[发明专利]一种基于FPGA的近场RFID读卡方法和读卡系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的近场RFID读卡方法，用于RFID读卡设备激活电子标签，并接收电子标签回复的响应信号，其特征在于，所述近场RFID读卡方法具体包括如下步骤：

步骤一：RFID读卡设备通过天线向近场发射激励信号；

步骤二：电子标签接收到所述激励信号被激活后向近场发送响应信号；

步骤三：所述响应信号经过放大器、滤波器后输入到可编程逻辑门阵列芯片FPGA，所述可编程逻辑门阵列芯片FPGA通过其内部的ADC模块对响应信号进行采样，得到采样信号；

步骤四：所述可编程逻辑门阵列芯片FPGA对所述采样信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字元信号；

步骤五：所述可编程逻辑门阵列芯片FPGA同时对所述数字元信号进行偏移补码，通过数值偏移算法把数字信号转换为双极性的数字信号；

步骤六：根据数字信号的速率选取适当的积分周期，根据积分周期对数据进行多个连续的超前积分和滞后积分，根据不同时钟的相同时间间隔下的积分差值，判断数字信号的过零点；

步骤七：根据数字信号的过零点生成数据的有效码元，再根据编码规则对码元进行解码，并把解码后的数据存入到存储器RAM里；解码结束后向微处理器MCU发送中断请求，微处理器MCU读取存储器RAM里面的数据。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的近场RFID读卡方法，其特征在于，在步骤一中，还对激励信号通过滤波器、混频器、放大器进行滤波、混频和放大，处理后并输送到天线。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的近场RFID读卡方法，其特征在于，步骤三中还包括，用混频器对响应信号进行相干解调，解调基带信号，并用放大器对响应信号进行放大，用滤波器对响应信号进行滤波，处理后输入可编程逻辑门阵列芯片FPGA。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的近场RFID读卡方法，其特征在于，步骤三中响应信号经过滤波、放大、采样后，存入存储器RAM。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的近场RFID读卡方法，其特征在于，步骤七中还对每一个输入码元的极性进行判断，并输出待解码数据。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的近场RFID读卡方法，其特征在于，微处理器MCU接收中断信号，判断解码是否正确及中间过程有无异常，读取随机存取存储器RAM里面的数据。

7.一种基于FPGA的近场RFID读卡系统，所述近场RFID读卡系统用于将射频信号输送到天线，激活电子标签，通过天线把激励信号发送给电子标签，电子标签被激活后回复响应信号，其特征在于，在所述近场RFID读卡系统中包括微处理器MCU和可编程逻辑门阵列芯片FPGA，其中所述近场RFID读卡系统包括带通滤波器模块、解码模块、模数转换模块和偏移补码模块，所述可编程逻辑门阵列芯片FPGA和与微处理器MCU之间通过系统总线电连接，其中：

模数转换模块用于对响应信号进行采样和进行模数转换，并将输出的数据发送到所述偏移补码模块；

偏移补码模块，通过数值偏移算法把单极性的采样数据转换为双极性的补码数据；

带通滤波器模块，用于对响应信号进行滤波，用于对特定频率中的频点或该频点以外的频率进行滤除，得到一个特定频率的信号或消除一个特定频率的信号；

解码模块，用于对响应信号进行解码，解码后的数据存入随机存取存储器RAM，供微处理器MCU进行读取。

8.根据权利要求7所述的基于FPGA的近场RFID读卡系统，其特征在于，所述可编程逻辑门阵列芯片FPGA设置有模数转换模块的专用I/O接口组，所述模数转换模块集成于微处理器MCU内部。

9.根据权利要求7所述的基于FPGA的近场RFID读卡系统，其特征在于，所述读卡系统中还包括混频器，用于将频率较高的射频输入信号变换为频率较低的中低频信号，或将频率较低的射频输入信号变换为频率较高的高频信号。

10.根据权利要求7所述的基于FPGA的近场RFID读卡系统，其特征在于，所述读卡系统中还包括锁相环，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。