基于ISO 11784／5的动物识别标签设计

作者：时间：2009-09-14 来源：网络收藏

典型工作模式原理如图1所示。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/188647.htm

4 射频读写卡片EM4205介绍
4．1 基本说明
EM Microelectronic的低频率RFID IC EM4205用来满足动物识别、废料管理、工业的物流管理和存取控制应用等领域的特定需求。这个符合ISO11784／11785的应答器芯片(transponder chip)可满足目前及未来家畜(1ive―stock)需用，提供高质量的读取范围。
EM4205特别适于低成本的动物标签应用，并符合ISO11784／11785标准，有助于产品的一致性和设备的互通性。对大多数的动物识别应用而言，ISO的数据完整性是很重要的。EM4205／4305可避免数据发生未授权的修改，也可避免在生产流程中因UV光线所造成的数据损失。另外，使用者可通过编程(user―programmable)内存来记录特定应用的信息，如药品的编码、日期或与拥有者相关的数据。内存可由密码来保护，以达到完整性及保密的目的。
EM4205为了满足一些特殊应用，如玻璃管转换器(glass tube transponder)，采用了最小的尺寸，以便将对电子产品的影响减到最小。
4．2 工作原理
EM4205通过外部线圈及内部集成的电容一起组成谐振电路，从连续的125 kHz磁场中获取能量启动。芯片从内部的EEPROM中读出数据，并通过与线圈并联的负载的开断产生深幅调制，将数据发送出去。通过对125kHz磁场的100％幅度调制，可以执行各种命令并更新EEPROM中的数据。
EM4205／4305支持几种Bi―phase和Manchester，操作模式(配置选项)存储在EEPROM的配置字中。所有EEPROM字可以通过设置锁位进行保护。芯片还包括一个可编程的32位的UID(Unique Identification)。
4．3 特点
◆512位EEPROM，16字×32位分布；
◆32位UID(唯一识别码)；
◆兼容ISO11784／11785协议；
◆32位口令读和写保护；
◆可使EEPROM字进入只读锁定状态；
◆2种编码方式(曼彻斯特、Bi―phase)；
◆多种数据传输率(8、16、32、64个RF时钟)；
◆具有读卡器先问询的特点；
◆频率范围为100～150 kHz；
◆芯片自带整流器和电压钳位；
◆无需外部电容(电压保持)；
◆温度范围为一45℃～+85℃；
◆非常低的功率消耗；
◆加大的焊点(200μm×400μm)允许直接连接天线(EM4305)；
◆EM4205：2个谐振电容210 pF或250 pF(mask版本可选)；
◆EM4305：3个谐振电容210 pF或250 pF或330pF(mask版本可选)；
◆协议和EM4469／4569兼容；
◆双缓冲保护字。
4．4 EEPROM组成
字14和15用于保护字O和13免于被误操作。
EEPROM的512位有16个字，每个字由32位组成。EEPROM字的编号为O～15，在字中的位编号为O～31位，LSB优先的原则(即先发送LSB)。
EEPROM字中的32位通过一个写的命令进行编程。开始2个字，代表工厂芯片类型、谐振电容大小及UID号码，且可以由用户自行编程。它们不能作为默认的信息，但可以存储一些有用的信息只允许读命令访问。(通过写保护)
字2是32位的密码。
字3是自由读写。和O、1一样，它们可以存储一些有用的信息，只允许读命令访问。
字4是配置字，决定设备操作模式等选项。
字5～13是自由读写的数据块(288位)，可以作为默认信息的一部分。
字14、15是保护字，用来防止写命令对字0～13的修改。

5 用EM4205制作动物识别卡
第1步：设计EM4205配置字。
对于符合ISO11784／5的FDX―B模式，EM4205应该配置为：
◆Bi―phase
◆RF／32
◆返回4 BLOCK 16字节(128位)ISO11784／5的有效数据，则BLOCK4为00020C8F。
第2步：计算8字节64位的有效数据。
参考动物识别卡片数据发送表以及说明。
◆将十进制的National ID转化为38位的二进制数，最低位对应于标签结构中的第64位。
◆将十进制的Country ID转化为10位的二进制数，加入到38位National ID之前。
◆加入1位DATA BLOCK。
◆加入14位Reserved位O。
◆加入1位Animal FLAG。
上述5项组成64位二进制数据。
第3步：计算2字节CRC。
根据上文的CRC计算例程，计算64位(8字节)数据的2字节CRC校验字节。
第4步：组成16字节的动物标签最终数据。
以发送的顺序组成16字节(128位)的数据。
◆加入000000001。
◆加入8字节有效，然后再加入2字节CRC校验数据，每个字节后面跟1个1。
◆加入3字节空数据，每个字节后面跟1个1。
第5步：16字节数据写入卡片。
由于每个BLOCK(32位)的发送顺序为位O一位31，将16个字节放入4个BLOCK中的时候要作如下处理：
第1个BLOCK：BYTE4+BYTE3+BYTE2+BYTEl。
第2个BLOCK：BYTE8+BYTE7+BYTE6+BYTE5。
第3个BLOCK：BYTEl2+BYTEll+BYTElO+BYTE9。
第4个BLOCK：BYTEl6+BYTEl5+BYTEl4+BYTEl3。
至此，由EM4205卡编写而成的ISO11784／5动物识别卡制作完成。