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超高频射频识别系统读写器设计方案

引言：
超高频射频识别（RFID）系统是一种应用广泛的技术，根据工作频段的不同，可以分为低频、高频、超高频和微波等几类。超高频RFID系统具有操作距离远、通讯速度快、成本低、尺寸小等优点，更适合物流、供应链领域的应用，也为实现物联网提供了可能。本文介绍了超高频RFID电子标签的特点、结构、工作原理及读写方法，并提出了相应的读写器设计方案。

标签工作原理及特性：
RFID系统由读写器、标签和天线组成。本文采用符合ISO18000-4和ISO18000-6标准的UCODEHSL标签，它无电源，靠读写器的射频场获得能源，采用负载调制方式，工作频段为超高频或2.45GHz。标签通过偶极子天线获得能量，并由芯片控制接收、发送数据。

标签的读写：
读写器通过RS232接口远程控制，通过天线发送射频命令实现对标签的操作，并接收标签返回的数据。标签内置2048bit的EEPROM，分成64块，其中8byte为ID存储空间，216byte为用户存储空间。标签的读写命令格式包括帧头探测段、帧头、开始符和CRC编码。

防冲突机制：
标签进入读写器的射频场后，从无电状态进入准备状态。读写器通过组选择和取消选择命令来选择处于准备状态的标签，进行冲突判断。标签内部有计数器和随机数发生器，用于解决冲突判断问题。被选中的标签发送UID，如果有多个标签发送，则读写器发送失败命令。标签根据接收到的命令进行计数器加减和随机数生成，最终确定唯一的标签进行数据交换。

系统硬件构成：
本系统采用W77E58单片机作为主控模块，与发射模块、接收模块和串口通信模块共同构成射频标签的读写系统。W77E58是一款高速、高集成、增强型内核为8051的高性能单片机，具有32kbit的可重复编程的FlashEPROM和1kbit的内部SRAM。主控模块通过串口通信与PC机进行远程控制。

该读写器具有读写速度快（单个标签64bit/6ms）、识别率高和识别距离远（≥4m）的特点，适用于物流、供应链等领域的应用。

以上是超高频射频识别系统读写器的设计方案，通过合理的硬件设计和软件程序流程，实现了高效、稳定的读写功能。该方案符合ISO1800026标准，能够满足物联网应用的需求。