CN110601727A - 一种rfid曼彻斯特编码提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RFID曼彻斯特编码提取方法，具体包括如下步骤：步骤1，将RFID信息标签模块靠近RFID阅读器模块的感应区域；步骤2，RFID阅读器模块读取RFID信息标签模块中的曼彻斯特编码信息；步骤3，将读取到的包含曼彻斯特编码的模拟信号进行模拟放大；步骤4，将放大后的曼彻斯特模拟信号转换为数字信号，并输入到MCU微处理器中；步骤5，通过MCU微处理器将数字信号中的曼彻斯特编码进行分离；步骤6，对分离出来的曼彻斯特编码进行分析，从而完成对RFID信息标签模块身份信息的识别。本发明解决了现有RFID编码提取方法无法在噪声信号和编码信号强度接近的情况下，无法将编码信号分离出来的问题。
Description
技术领域
本发明属于RFID(射频识别)技术领域，涉及一种RFID曼彻斯特编码提取方法。
背景技术
目前，公知的RFID(射频识别Radio Frequency Identification的缩写)通常是由一个RFID阅读器模块和至少一个RFID信息标签模块组成，RFID阅读器模块通过建立的入射RF电磁场为RFID信息标签模块供电和进行射频通信，RFID信息标签模块的身份信息采用曼彻斯特编码，RFID阅读器模块通过读取该曼彻斯特编码对RFID信息标签模块的身份信息进行识别，公知的RFID曼彻斯特编码提取方法是将RFID阅读器模块感应到的RFID信息标签模块的曼彻斯特编码信号通过后端模拟放大电路将该模拟信号进行饱和放大至方波状态。后端MCU微处理器通过截取并计算包含曼彻斯特编码的方波信号脉宽从而提取到有用的曼彻斯特编码信息。由于RFID阅读器读取到的RFID信息标签模块的曼彻斯特编码信号强度会随着两者的RF耦合距离的增加而衰减，为了能够识别接收到的曼彻斯特编码信号，必须将被识别的RFID信息标签模块放置到距离RFID阅读器模块足够近的范围内。使得读取到的RFID信息标签模块的曼彻斯特编码信号强度远远大于背景噪声信号，即信噪比必须要达到一定的强度，才可能识别到RFID信息标签模块的曼彻斯特编码。然而当距离较远时，即在信噪比很低的情况下，由于后端的放大电路会将编码信号和噪声信号同时放大，编码信号会被噪声信号所淹没，公知的RFID曼彻斯特编码读取方法因为无法将曼彻斯特编码和背景噪声进行分离。因此就不能将有用的编码信息提取出来。
发明内容
本发明的目的是提供一种RFID曼彻斯特编码提取方法，解决了现有RFID编码提取方法无法在噪声信号和编码信号强度接近的情况下，即信噪比很差的情况下无法将编码信号分离出来的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种RFID曼彻斯特编码提取方法，具体包括如下步骤：
步骤1，将RFID信息标签模块靠近RFID阅读器模块的感应区域，保证RFID阅读器模块建立的电磁场可以为RFID信息标签模块供电；
步骤2，RFID阅读器模块采用非接触感应方式读取RFID信息标签模块中的曼彻斯特编码信息；
步骤3，将步骤2读取到的包含曼彻斯特编码的模拟信号通过模拟放大电路进行模拟放大；
步骤4，将步骤3放大后的曼彻斯特模拟信号通过数模转换电路转换为数字信号，并将转换成的数字信号输入到MCU微处理器中；
步骤5，通过MCU微处理器将数字信号中的曼彻斯特编码进行分离；
步骤6，对经步骤5分离出来的曼彻斯特编码的高低电平变化进行分析，根据分析结果对曼彻斯特编码进行译码，从而完成对RFID信息标签模块身份信息的识别。
本发明的特点还在于，
步骤4的具体过程如下：
步骤4.1，将步骤3放大后的模拟信号通过数模转换电路进行周期性采样，并将采样结果转化为能够反应模拟信号电压高低变化的数字信号Si，其中，i＝1,2，……,N；N为采样次数；
步骤4.2，将步骤4.1经过数模转换后的数字信号Si输出MCU微处理器。
步骤5的具体过程如下：
MCU微处理器通过如下公式(1)对步骤4所得数字信号Si求平均值S-，并将各数字信号Si与S-进行逐一比较，根据比较结果将曼彻斯特编码分离出来，公式(1)如下所示：
S-＝(S1+S2+S3+...+SN)/N (1)。
步骤5中曼彻斯特编码分离过程如下：
当Si＞S-时，该信号为高电平，当Si＜S-时，该信号为高电平，当Si＝S-时忽略该信号。
步骤6的具体过程如下：
由于曼彻斯特编码中低电平到高电平为“1”，高电平到低电平为“0”，对步骤5的分离结果分析如下：
当Si>S-时为高电平，Si+1＜S-时为低电平，电平由高到低进行变化，对应编码为0；
当Si＜S-时为高电平，Si+1＞S-时为低电平，电平由低到高进行变化，对应编码为1；
在电平变化过程中，从曼彻斯特编码的数据流中提取出电平变化“10”和“01”信号，将“10”信号转换成普通的二进制编码“0”；将“01”信号转换成普通的二进制编码“1”。
本发明的有益效果是，在信号强度达不到公知的RFID曼彻斯特编码提取方法要求的信号强度下，通过数模转换，对包含曼彻斯特编码信息的模拟信号进行数字采样，然后通过数字解码的方式将编码信息和噪声进行分离，从而将有用的曼彻斯特编码信息提取出来。本发明只需要将RFID信息标签模块放置到RFID阅读模块可以提供其最低供电需求的情况下，即只需保证RFID信息标签可以工作并将其曼彻斯特编码信息发送到RFID阅读模块。即可完成整个读取，解码过程，大大提高了阅读器的灵敏度。
附图说明
图1本发明一种RFID曼彻斯特编码提取方法的流程图。
图中，1.RFID信息标签模块，2.RFID阅读器模块，3.模拟放大电路，4.数模转换电路，5.MCU微处理器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的实施例可以在RFID信息标签模块超过公知的RFID阅读器模块的感应距离外，仍然可以将RFID信息标签的曼彻斯特编码提取出来。
本发明一种RFID曼彻斯特编码提取方法，具体包括如下步骤：参见图1
步骤1，将RFID信息标签模块1靠近RFID阅读器模块2的感应区域，保证RFID阅读器模块2建立的RF电磁场可以为RFID信息标签模块1工作提供最低的供电需要，使RFID信息标签模块1可以工作并将曼彻斯特编码信号发送到RFID阅读器模块2。
步骤2，RFID阅读器模块2通过步骤1，用非接触感应方式读取RFID信息标签模块1的曼彻斯特编码信息。
步骤3，将步骤2读取到的包含曼彻斯特编码的模拟信号输出到后端的模拟放大电路3进行模拟放大。
步骤4，将步骤3放大后的曼彻斯特模拟信号通过数模转换电路4转换为数字信号，并将转换成的数字信号输入到MCU微处理器5中。
步骤4的具体过程如下：
步骤4.1，将步骤3放大后的模拟信号通过数模转换电路4进行周期性采样，并将采样结果转化为能够反应模拟信号电压高低变化的数字信号Si(i＝1,2，……,N)，N为采样次数；
步骤4.2，将步骤4.1经过数模转换后的数字信号Si输出到后端的MCU微处理器5。
步骤5，将步骤4转换后的数字信号，通过MCU微处理器5将数字信号中的曼彻斯特编码进行分离；
步骤5的具体过程如下：
MCU微处理器5通过如下公式(1)对步骤4所得数字信号Si求平均值S-，并将各数字信号Si与S-进行逐一比较，根据比较结果将曼彻斯特编码分离出来，公式(1)如下所示：
S-＝(S1+S2+S3+...+SN)/N (1)。
步骤5中曼彻斯特编码分离过程如下：
当Si＞S-时，该信号为高电平，当Si＜S-时，该信号为高电平，当Si＝S-时忽略该信号。
步骤6，将步骤5通过MCU微处理器5对分离出来的曼彻斯特编码的高低电平变化进一步进行解析，对曼彻斯特编码进行译码，从而完成对RFID信息标签模块身份信息的识别。
步骤6的具体过程如下：
由于曼彻斯特编码中低电平到高电平为“1”，高电平到低电平为“0”，对步骤5的分离结果分析如下：
当Si>S-时为高电平，Si+1＜S-时为低电平，电平由高到低进行变化，对应编码为0；
当Si＜S-时为低电平，Si+1＞S-时为高电平，电平由低到高进行变化，对应编码为1；
在电平变化过程中，从曼彻斯特编码的数据流中提取出电平变化“10”和“01”信号，将“10”信号转换成普通的二进制编码“0”；将“01”信号转换成普通的二进制编码“1”。
例如：如果最后得到的高低电平变化记录的结果是01 01 10 01 10，解码的结果为就是11010，曼彻斯特编码每一次高低电平的跳变，高变低，低变高都对应一位数据，因此10次跳变就对应5位数据，曼彻斯特编码最多只能出现连续两个1，或连续两个0，如果出现超过连续两个1“111…”或连续两个0，“000…”，则为错误编码，错误编码将会被舍弃。
采用本发明的RFID曼彻斯特编码提取方法，只需要将RFID信息标签模块放置到RFID阅读模块可以提供其最低供电需求的情况下，即只需保证RFID信息标签可以工作并将其曼彻斯特编码信息发送到RFID阅读模块，就可对RFID信息标签模块的曼彻斯特编码进行提取。
Claims (5)
1.一种RFID曼彻斯特编码提取方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，将RFID信息标签模块靠近RFID阅读器模块的感应区域，保证RFID阅读器模块建立的电磁场可以为RFID信息标签模块供电；
步骤2，RFID阅读器模块采用非接触感应方式读取RFID信息标签模块中的曼彻斯特编码信息；
步骤3，将步骤2读取到的包含曼彻斯特编码的模拟信号通过模拟放大电路进行模拟放大；
步骤4，将步骤3放大后的曼彻斯特模拟信号通过数模转换电路转换为数字信号，并将转换成的数字信号输入到MCU微处理器中；
步骤5，通过MCU微处理器将数字信号中的曼彻斯特编码进行分离；
步骤6，对经步骤5分离出来的曼彻斯特编码的高低电平变化进行分析，根据分析结果对曼彻斯特编码进行译码，从而完成对RFID信息标签模块身份信息的识别。
2.根据权利要求1所述的一种RFID曼彻斯特编码提取方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程如下：
步骤4.1，将步骤3放大后的模拟信号通过数模转换电路进行周期性采样，并将采样结果转化为能够反应模拟信号电压高低变化的数字信号Si，其中，i＝1,2，……,N；N为采样次数；
步骤4.2，将步骤4.1经过数模转换后的数字信号Si输出MCU微处理器。
3.根据权利要求2所述的一种RFID曼彻斯特编码提取方法，其特征在于：
所述步骤5的具体过程如下：MCU微处理器通过如下公式(1)对步骤4所得数字信号Si求平均值S-，并将各数字信号Si与S-进行逐一比较，根据比较结果将曼彻斯特编码分离出来，公式(1)如下所示：
S-＝(S1+S2+S3+...+SN)/N (1)。
4.根据权利要求3所述的一种RFID曼彻斯特编码提取方法，其特征在于：所述步骤5中曼彻斯特编码分离过程如下：
当Si＞S-时，该信号为高电平，当Si＜S-时，该信号为高电平，当Si＝S-时忽略该信号。
5.根据权利要求4所述的一种RFID曼彻斯特编码提取方法，其特征在于：
所述步骤6的具体过程如下：
由于曼彻斯特编码中低电平到高电平为“1”，高电平到低电平为“0”，对步骤5的分离结果分析如下：
当Si>S-时为高电平，Si+1＜S-时为低电平，电平由高到低进行变化，对应编码为0；
当Si＜S-时为高电平，Si+1＞S-时为低电平，电平由低到高进行变化，对应编码为1；
在电平变化过程中，从曼彻斯特编码的数据流中提取出电平变化“10”和“01”信号，将“10”信号转换成普通的二进制编码“0”；将“01”信号转换成普通的二进制编码“1”。
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