射频技术的无线识别系统设计方案

PAGEPAGE7/7O引言射频象并获取相关数据。射频识别工作无须人工干预、非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用。目前，射频识别技术在国外发展非常迅速，产品种类繁多，已广泛用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，如汽车、火车等交通监控；高速公路自动收费系统；停车场管理系统；物品管理；仓储管理：车辆防盗等。由于我国射频识别技术起步较晚，除用于中国铁路的车号自动识别系统外，仅限于射频公交卡的应用。本文给出一种实现简单射频识别系统的方式。阅读器和应答器均包含在单片机控制ASK网络电路，使整个系统的可识别有8．3cm，有一定的使用价值。总体方案设计无线射频识别(RFID>系统是由应答器、阅读器及应用支撑软件等几部分组1答器必须采用电源供电，否则电路无法工作。将应答器看作有源应答器，在阅读器设计部分，将接收到的微弱电压信号进行放大，在利用解调电路取出有用信号，经过判别电路后再利用解码芯片，最后利用显示控制电路显示阅读器接收到的数据，其原理如图2。所示该方案电路设计简单，容易硬件实施，可行性好。电路的理论分析与计算耦合线圈的匹配理论作为电磁能量的发射装置一耦合线圈，必须考虑其匹配问题。耦合线圈在无线识别系统的工作频率范围内表现为阻抗ZL，为了实现与系统的功率匹配，必须通过无源的匹配电路实现阻抗转换，使功率无反射地传输到耦合线圈。可以利用少量组件来实现相配的匹配电路。在现实应用中有多种不同的13．56MHz的无线识别系统采用了如图3的匹配电路。本设计使用了该匹配电路，实现了阻抗匹配。要确定匹配电路的参数，需要测量出线圈的电感LS和导线的欧姆电阻RLS。应答器的发射电路分析频率的信号。振荡器信号被馈送到由信号编码的基带信号控制的调制级。此基带信号就是键控的恒压信号，在此将二进制数据以串行码的形式表示出来。根ASKFSK阅读器接收电路分析阅读器接收电路由耦合线圈、放大器、解调器、解码器和显示部分组成。通过耦合线圈所得的电压信号经过放大器放大后，再经解调器解调得到载波信号，再经解码器解码和显示电路得到应答器所发送的数据。程序及电路的设计与计算阅读器电路的设计计算4L测试L=12．60μH，f13．56MHz，13．56-MHz13．56MHz，理论计算出C=10．9pF。4放大器，S8050fT200MHz，则电流放大倍约为：。数字恢复电路采用LM393，如图5所示，它的作是将解调输出模拟信号恢复为数字信号，以便解码器识别。解码、单片机显示6应答器电路设计计算VD5026774HC143V电池13．56MHz滤波器高。CMOS74HC00ASK8示。调制输出信号经反向后直接送谐振回路。程序设计VD502717，410、11、12、输出。因此单片机设置为中断模式，VD50271709总电路图设计根据前面的分析设计，在面包板上安装调试正确后，焊接印刷电路板，测试结果正确。识别装置工作流程图10ASK13．56MHz，经线圈耦合发送。阅读器将ASK测试方案与测试结果电感线圈测量测量设备：QBG-1A型高频Q表。测试结果：电感线圈匝数N=10匝，电感线圈直径D=6．9cm，Ll：12．73μH，Ll：12．60μH，工绕制，因此因松紧、间隙不同造成。VD5026测试设备：数字示波器DS5062M。测试结果：输出为波形较好的方波信号。f=22．872kHz，Vpp=3．00V，Vmax=2．24V，Vmin=0．00V。载波振荡器测量测试设备：数字示波器DS5062M。测试结果：频率：13．56MHz幅度Vpp=1．40V波形失真分析：振荡器是由非门构成环行振荡器，有门延迟时间。LC器件能够存储能量，故LC振荡器波形较好。调制输出波形测量测试设备：数字示波器DS5062M。Vpp=4．12V，Vmax=2．24V，Vmin=-1．88V。识别测量误码测量0000-111140-F。0000-1111，0000-llll0～F，0。传输时延测量测试工具：手机秒表测试方法：从应答器信息改变，到阅读器显示出的时间间隔。测试结果：0．79s<1s。识别距离测量测试工具：直尺。测试方法：改变应答器与阅读器间电感线圈的距离，并观察阅读器显示信息是否与应答器相同。测试结果：稳定传输距离5．5cm，最远识别距离8．3cm。功耗测量测试工具：天宇TY360万用表。测试方法：采用万用表测量电压U和电流I，则功耗P=U