CN116232386A - 一种基于rfid车载数据通信系统 - Google Patents

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方国震
李胜军
史寒冰
李金亮
孙乐
何娜
刘倩
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Abstract

本发明涉及一种基于RFID车载数据通信系统，解决了用户使用过程中的接线、抗干扰等难题，包括电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路，电源电路负责将接口电压转换为整个电路所需的5V电压和3.3V电压；接口转换电路负责将RFID射频控制接口转换为LPC总线接口；RFID射频控制电路负责将RFID射频控制接口收发的数据进行编码和译码，并将处理好的数据发送到天线电路以及接收天线数据，电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路等四部分主体电路共同构成了RFID射频总线通信板卡。本发明RFID射频总线通信板卡采用简单易用的LPC接口，板卡控制软件基于Linux平台开发，适用与工业控制领域的使用环境，结构紧凑、占用空间小、成本低廉。

Description

一种基于RFID车载数据通信系统
技术领域
本发明涉及一种基于RFID车载数据通信系统。
背景技术
目前，车载RFID数据通信产品多采用专门定制的功能电路，其系统往往包含用户需求的其他的功能设计，冗余庞大，不具备通适性；其接口大多采用PC104、PXI和高速串行总线等总线架构，其中，PC104总线和PXI总线信号线缆个数较多，速度相对RFID有较大冗余，不仅造成资源浪费，还给产品使用上带来很大不便，而高速串行总线接口实现复杂，且在传输过程中存在着干扰的问题。
发明内容
本发明目的是在于提供一种使用便捷、可靠性高的RFID数据通信产品，其使用LPC总线作为外部接口，仅使用8根信号线缆就可以实现RFID射频传输的全部功能。这样不仅解决了用户使用过程中的接线、抗干扰等难题，减少资源浪费，而且使产品的可靠性得到了有效的保障。
本发明是由以下技术方案实现的：
一种基于RFID车载数据通信系统，包括电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路，电源电路负责将接口电压转换为整个电路所需的5V电压和3.3V电压；接口转换电路负责将RFID射频控制接口转换为LPC总线接口；RFID射频控制电路负责将RFID射频控制接口收发的数据进行编码和译码，并将处理好的数据发送到天线电路以及接收天线数据，电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路等四部分主体电路共同构成了RFID射频总线通信板卡；
电源电路采用了AMS1117-3.3V线性稳压电源进行电压变换；
接口转换电路功能主要由FPGA完成，进线分为一路RFID射频控制器的接口总线，其数据信号、地址信号和操作方式信号分别连接，经过FPGA处理，转换为8线制LPC总线与用户LPC总线连接；
RFID射频控制电路由主控芯片FM1702控制，FM1702为主控芯片，FMA0～FMA1为地址线，FMD0～FMD7为数据线，FM-IRQ为中断线，三种信号均连接至接口转换电路I/O控制及中断处理单元进行逻辑处理；FM-CS、FM-WR、FM-RD、FM-ALE、FM-RST为控制线，连接接口转换电路RFID射频控制单元进行功能切换与控制指令输出，TX1、TX2、RX为模拟信号输出，连接至天线电路进行射频收发；
天线电路中，其中L1、R2、C1、C2为发射通道1匹配电路，L2、R3、C3、C4为发射通道2匹配电路，R1为接收通道匹配电阻，电路阻容值通过计算和模拟调整得出。
本发明RFID射频总线通信板卡采用简单易用的LPC接口，只需8根信号线就可以通过接口转换电路和RFID射频控制电路，其最高理论传输速度达16MB/s，同时板卡还支持中断输出，使得CPU能够及时处理大量的总线数据；板卡控制软件基于Linux平台开发，适用与工业控制领域的使用环境。本发明RFID射频通信板卡结构紧凑、占用空间小、成本低廉。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是本发明FPGA译码功能模块图；
图3是本发明RFID射频控制电路图；
图4是本发明天线电路图。
具体实施方式
本发明是一种基于RFID车载数据通信系统，整个电路有多个功能模块组成，包括电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路等。其中电源电路负责将接口电压转换为整个电路所需的5V电压和3.3V电压；接口转换电路负责将RFID射频控制接口转换为LPC总线接口；RFID射频控制电路负责将RFID射频控制接口收发的数据进行编码和译码，并将处理好的数据发送到天线电路以及接收天线数据。接口转换电路是本次设计的重点，其采用FPGA(EPM7256AETI100)译码实现接口转换和控制的实现。
由附图1可见，电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路等四部分主体电路共同构成了RFID射频总线通信板卡。其中电源电路采用了AMS1117-3.3V线性稳压电源进行电压变换；接口转换电路功能主要由FPGA完成，进线分为一路RFID射频控制器的接口总线，其数据信号、地址信号和操作方式信号等分别连接，经过FPGA处理，转换为8线制LPC总线(分别为LAD[3:0]、LFRAME、LRESET、LCLK和SERIRQ线)与用户LPC总线连接，FPGA译码功能模块图如图2所示。
RFID射频控制电路由主控芯片FM1702控制，其配置电路如图3所示，FM1702为主控芯片，FMA0～FMA1为地址线，FMD0～FMD7为数据线，FM-IRQ为中断线，三种信号均连接至接口转换电路I/O控制及中断处理单元进行逻辑处理；FM-CS、FM-WR、FM-RD、FM-ALE、FM-RST为控制线，连接接口转换电路RFID射频控制单元进行功能切换与控制指令输出，TX1、TX2、RX为模拟信号输出，连接至天线电路进行射频收发；图4为天线电路，其中L1、R2、C1、C2为发射通道1匹配电路，L2、R3、C3、C4为发射通道2匹配电路，R1为接收通道匹配电阻，通过计算和模拟调整，得出最佳的匹配电路阻容值。
本发明通过设计出一个全新的RFID射频总线通信板卡，并通过FPGA将板卡对外接口转换为简单易用的LPC总线，方便用户调用。RFID射频总线通信板卡采用简单易用的LPC接口，只需8根信号线就可以通过接口转换电路和RFID射频控制电路，其最高理论传输速度达16MB/s，同时板卡还支持中断输出，使得CPU能够及时处理大量的总线数据；板卡控制软件基于Linux平台开发，适用与工业控制领域的使用环境。本发明RFID射频通信板卡结构紧凑、占用空间小、成本低廉。

Claims (2)

1.一种基于RFID车载数据通信系统，其特征是：包括电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路，电源电路负责将接口电压转换为整个电路所需的5V电压和3.3V电压；接口转换电路负责将RFID射频控制接口转换为LPC总线接口；RFID射频控制电路负责将RFID射频控制接口收发的数据进行编码和译码，并将处理好的数据发送到天线电路以及接收天线数据，电源电路、接口转换电路、RFID射频控制电路和天线电路等四部分主体电路共同构成了RFID射频总线通信板卡；
电源电路采用了AMS1117-3.3V线性稳压电源进行电压变换；
接口转换电路功能主要由FPGA完成，进线分为一路RFID射频控制器的接口总线，其数据信号、地址信号和操作方式信号分别连接，经过FPGA处理，转换为8线制LPC总线与用户LPC总线连接；
RFID射频控制电路由主控芯片FM1702控制，FM1702为主控芯片，FMA0～FMA1为地址线，FMD0～FMD7为数据线，FM-IRQ为中断线，三种信号均连接至接口转换电路I/O控制及中断处理单元进行逻辑处理；FM-CS、FM-WR、FM-RD、FM-ALE、FM-RST为控制线，连接接口转换电路RFID射频控制单元进行功能切换与控制指令输出，TX1、TX2、RX为模拟信号输出，连接至天线电路进行射频收发；
天线电路中，其中L1、R2、C1、C2为发射通道1匹配电路，L2、R3、C3、C4为发射通道2匹配电路，R1为接收通道匹配电阻，电路阻容值通过计算和模拟调整得出。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID车载数据通信系统，其特征是：接口电路FPGA采用EPM7256AETI100。
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