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1、通信數(shù)據(jù)的采集一直以來(lái)都是信號(hào)與信息處理的重要組成部分,而NFC則是目前應(yīng)用最為廣泛的非接觸式通信方式。很多情況下,研究人員需要對(duì)NFC通信過(guò)程的通信數(shù)據(jù)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。比較傳統(tǒng)的方法為通過(guò)示波器將NFC通信信號(hào)采集下來(lái),再對(duì)照相應(yīng)的NFC通信協(xié)議,從而得到通信過(guò)程的數(shù)據(jù)信息。但是NFC通信協(xié)議較為復(fù)雜且通信數(shù)據(jù)較多,這使得這種傳統(tǒng)方法效率低且容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。所以需要有一種效率高且準(zhǔn)確的方法對(duì) NFC數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。FPGA有處理速度快、
2、設(shè)計(jì)驗(yàn)證方法和配置靈活等優(yōu)點(diǎn),常運(yùn)用在圖像處理與信號(hào)處理中,所以本文提出設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于FPGA的NFC通信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。然而對(duì)于NFC的通信信號(hào),無(wú)法直接運(yùn)用FPGA對(duì)其進(jìn)行解碼處理,基于此,本文采用先對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào),然后再進(jìn)行解碼的方案,最后得到通信過(guò)程中的數(shù)據(jù)。
信號(hào)解調(diào)電路采用硬件PCB電路輔以FPGA控制模塊的方法實(shí)現(xiàn),信號(hào)解調(diào)電路的目的是將NFC的原始通信信號(hào)轉(zhuǎn)化為可以運(yùn)用FPGA進(jìn)行解碼的數(shù)字信號(hào)。由于不同的N
3、FC芯片以及不同的通信距離都會(huì)造成通信信號(hào)強(qiáng)度的差異,所以本文設(shè)計(jì)了AGC電路對(duì)信號(hào)增益進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控,該AGC電路由ADC、數(shù)字電位器、壓控放大器以及基于FPGA的數(shù)字邏輯電路控制模塊組成,使得該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適用于不同信號(hào)強(qiáng)度NFC。
數(shù)據(jù)解碼電路則主要為基于FPGA的數(shù)字邏輯電路,該電路的目的在于將解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號(hào)解碼后得到所需要的通信數(shù)據(jù)。由于讀寫器發(fā)送到標(biāo)簽數(shù)據(jù)的編碼方式和標(biāo)簽發(fā)送到讀寫器數(shù)據(jù)的編碼方式有很大的差異,所以
4、本文針對(duì)兩種數(shù)據(jù)分別設(shè)計(jì)解碼電路,最后輸出到計(jì)算機(jī)的過(guò)程中將這兩種數(shù)據(jù)區(qū)分開(kāi)。
整個(gè)系統(tǒng)的硬件組成包括FPGA核心板、外掛的解調(diào)電路PCB小板以及獲取通信信號(hào)的感應(yīng)天線。核心控制芯片為FPGA,本文中所采用的FPGA芯片為XINLIN公司的Spartan系列芯片。最終,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的NFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能對(duì)ISO15693協(xié)議下的NFC通信數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的采集并以波特率為115200Kbit/s傳輸?shù)接?jì)算機(jī),數(shù)據(jù)采集的錯(cuò)誤率小于0.1
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