Введение

Системы радиочастотной идентификации (RFID) используют радиоволны для распознавания, обнаружения и выслеживания людей, имущества и животных. Пассивные системы RFID состоят из трех частей - ридер, пассивный ярлык, и ведущий компьютер. Ярлык состоит из антенной катушки и интегральной микросхемы, которая содержит схему простейшей модуляции и энергонезависимую память. Ярлык питается энергией переменного электромагнитного поля (радиоволны), создаваемого ридером. Этот радиосигнал называется транспортным сигналом. Когда радиочастотное поле пронизывает катушку антенны, в ней образуется переменный ток. Этот эффект и используется для питания ярлыка. Информация, записанная в ярлыке, передается ридеру.

Ридер

Обычно ридер представляет из себя устройство, основанное на микроконтроллере, содержащее передающую антенную кадушку, блок определения уровня волны (peak detector), компараторы, и устройство для передачи энергии ярлыку и чтения информации из него с помощью детектирования изменения поля: backscatter modulation.

Ярлык

Устройство RFID содержит интегральную микросхему памяти (обычно со встроенным выпрямительным мостом и всякими радиочастотными front-end устройствами), мотанную или штампованную катушку ввода вывода, и (на низких частотах) настроечный конденсатор.

Связь

Радиочастотная синусоидальная волна генерируется ридером для передачи энергии ярлыку и получения данных от него. Мы рассматриваем частоты 145 кГц и 13.56 мГц. На более высоких частотах тоже есть системы RFID, но методы связи несколько другие. Например, на частоте 2.45 гГц используется настоящая радиосвязь. На частотах 145 кГц и 13.56 мГц используется электромагнитная связь, как в трансформаторах.

Модуляция

Периодические колебания силы электромагнитного поля используются для передачи данных от ярлыка к ридеру. В системе только один передатчик в полном смысле этого слова - ридер. Электромагнитное поле создаваемое ридером имеет три назначения:

1. Питание ярлыка. Пассивные ярлыки не имеют батареи или другого источника энергии. Они запитываются от электромагнитного поля.
2. Предоставление ярлыку источника тактирования. Большинство ярлыков делят частоту связи для внутреннего тактирования различных модулей, счетчиков и т.п., отсчета при передаче ридеру бита. Некоторые ярлыки имеют встроенный генератор тактирования.
3. Использование в качестве среды передачи данных от ярлыка. Ридер следит за уровнем излучаемого поля, изменением которого передаются данные.

Реальное устройство

Как-то давно я купил в "Тритоне" ридер. Вот, что было написано в рекламке: Фирма ASCON производит гибридные ридеры кода бесконтактных трансподеров, с помощью которых можно очень легко и быстро изготовить устройство бесконтактной идентификации (контроль доступа, учет времени работы и т.д.). Ридер содержит встроенный микроконтроллер, который фильтрует и раскодирует данные с эфира и выводит готовый код трансподера. Разнообразие форматов выходных данных дает возможность легко сопрягать ридер с разными микропроцессорными системами.

Основные технические данные:

Питание: 5В/35мА.
Радиус действия: около 15 см.
Температурный режим: -20..+50 С.
Кварцевая стабилизация эмитируемого поля: 125 кГц.
Формат выходных данных выборочно: I2C, SPI, RS2400, LEVEL+STROBE, PWM, либо другой.
Эмуляция таблетки DALLAS DS1990A.
Ридер выполнен в нескольких различных версиях, с разными габаритами и радиусом действия.

Пример использования

Напишем программу для PICmicro с использованием процедур Microlan, подключим ридер: контакт эмуляции таблетки DS1990A к пину RA4 контроллера, общий, питание. А если купить замок или защелку с электроприводом, поставить на плату мощный МОП-транзистор (оптореле), и немного подкорректировать программу, то получится электронный замок! Перед установкой на дверь хорошенько протестируйте свое устройство :-)