读器、电子标签和天线三大部分，其工作原理是使用能接收和发射无线电波的电子标签存储信息，电子标签与阅读器之间利用电磁感应藕合能量进行非接触的双向通讯来实现存储信息的识别和数据交换。
[0003]GB/T 29768是中国自主知识产权的超高频RFID标准，称之为超高频RFID国标，超高频RFID国标规定的无线电波的工作频率范围为840MHz～845MHZ和920MHz～925MHz。超高频RFID国标阅读器通过天线发射带调制的射频载波信号，并通过天线把电子标签返回的信号接收解码并处理。
[0004]超高频RFID国标定义的标签编码方式为FM0编码和Miller(Miller2，Miller4，Miller8)编码。FM0编码定义如图1所示，从图1中可以得到，FM0编码的特点是每比特的结尾都会发生电平跳变，如果在比特中间发生电平跳变表示数据“0”，如果在比特中间不发生电平跳变表示数据“1”。Miller编码如图2所示，从图2中可以得到，MillerM(M＝2或4或8)编码特点是每比特包含M个基频信号(基频信号称之为码元)，基频信号可能是一个周期为T
pri
占空比为50％的单周期PWM信号也可能是一个周期为T
pri
>的高电平或者低电平信号，如果每比特的前M/2个基频信号和后M/2个基频信号连接处发生电平跳变，则该比特数据表示为“0”，如果每比特的前M/2个基频信号和后M/2个基频信号连接处没有电平跳变，则该比特数据表示为“1”。两个连续相同的比特“0”连接处电平不跳变，两个其他比特数据连接处电平会跳变。
[0005]现有超高频RFID阅读器对电子标签返回的基带数据大体有以下三种处理方式：
[0006]方式一：使用专用的超高频阅读器SOC芯片，该SOC芯片集成了专门处理读写器发送基带数据以及标签返回基带数据的基带处理单元；而方式一在实际使用时需要设计专门的阅读器集成电路芯片，研发周期较长且投入成本高
[0007]方式二：使用FPGA作为基带处理单元进行处理；而方式二在实际使用时会存在FPGA价格高、体积大的特点，尤其是不能满足在移动便携式领域的中的应用；
[0008]方式一和方式二对于FM0编码的基带数据或者MillerM编码的基带数据的解码算法基本上都会采用相关算法实现，相关算法大体上是把采样接收到的基带信号数据与理想的码元数据给到一组相关器并根据找到最大相关器输出值的方法判断信号数据；
[0009]方法三：通过MCU普通的IO口对基带数据进行高速采样；在实际使用时，由于电子标签回返到读写器发送下一条指令有超时时间要求，如果电子标签返回速率高，会对MCU的IO口的采样时钟频率以及MCU后续的处理能力要求都比较高，需要MCU的处理速度足够高才能处理高返回速率的标签响应数据。

技术实现思路

[0010]鉴于
技术介绍
的不足，本专利技术是提供了基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，来降低使用MCU对基带数据进行解码时对MCU的要求。
[0011]为解决以上技术问题，第一方面，本专利技术提供了基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，包括如下步骤：
[0012]S1：对超高频国标阅读器天线从标签获取的射频调制信号依次进行解调、滤波、放大和整形处理，生成数字基带信号，数字基带信号输入到MCU的定时器输入管脚，设置MCU的定时器的时钟频率和定时器输入管脚的工作模式，使MCU能记录下来定时器输入管脚在输入的数字基带信号的相邻两次信号跳变之间所对应的时钟个数，数字基带信号中每相邻两次信号跳变之间所对应的时钟个数为一个基元数据；
[0013]S2：当MCU的定时器输入管脚输入FM0编码的数字基带信号时，MCU将输入的数字基带信号的高低电平信号持续时间转换为对应的时钟个数，MCU根据定时器的时钟频率将时钟个数信息转换为基带波形数据；
[0014]S3：MCU在基带波形数据中先查找到前导基带数据，然后在前导基带数据之后的基带波形数据中寻找同步头数据；
[0015]S4：MCU对同步头数据之后的基带波形数据进行解码，具体过程如下：MCU按照基元数据的产生顺序读取基元数据，MCU读取一个基元数据后计算出该基元数据所对应的脉冲长度；如果基元数据所对应的脉冲长度在第一区间，则MCU将该基元数据解码为数据“1”；如果基元数据所对应的脉冲长度在第二区间，则MCU判断下一个基元数据所对应脉冲宽度是不是也在第二区间，如果是则MCU将该两个基元数据解码为“0”。
[0016]在第一方面的某种实施方式中，步骤S3中的前导基带数据所对应的数字基带信号的高电平和低电平等间隔分布，MCU根据所述前导基带数据计算出数字基带信号所对应实时的基带码元周期值，将实时基带码元周期值记为TR
pri
，第一区间的上限值为(1+A)*TR
pri
,第一区间的下限值为(1
‑
A)*TR
pri
，第二区间的上限值为(1+A)*TR
pri
/2，第二区间的下限值为(1
‑
A)*TR
pri
/2，A为大于0的小于1的实数。
[0017]在第一方面的某种实施方式中，步骤S3和S4中，MCU在读取到基元数据后，对基元数据进行过滤处理，如果基元数据的数值小于滤波阈值，则分析该基元数据前后的基元数据做综合判断并进行合并。
[0018]在第一方面的某种实施方式中，步骤S4中，如果两个长度在第一区间的基元数据之间存在奇数个长度在第二区间的基元数据，则认为电子标签返回的射频调制信号不规范，结束步骤S4。
[0019]第二方面，本专利技术针对Miller编码的射频调制信号提供了基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，包括如下步骤：
[0020]S1：对超高频国标阅读器天线从标签获取的射频调制信号依次进行解调、滤波、放大和整形处理，生成数字基带信号，数字基带信号输入到MCU的定时器输入管脚，设置MCU的定时器的时钟频率和定时器输入管脚的工作模式，使MCU能记录下来定时器输入管脚在输入的数字基带信号的相邻两次信号跳变之间所对应的时钟个数，数字基带信号中每相邻两次信号跳变之间所对应的时钟个数为一个基元数据；
[0021]S2：当MCU的定时器输入管脚输入Miller编码的数字基带信号时，MCU将输入的数
字基带信号的高低电平信号持续时间转换为对应的时钟个数，MCU根据定时器的时钟频率将时钟个数信息转换为基带波形数据；
[0022]S3：MCU在基带波形数据中先查找到前导基带数据，然后在前导基带数据之后的基带波形数据中寻找同步头数据；
[0023]S4：MCU对同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：对超高频国标阅读器天线从标签获取的射频调制信号依次进行解调、滤波、放大和整形处理，生成数字基带信号，数字基带信号输入到MCU的定时器输入管脚，设置MCU的定时器的时钟频率和定时器输入管脚的工作模式，使MCU能记录下来定时器输入管脚在输入的数字基带信号的相邻两次信号跳变之间所对应的时钟个数，数字基带信号中每相邻两次信号跳变之间所对应的时钟个数为一个基元数据；S2：当MCU的定时器输入管脚输入FM0编码的数字基带信号时，MCU将输入的数字基带信号的高低电平信号持续时间转换为对应的时钟个数，MCU根据定时器的时钟频率将时钟个数信息转换为基带波形数据；S3：MCU在基带波形数据中先查找到前导基带数据，然后在前导基带数据之后的基带波形数据中寻找同步头数据；S4：MCU对同步头数据之后的基带波形数据进行解码，具体过程如下：MCU按照基元数据的产生顺序读取基元数据，MCU读取一个基元数据后计算出该基元数据所对应的脉冲长度；如果基元数据所对应的脉冲长度在第一区间，则MCU将该基元数据解码为数据“1”；如果基元数据所对应的脉冲长度在第二区间，则MCU判断下一个基元数据所对应脉冲宽度是不是也在第二区间，如果是则MCU将该两个基元数据解码为“0”。2.根据权利要求1所述的基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，其特征在于，步骤S3中的前导基带数据所对应的数字基带信号的高电平和低电平等间隔分布，MCU根据所述前导基带数据计算出数字基带信号所对应实时的基带码元周期值，将实时基带码元周期值记为TR
pri
，第一区间的上限值为(1+A)*TR
pri
,第一区间的下限值为(1
‑
A)*TR
pri
，第二区间的上限值为(1+A)*TR
pri
/2，第二区间的下限值为(1
‑
A)*TR
pri
/2，A为大于0的小于1的实数。3.根据权利要求1所述的基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，其特征在于，步骤S3和S4中，MCU在读取到基元数据后，对基元数据进行过滤处理，如果基元数据的数值小于滤波阈值，则分析该基元数据前后的基元数据做综合判断并进行合并。4.根据权利要求1所述的基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，其特征在于，步骤S4中，如果两个长度在第一区间的基元数据之间存在奇数个长度在第二区间的基元数据，则认为电子标签返回的射频调制信号不规范，结束步骤S4。5.基于MCU的超高频国标阅读器基带解码方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：对超高频国标阅读器天线从标签获取的射频调制信号依次进行解调、滤波、放大和整形处理，生成数字基带信号，数字基带信号输入到MCU的定时器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：边海波，
申请(专利权)人：江苏集萃智能集成电路设计技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：