RFID技能（radiofrequencyidenTIficaTIon）是一种非触摸式智能辨认技能，它通过射频信号主动辨认方针方针并获得相关信息。
整个辨认进程无需人工介入，可一起辨认多个方针并能够辨认高速运动的物体，操作简略，广泛使用在车辆主动辨认体系、物流办理与监控、库房办理、门禁体系以及军事等范畴。
RFID体系由三部分组成：读头、天线和电子标签，如图1所示。
其间读头是整个体系的中心部分，操控整个辨认进程中与标签之间的通讯，并供给与后台核算机的接口。天线用来发送射频信号给电子标签，并把电子标签呼应的数据接纳回来。电子标签存储着方针的信息，它进入辨认区域时被天线发送的射频信号激活，然后向读头回来应对，然后完结一次辨认。
本文要介绍的解码模块是根据ISO／IEC15693规范规划的，完成了从带搅扰的回来信号（此信号现已去掉载波）中精确的提取标签信息的功用。此规划直接影响辨认的精确性。
1ISO／IEC15693协议
ISO／IEC15693协议是国际化规范安排拟定的关于射频辨认技能的一项规范，作业频率为13.56MHz，电子标签归于无源标签。协议详细描述了射频辨认技能的信号调制办法、读头向标签发送数据的编码办法、标签回来数据的编码办法以及各种指令包格局和应对包格局。协议还介绍了电子标签的防抵触机制。本文中的标签回来数据的解码模块便是以此协议为基准规划的，下面详细介绍标签向读头回来数据的格局。
电子标签首要将原始数据（digitalbits，即要回来的标签信息）进行曼彻斯特编码（manchesterbits），然后再用编码后的数据信息以FSK办法调制到低速率的子载波423.75kHz和484.28kHz信号上（RFBitsFSK），即曼彻斯特码的高电平部分运用484.28kHz方波信号表明，低电平部分运用423.75kHz方波信号表明。最终再由子载波调制到13.56MHz的载波上，以此办法回传给读头。回来信号编码及子载波方式如图2所示。
为了抵达数据的传输同步，电子标签在曼彻斯特码的开端和结束别离参加帧头和帧尾，帧头部分为11100010，用423.75kHz和484.28kHz信号调制后如图3所示。帧尾部分为01000111，与帧头的次序彻底相反，调制后如图4所示。
2解码模块的结构及其完成原理
整个读头的结构由模仿电路部分和数字电路部分组成。模仿电路的效果是发生13.56MHz的载波信号、调制发送信号和解调回来信号。数字电路部分担任数字信号的编解码。FPGA是数字电路部分的中心，抱负情况下回来信号通过模仿电路解调抵达FPGA后，其数据格局如图2中RFBitsFSK所示。但在射频信号传输进程中和模仿电路的解测进程中都不免有噪声搅扰，进入FPGA的信号实际上是带搅扰FSK信号。因而有必要在解码模块中对搅扰加以消除，否则会大大下降电子标签的辨认成功率。解码模块共分为八个部分，如图5所示，下面将对这些模块的功用进行详细介绍。
2.1FSK信号的复原到曼彻斯特码
依照图2所示数据格局的逆次序进行解码，首要将RFBitsFSK信号复原为ManchesterBits信弓。此部分由图5中的倍频器、周期丈量模块和比较器三个模块完成。在本规划中计数器在高频时钟信号（本规划选用100MHz时钟信号）的驱动下，丈量FSK信号中相邻的两个信号上升沿之间的计数值，依此来区别423.75kHz和484.28kHz两个频率的信号。
首要为了进步计数的精度，将50M的体系时钟通过FPGA中的DCM模块倍频成100MHz，然后由此刻钟来驱动周期丈量模块，来核算RFBitsFSK两个相邻上升沿之间（即RFBitsFSK的一个周期）的计数值，再通过比较器与门限比较来确定是423.75kHz或484.28kHz的信号。若是423.75kHz信号，则100M时钟在其一个周期内计数值为236，若是484.28kHz信号，计数值为206，所以挑选折中门限为221。计数值大于此门限则认为此RFBitsFSK周期是423.75kHz信号，用低电平表明，小于此门限则为484.28kHz信号，用高电平表明。抱负情况下解调后的信号便是曼彻斯特码，如图6所示。
可是一般情况下，此刻的信号都是带有搅扰的，用实在数据仿真成果如图7中的Disturbed_code所示，在信号中会有很有窄的脉冲呈现。
2.2去搅扰处理
因为Disturbed_code是带搅扰的曼彻斯特码，所以在进行曼彻斯特解码之前有必要对数据进行消除搅扰的处理，否则会导致曼彻斯特解码的过错。去搅扰的原理是在获得帧同步今后运用430kHz（由50MHz时钟分频得到）时钟对Disturted_code信号进行采样，每个曼彻斯特码周期采样8次，每采样8次判别一次采样值中1的个数，若1的个数大于等于5则认为此曼彻斯特码周期内的数据为1，否则为0。这里是考虑在一个曼彻斯特码周期（曼彻斯特码频率为53.4kHz）内脉冲搅扰仅仅很窄的一部分，所以咱们将一个曼彻斯特码周期分为8个时刻段，每个时刻段采样一次来判别是1仍是0，若8个时刻段内1的个数多则此周期的曼彻斯特码为1，同理0的个数多则判为0。用430kHz是因为一个曼彻斯特码周期正好为8个430kHz脉冲周期。当然，此判别办法会使信号有必定的推迟，但时刻很短，不影响辨认速度。去搅扰之后便得到纯洁的曼彻斯特码，成果如图7所示。
2.3帧头检测
本规划中运用的去除搅扰的办法是建立在精确辨认数据帧头的根底之上的，所以在进行去搅扰处理之前有必要进行帧头检测，精确的帧头检测对辨认的正确性影响很大。SOF检测模块完成了帧头检测的功用。考虑到帧头部分也会有搅扰，本规划选用下面的相关算法来辨认帧头。详细完成算法如下：
其间X［71：0］为一个72位的移位寄存器，以480kHz（此频率时钟正好将一个曼彻斯特码周划分为9个时刻段）的频率将Disturbed_code移入其间，⊙为按位同或，ffffffe0000003fe00H是抱负情况下帧头（11100010）通过480kHz采样速率采样所得到的值。当Z为最大值时，阐明此刻接纳的帧头与期望值匹配抵达最佳，这就精确的找到了帧头的方位。仿真成果如图8所示。
2.4曼彻斯特解码
通过前面的处理，咱们现已得到抱负的曼彻斯特码，下面介绍曼彻斯特解码模块的解码进程。前面现已获得了帧同步，现在从第一个Manchester_code数据位的中心方位开端，以53.4kHz（此频率为1个曼彻斯特码周期）的频率将Manchestercode移入串行移位寄存器N［1：0］中，选用下述办法完成解码。
每2个53.4kHz信号周期判别一饮K的数值，当K=2时输出解码数据为1（曼彻斯特码10表明原码1），k=0时输出解码数据为0（即曼彻斯特码为01，表明原码0），每16个53.4kHz信号周期便能够得到一个字节的标签数据。这样直到帧尾呈现便完结了曼彻斯特的解码作业。
曼彻斯特解码后的数据一起送往图5中CRC校验模块进行校验和标签信息数据栈进行存储。若CRC校验正确，则会给出一个Data_ok的信号告诉其它部分来读取此标签信息数据栈中的数据。到此为止便完结了整个上行信号的解码作业。其实在数据的仿真成果如图9所示。
此规划通过FPGA的验证，并结合本课题组成员的模仿电路部分完成了RFID体系的正常作业，标签检测精确，读取速度快，每秒能够读50张标签，双天线效果间隔可达1.5m。
RFID体系选用非触摸式射频辨认技能，辨认速度快、安全性高，使用于超市、矿下工人身份辨认等范畴可大大进步效率和安全性，所以RFID有着广泛的使用远景。
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