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摘要：针对超高频(UHF)读卡器在实际应用中容易出现盲区而无法顺利读取标签的情况，提出了应用于UHF读写器的数字跳频技术方案。通过上位机软件发送数字跳频参数给FPGA，FPGA根据得到的参数对集成锁相环芯片Si4133、功率放大器RF2173及外设进行配置，得到数字跳频的栽波信号。测试结果证明，该方案应用于UHF读卡器项目中，能顺利读到标签。
关键词：UHF读写器；RFID；数字跳频；频率合成
引言
RFID技术的发展为物联网的广泛应用提供了技术支持，超高频(UHF)读写器凭借读取距离远、速度快的特点，未来必将在各个行业得到广泛的应用。目前，国内的大部分UHF读写器都是基于单频点或者频带较窄，在读取标签的过程中容易出现盲区，导致无法顺利读取标签。
本文提出了一种基于FPGA的数字跳频技术，通过上位机设置中心频点和跳频步进，利用FPGA对集成锁相环芯片进行配置，得到期望的频率，实现跳频读取标签，从而解决了实际情况中的盲区问题。
1 总体框架
UHF读写器总体设计框图如图1所示。主控芯片采用Altera公司的Cyclone III系列FPGA芯片EP3C25Q240C8。该芯片有24 624个LE、149个用户I／O口、608 256位存储器、4个锁相环；外部接口多，资源丰富，非常适合在早期研发阶段扩展各种功能。
FPGA外扩512MB SRAM和64 MB NOR Flash存储器，能够实现SOPC设计、操作系统移植、读写器扩展的功能(比如网络接入能力)；有USB外设，方便数据的USB传输；利用串口转USB芯片CP2102，可方便上位机软件实现对硬件的配置参数进行控制。
FPGA从上位机发送的命令码中解码出各种配置参数，完成射频发射电路中Si4133中心频率以及跳频步进的设置，对功率放大器芯片RF21 73的工作模式进行选择，实现EPC GEN2协议规定的与标签交互命令的PIE编码和FM0，Miller 2、4、8解码，将读取到的标签EPC通过串口发送给上位机软件，实现人机交互。
2 锁相环芯片Si4133工作原理
Si4133是Silicon Laboratories公司推出的一款应用于GSM和GPRS无线通信的芯片，内部含有集成压控振荡器的多边带射频频率合成器。其内部框图如图2所示。
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