無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）是利用感應、電磁場或電磁波為傳輸手段，完成非接觸式雙向通信、獲取相關數據的一種自動識別技術。該技術完成識別工作時無須人工干預，易于實現自動化且不易損壞，可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡，操作快捷方便，已經得到了廣泛的應用。

目前存在的一些讀卡器，都需要讀卡芯片作為基站，成本較高。本文介紹了一種采用分立元件構成的125kHzRFID閱讀器，電路結構簡單，成本極低，用于讀取EM4100型ID卡。

1、RFID系統的分類

RFID系統的分類方法有很多，在通常應用中都是根據頻率來分，根據不同的工作頻率，可將其分為以下四種：

（1）低頻（120～135kHz）。該頻段具有很強的場穿透性，使用不受限制，性能不受環境影響，價格低廉，最大識別距離一般小于60cm，主要應用于門禁、“一卡通”消費管理、車輛管理等系統;

（2）高頻（10～15MHz）。該頻段與低頻相比，具有防沖撞、能同時識別多個標簽的優點，但其性能受環境影響，識別距離一般小于100cm，主要應用于圖書管理、物流等系統;

（3）超高頻（850～960MHz）。該頻段較高頻相比，具有可實現長距離識別的的優點，最大識別距離可達10m，但其性能受環境影響較大，價格也較貴，主要應用于鐵路車輛識別、集裝箱識別等系統;

（4）微波（2.45～5.8GHz）。該頻段可實現遠距離識別，識別距離可達100m，但其價格也最貴，主要應用于智能交通系統中。

2、RFID系統的組成

射頻識別系統一般由閱讀器、電子標簽、天線三部分組成。

（1）閱讀器：讀取或讀/寫電子標簽信息的設備，主要任務是控制射頻模塊向標簽發射讀取信號，并接收標簽的應答，對標簽的標識信息進行解碼，將標識信息連帶標簽上其他相關信息傳輸到主機以供處理。一臺典型的閱讀器包含有高頻模塊（發送器和接收器）、控制單元以及與應答器連接的耦合元件。此外，許多閱讀器還有附加的接口（RS232，RS485等），以便將所獲得的數據傳輸給另外的系統（如個人計算機）。

（2）電子標簽（應答器）：由芯片及內置天線組成，芯片內保存有一定格式的電子數據，放在被識別物體上，作為待識別物品的標識性信息，它是射頻識別系統真正的數據載體，內置天線用于和射頻天線間進行通信。通常，應答器沒有自己的供電電源，只有在閱讀器的響應范圍以內，應答器才是有源的。應答器工作所需的能量，是通過耦合單元（非接觸的）傳輸給應答器的。

（3）天線：標簽與閱讀器之間數據傳輸的載體。

3、EM4100數據編碼方式

EM4100采用曼徹斯特編碼，如圖4所示：位數據“1”對應著電平下跳，位數據“0”對應著電平上跳。在一串數據傳送的數據序列中，兩個相鄰的位數據傳送跳變時間間隔應為1P。若相鄰的位數據極性相同（相鄰兩位均為“O”或“1”），則在兩次位數據傳送的電平跳變之間，有一次非數據傳送的、預備性的（電平）“空跳”。電平的上跳、下跳和空跳是確定位數據傳送特征的判據。在曼徹斯*調制方式下，M4100每傳送一位數據的時間是64個振蕩周期，其值由RF/n決定。若載波頻率為125kHz，則每傳送一位的時間為振蕩周期的64分頻，即位傳送時間為：1P=64/125kHz=512μs，則半個周期的時間為256μs。

4、解碼軟件設計

ATmega8單片機T/C1的輸入捕捉功能是AVR定時/計數器的一個非常有特點的功能，T/C1的輸入捕捉單元可用于精確捕捉一個外部事件的發生，記錄事件發生的時間印記。當一個輸入捕捉事件發生時，T/C1的計數器TCNTl中的計數值被寫入輸入捕捉寄存器ICRl中，并置位輸入捕獲標志位ICFl，產生中斷申請。可通過設置寄存器TCCRlB的第6位ICESl來設定輸入捕捉信號觸發方式。本系統利用單片機的輸入捕捉功能進行解碼。