嵌入式系统的RFID读卡器和无源标签设计
由于在一阶微分方程式中，Rchip、Cant、Rant可以忽略不计。因此，M24LR64存储芯片和天线等效于谐振频率为13．56 MHz的LC振荡回路，满足：
其中f=13．56 MHz，Ctun=28．5 pF，可以计算出一个M24LR64时所需天线电感。由于采用3个M24LR64并联，总电容为单个M24LR64的3倍。求得设计标签所需的天线电感：
代入数据，可得所设计标签的理想天线电感Lant=1 611．22 nH。
设计天线形状为正方环形天线，如图6所示。
正方环形天线的电感满足以下经验公式：
其中，μ0=4π×10-7H／m，K1=2．34，K2=2．75，dout和din分别表示外径和内径，N为匝数。采用Grover算法，计算所设计天线实际电感Lant'，即：
其中，L是每条线段的自感，s是线段数量为24，M是天线每段之间的互感。可得所设计标签天线的电感实际值：Lant'=1 611．39 nH和理想天线电感Lant=1 611．22 nH误差：
可见误差极小，精确度极高，可以满足需求。
3 系统测试
本文设计标签实物图如图7所示，右上方为3个M24LR64，右下方为I2C总线接口。在上位机对嵌入式RFID读卡器进行标签信息读写，结果测试图如图8(a)所示，其中显示的为每个M24LR64的唯一标识号，即UID号；如图8(b)所示，可以向标签中任意存储空间写入数据并读出。由此可见，能够成功地对3个M24LR64进行读写操作，没有遮挡物的读写距离为6．8 cm，实现了大容量标签的设计。同时，I2C总线接口的测试显示，本文设计的嵌入式RFID读卡器能够对其进行有线读写。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201610/306023.htm
实验室环境下，标签和读卡器之间相隔玻璃瓶、木桌、塑料制品，标签能够稳定读取三个芯片的概率约为99％，稳定读取距离至少为5 cm。由此可见，该读卡器和标签在有一般遮挡物时，在稳定读取和读写距离方面均满足一般需要。
结语
本文详细介绍了基于STM32103VET6微处理器，配合CR95HF射频芯片的嵌入式RFID读卡器设计。同时，设计了一款与读卡器匹配，存储容量可达24 KB的无源RFID标签。经实际测试，设计的标签能与读卡器进行准确的无线读写，并能通过I2C总线接口连接到微处理器实现有线通信，具有功耗低、便携等特点。本设计应用范围广，尤其适用于数据量大、传输速度相对较高的移动应用的场合。
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