全国电子设计大赛论文设计报告论文 无线识别装置
2007年B题 无线识别装置
2007年B题无线识别装置本系统是基于RFID(Radio Frequency Identification )技术的简易的通信装置，通过无线射频进行非接触的低频双向数据通信。
无线识别装置曲阜师范大学牛晓辉王忠韩美摘要：本系统是基于RFID(Radio Frequency Identificati on )技术的简易的通信装置，通过无线射频进行非接触的低频双向数据通信。
由低电压、高性能的T89C2051控制的无源应答器和外置单电源供电的阅读器组成。
无源应答器所需的工作能量是从阅读器发出的射频波束经空间高频交变磁场耦合而获取，再经整流、滤波、存储后来提供应答器所需要的工作电压。
当应答器进入发射天线无功近场区时（距天线口径表面范围内），应答器以耦合方式获得能量；将自身编码等信息通过发送天线发送出去，接收天线接收到信号，经阅读器对接收的信号进行滤波放大后，由单片机控制发光二极管显示。
关键词：RFID 应答器阅读器匹配理论一、系统方案（一）系统总体设计方案：系统可以分为应答器、阅读器两部分（如图1）. 当应答器进入发射天线无功近场区时（距天线口径表面范围内），应答器以耦合方式获得能量；将自身编码等信息通过编码模块与发送天线发送出去，接收天线接收到信号，在接收电路中对信号进行解码放大处理，最后由单片机控制显示模块管显示。
为实现各模块的功能，分别作了几种不同的设计方案并进行了论证，我们选择了较好的方案实现。
（二）各模块方案选择和论证（1）、调制方式选择方案1：模拟调制方式模拟调制比较容易实现的是AM调制，传播距离长。
但是效率低，其对发射装置的功率要求比较高不易利用耦合能量。
方案2：数字调制方式数字方式的调制可以很好的克服或减小模拟调制的非线性带来的失真、衰落等， ASK 最易实现。
具体到我们的题目，我们选择数字调制方式中的ASK。
（2）、电源的设计方案1：应答器中只有线圈来耦合能量。
优点制作工艺简单，易于控制，但耦合电压难以达到理想的效果，电压传输效率低。
无线识别装置实验报告
无线识别装置实验报告1. 引言本次实验旨在设计和制作一个无线识别装置，通过无线通信技术，实现对特定物体的身份识别。
通过该装置，可以在无需接触的情况下，快速准确地辨识目标物体的身份信息。
本报告将详细介绍实验的设计思路、装置的制作过程以及实验结果。
2. 设计思路在设计无线识别装置时，我们首先考虑到利用射频信号进行物体识别。
通过与目标物体上贴有无线标签（RFID标签）的射频通信，可以获取目标物体的身份信息。
为了实现无线通信，我们选取了2.4GHz的ISM频段，该频段具有较好的穿透性和传输稳定性。
在实验中，我们使用了Arduino开发板和射频模块来实现射频通信。
在硬件设计方面，我们根据实验需求，设计了两个装置：一个是无线识别装置，另一个是携带无线标签的目标物体。
无线识别装置包括一个射频发射模块和一个射频接收模块，分别用于发送识别请求和接收识别结果。
目标物体上贴有一个RFID标签，该标签内部存储了目标物体的身份信息。
3. 装置制作过程3.1 硬件制作根据设计思路，我们首先制作了无线识别装置的硬件。
首先，搭建了Arduino 开发板的电路连接，将射频发射模块和射频接收模块分别与Arduino板连接。
同时，在目标物体上粘贴了RFID标签，并将标签与射频接收模块连接。
3.2 软件编程针对无线识别装置，我们使用Arduino编程语言编写了相应的程序。
主要包括两个部分：发送端程序和接收端程序。
发送端程序负责发送识别请求，并等待接收端的响应。
具体实现上，使用了Arduino的射频库，通过设置合适的波特率和发送频率，将识别请求发送给目标物体。
接收端程序负责接收射频信号，并从中解析出身份信息。
根据实验中使用的RFID 标签，我们使用了相应的库函数来读取标签内部的信息。
读取到的信息将通过串口传输给上位机，以便进一步处理和展示。
4. 实验结果与讨论在实验中，通过测试不同的目标物体和对应的标签，我们成功实现了无线识别装置的功能。
全国电子设计大赛论文设计报告论文__无线识别装置
摘 要 本设计是基于耦合线圈的无线识别装置。
系统由阅读器与应答器两部分组成：阅读器由PT2272、耦合线圈、发光二极管等组成；应答器由SC2262、耦合线圈、拨码开关等组成。
阅读器采用单电源供电，应答器能量全部来自耦合线圈，无线数据传输采用串口异步通信与ASK 调制等方法实现。
阅读器能够识别靠近的应答器并显示识别结果，显示正确率≥80%，响应时间≤5S,识别距离D ≥5cm 。
AbstractThis design is based on SCM's wireless identification devices. Identification System have two components the Reader machine and the Responser card: the Reader machine is made up of PT2272, coupling coil, buzzer and composition; Responser card is made up of SC2262, coupling coil, switch for code. The system make use of many wireless communication technologies such as the Reader machine single power supply, the Responser card ’s power all from the transponder coupling energy, serial asynchronous communication and ASK modulation, achieving identifing Responser card that approach the Reader machine and show recognition results with the correct rate ≥ 80%, responsing time ≤ 5S, identification distance D ≥ 5 cm.无线识别装置 方案论证与比较1．总体方案论证与比较 方案一：如图1所示，采用单片机与有源晶振振荡器组成无线识别系统。
全国大学生电子设计大赛作品报告
全国大学生电子设计大赛作品报告Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT2015年全国大学生电子设计竞赛多旋翼自主飞行器（c题）2015 年8月15 日摘要旋多翼自主飞行器由RL78/G13MCU板（芯片型号R5F100 LEA）,STM32单片机模块(加SD卡)，CMOS摄像头，A2212/13T新西达电机。
STM32单片机输入信号到RL78/G13MCU板，启动飞行器和CMOS摄像模块，RL78/G13MCU飞控模块矫正飞行器在空中的姿态，实现悬停,前进,后退等功能，CMOS模块将拍摄的视频内容存储在STM32模块内置的SD卡里。
当飞行到目的地时各模块自动停止工作。
飞行器能一键式启动，并开始航拍，从A点起飞，飞向B区，在B区降落，但不是中心，当飞行结束后，拔掉SD卡，能顺利的通过P0机回放，在飞行过程中，始终在电子示高线H1和H2的区间内。
目录目录1. 方案论证与比较四旋翼算法方案方案一：采用欧拉角法欧拉角法静止状态，或者总加速度只是稍微大于g 时，由加计算出的值比较准确。
使用欧拉角表示姿态，令Φ,θ和Φ代表ZYX 欧拉角，分别称为偏航角、俯仰角和横滚角 。
载体坐标系下的 加 速 度(axB,ayB,azB)和参考坐标系下的加速度(axN, ayN, azN)之间的关系可表示为(1)。
其中 c 和 s 分别代表 cos 和 sin 。
axB,ayB,azB 就是mpu 读出来的三个值。
这个矩阵就是三个旋转矩阵相乘得到的，因为矩阵的乘法可以表示旋转。
axB c c c s s axN ayB c s s s c c c s s s s c ayN azB s s c s c s c c s s c c azN θψθψθφψφθψφψφθψφθφψφθψφψφθψφθ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-++⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+-+⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (1)飞行器处于静止状态，此时参考系下的加速度等于重力加速度，即00xN yN zN a a g a ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ （2） 把（2）代入（1）可以解:arctg θ= （3）yBzBa arctg a φ⎛⎫=⎪⎝⎭ （4）即为初始俯仰角和横滚角，通过加速度计得到载体坐标系下的加速度即可将其解出，偏航角可以通过电子罗盘求出。
黑龙江省电子设计大赛----无线电能传输装置【管理资料】
黑龙江电子设计大赛TI杯F题（无线电能传输装置）摘要：无线供电技术是最近几年发展起来的技术，这种供电技术可以透过所有非金属物质来传输电力，磁耦合谐振式无线供电技术可以使供电距离提升到米级的范畴，本论文设计了满足要求的无线电能传输装置的发射电路和接收电路，同时介绍了电路中所设计模块的工作原理及功能，根据设计制作出了无线电能传输装置。
通过改变谐振线圈的电容，电感，线宽等自身参数以及驱动信号源信号频率，驱动电压等外界参数可调节接收端输出特性。
关键词：磁耦合谐振式，无线电能传输，距离传输特性引言：目前，无线充电技术经过上百年的发展，已经从理论研究迈向了实际应用的阶段，市面上已有的产品遍及生活和工业的各个领域，自从美国麻省理工学院于2007年发表其研究成果后,磁耦合谐振式无线电能传输技术就成为了研究热点问题。
磁耦合谐振式无线电能传输技术在继承了可远距离传输的电磁波式和近距离传输的电磁感应式无线电呢过传输技术优点的同时，又克服了其不足。
传输距离方面：电磁波式传输距离最远，电磁感应式传输距离最短。
磁耦合谐振式传输距离适中，介于两者之间，在保证高效率的同时，突破了电磁感应式厘米、毫米等级限制；传输效率及功率方面：电磁波式因远距离传输在空气中损耗严重而效率较低，对应的传输功率也相对较低；电磁感应在毫、厘米距离范围内，传输效率较高，传输效率可达到千瓦级；磁耦合谐振式传输效率稍低于电磁感应式，功率在瓦至百瓦级，甚至更高；对周围环境的影响：大功率的电磁波式无线电能传输因空间中电磁波辐射，会对其周围环境产生较大影响；电磁感应式近似一个变压器的松耦合，对周围的环境影响较小；磁耦合谐振式是一种非辐射性耦合，在近场区内，仅对与其谐振频率相匹配的物体产生强耦合作用，而偏离谐振的物体影响则很弱。
一、方案论证与设计制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置，其结构框图如图1所示。
图1 电能无线传输装置结构框图（1）保持发射线圈与接收线圈间距离x =10cm、输入直流电压U1=15V时，接收端输出直流电流I2=，输出直流电压U2≥8 V，尽可能提高该无线电能传输装置的效率η。
电子设计大赛最终设计报告
题目名称：声音引导系统（B题）摘要：本系统采用两块STC89C54RD+单片机作为控制声源移动和音频信号检测的核心，实现音频信号的产生和检测、发射和接受装置之间的无线通信、控制声源到达指定位置等功能。
接收装置采集声源处发送的某一固定频率声波信号，经过滤波、放大和解码传送给单片机。
单片机通过识别不同点接收信号的时间差发出相应指令，通过无线传输模式控制声源移动到指定位置。
关键字：单片机无线通信声音引导VOICE GUIDANCE SYSTEMAbstract:The system uses two STC89C54RD + microcontroller as a control centre for sound source movement and the audio signal detection of the core of the audio signal generation and detection, transmitting and receiving wireless communication between devices to control the sound source arrives at the appointed location and other functions. Receiver capture sound source waves at a fixed frequency sound to send signals, after filtering, amplification and decoding transmitted to the microcontroller. SCM received signal by identifying the different points of time difference given out accordingly, through the wireless transmission mode control sound source moves to the specified locationKeyword: MCU wireless communication voice guidance目录1 方案论证与比较 (3)1.1音频信号采集与比较 (3)1.2 误差信号传输方式 (3)1.3声源控制方式比较与选择 (3)2 单元电路设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2单元电路设计及参数计算 (3)2.2.1单片机最小系统 (4)2.2.2音频接收器MIC电路 (4)2.2.3音频信号放大电路 (4)2.2.4音频解码电路 (4)3 软件设计 (4)4.系统测试……………………………………………………………………5 结论…………………………………………………………………………参考文献：……………………………………………………………………附录：…………………………………………………………………………附1：元器件明细表……………………………………………………附2：仪器设备清单……………………………………………………附3：电路图图纸………………………………………………………附4：程序清单…………………………………………………………1.方案选择与论证1.1.音频信号采集与比较方案一：通过检测不同距离接收器收到音声强度不同判断声源离指定位置距离及是否到达指定位置。
电子设计大赛论文报告
电子设计大赛论文报告 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】题目：声音引导系统（B题）摘要：本系统采用两块STC89C54RD+单片机作为控制声源移动和音频信号检测的核心，实现音频信号的产生和检测、发射和接受装置之间的无线通信、控制声源到达指定位置等功能。
接收装置采集声源处发送的某一固定频率声波信号，经过滤波、放大和解码传送给单片机。
单片机通过识别不同点接收信号的时间差发出相应指令，通过无线传输模式控制声源移动到指定位置。
关键字：单片机无线通信声音引导VOICE GUIDANCE SYSTEMAbstract: The system uses two STC89C54RD + microcontroller as a control centre for sound source movement and the audio signal detection of the core of the audio signal generation and detection, transmitting and receiving wireless communication between devices to control the sound source arrives at the appointed location and other functions. Receiver capture sound source waves at a fixed frequency sound to send signals, after filtering, amplification and decoding transmitted to the microcontroller. SCM received signal byidentifying the different points of time difference given out accordingly, through the wireless transmission mode control sound source moves to the specified locationKeyword: MCU wireless communication voice guidance目录1 方案论证与比较 (3)音频信号采集与比较 (3)误差信号传输方式 (3)声源控制方式比较与选择 (3)2 单元电路设计 (3)总体设计 (3)单元电路设计及参数计算 (3)单片机最小系统 (4)音频接收器MIC电路 (4)音频信号放大电路 (4)音频解码电路 (4)3 软件设计 (4)4.系统测试……………………………………………………………………5 结论…………………………………………………………………………参考文献：……………………………………………………………………附录：…………………………………………………………………………附1：元器件明细表……………………………………………………附2：仪器设备清单……………………………………………………附3：电路图图纸………………………………………………………附4：程序清单…………………………………………………………1. 方案选择与论证.音频信号采集与比较方案一：通过检测不同距离接收器收到音声强度不同判断声源离指定位置距离及是否到达指定位置。
全国电子设计大赛——无线识别装置
无线识别装置一、任务设计制作一套无线识别装置。
该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成。
阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。
装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能，频率和调制方式自由选定。
不得使用现有射频识别卡或用于识别的专用芯片。
装置中的耦合线圈为圆形空芯线圈，用直径不大于1mm的漆包线或有绝缘外皮的导线密绕10圈制成。
线圈直径为6.6±0.5 cm（可用直径6.6 cm左右的易拉罐作为骨架，绕好取下，用绝缘胶带固定即可）。
线圈间的介质为空气。
两个耦合线圈最接近部分的间距定义为D。
阅读器、应答器不得使用其他耦合方式。
二、要求1、基本要求（1）应答器采用两节1.5V干电池供电，阅读器用外接单电源供电。
阅读器采用发光二极管显示识别结果，能在D尽可能大的情况下，识别应答器的有无。
识别正确率≥80%，识别时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。
（2）应答器增加编码预置功能，可以用开关预置四位二进制编码。
阅读器能正确识别并显示应答器的预置编码。
显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距D≥5cm。
2、发挥部分（1）应答器所需电源能量全部从耦合线圈获得（通过对耦合到的信号进行整流滤波得到能量），不允许使用电池及内部含有电池的集成电路。
阅读器能正确读出并显示应答器上预置的四位二进制编码。
显示正确率≥80%，响应时间≤5秒，耦合线圈间距≥5cm。
（2）阅读器采用单电源供电，在识别状态时，电源供给功率≤2W。
在显示编码正确率≥80%、响应时间≤5秒的条件下，尽可能增加耦合线圈间距D。
（3）应答器增加信息存储功能，其存储容量大于等于两个四位二进制数。
装置断电后，应答器存储的信息不丢失。
无线识别装置具有在阅读器端写入、读出应答器存储信息的功能。
（4）其他。
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摘 要 本设计是基于耦合线圈的无线识别装置。
系统由阅读器与应答器两部分组成：阅读器由PT2272、耦合线圈、发光二极管等组成；应答器由SC2262、耦合线圈、拨码开关等组成。
阅读器采用单电源供电，应答器能量全部来自耦合线圈，无线数据传输采用串口异步通信与ASK 调制等方法实现。
阅读器能够识别靠近的应答器并显示识别结果，显示正确率≥80%，响应时间≤5S,识别距离D ≥5cm 。
Abstract This design is based on SCM's wireless identification devices. Identification System have two components the Reader machine and the Responser card: the Reader machine is made up of PT2272, coupling coil, buzzer and composition; Responser card is made up of SC2262, coupling coil, switch for code. The system make use of many wireless communication technologies such as the Reader machine single power supply, the Responser card ’s power all from the transponder coupling energy, serial asynchronous communication and ASK modulation, achieving identifing Responser card that approach the Reader machine and show recognition results with the correct rate ≥ 80%, responsing time ≤ 5S, identification distance D ≥ 5 cm.
无线识别装置 方案论证与比较
1．总体方案论证与比较 方案一：如图1所示，采用单片机与有源晶振振荡器组成无线识别系统。
阅读器：用串口通信方式扫描应答信号，接受到应答信号后，判别其是否有效，若有效则显示应答器信息，并蜂鸣提示。
应答器：当靠近阅读器时，通过线圈耦合获得工作能量，读取拨码开关状态，发送应答信号。
特点：采用单片机异步串口通信方式，具有较高的显示正确率。
但对于本设计任务，考虑到耦合能量有限，不足以驱动单片机。
该方案不太合适。
方案二：如图2所示，采用PT2262编码芯片，与PT2272解码芯片组成无线识别系统。
应答器通过四位拨码开关进行卡号设置，PT2262对卡号进行编码并通过耦合线圈发射出去；
耦合线圈
应答器
阅读器
阅读器通过耦合线圈接收信号并交给PT2272解码芯片译码输出应答器卡号，由发光二极管显示。
特点：系统组成简单，成本低，功耗小，且PT2262起始工作电压低非常适合能量供应有限的场合。
结合以上分析实际情况，我们采用方案二。
2．调制方式论证与比较 方案一：频移键控（FSK ）。
传输速率快，数据正确率高，但调制电路复杂，成本高，尤其功耗较高，而且解调电路较为复杂。
本题目要求低功耗，且对通讯指标要求不是很苛刻，如传输数据正确率≥80%，响应时间≤ 5S ，故不宜选用该方案。
方案二：幅移键控（ASK ）。
调制电路简单，功耗较低，常用于简单的低速数据通信，解调电路也十分简单，满足本设计任务要求，综合考虑我们选用该方案。
二、总体设计 1．阅读器部分 如图3所示，电能由振荡电路产生经后续多级放大电路放大，通过耦合线圈发送出去；阅读器通过耦合线圈接收应答器发送的信号，信号经检波电路检波后送给PT2272串口接收，PT2272对编码信号进行解调后输出识别结果。
震荡电路与检波电路是独立周期工作的，周期由35产生，独立工作由继电器控制。
2．应答器部分 如图4所示，应答器通过耦合线圈谐振耦合获取能量，再经放大整流电路向储能电容充电获得系统工作所需电能；当电容电压经电压判断电路判断达到指定幅值时，应答器开始工作，SC2262读取拨码开关值，并通过串口发送编码信号，此时有源晶振产生载波信号，编
应答器
阅读器
图2 无线识别装置方案一方框图
码信号再经ASK 调制，从耦合线圈辐射出去。
3．总体电路图
1．阅读器电路，见图5
2．应答器电路，见图
6
图5阅读器主要电路图
图4应答器组成方框图
图5应答器电路图
三、主要电路设计
1．耦合线圈匹配理论
采用线圈与可变电容组成并联谐振回路，测试得线圈电感为11uH,可变电容容量为
5~25PF
，谐振频率：
F=
可得谐振频率为：21MHZ到9MHZ之间。
对回路进行谐振频率测量得到谐振频率为11.4MHZ。
因而，阅读器采用11.0952MHZ有源晶振产生接近与谐振频率的能源载波频率。
应答器采用11.0952MHZ有源晶振作为载波频率。
2.阅读器发射电路分析
主振电路采用有源晶振作为振荡器，频率稳定，电路简单，调试容易而且输出幅度大。
有源晶振输出的方波，经过二阶低通滤波器滤除高次谐波，得到稳定的正弦波输出，经Q6及其外围电路组成的第一级放大电路后送至由Q9 及其外围电路组成的功率放大电路进行功率放大，最后输出至C45和L21组成的并联谐振回路辐射出去，为应答器提供能量。
3．阅读器接收电路分析
图中，从555来的控制信号经过74LS04反相后控制继电器的吸合，当继电器吸合时，C1与耦合线圈接通，Q1及其外围电路组成了以及电压放大电路，放大后的信号经二极管检波后送至LM311进行比较，还原波形。
四、识别装置工作流程图
1．阅读器工作流程图，见图5
2．应答器工作流程图，见图6
图5 识别装置阅读器工作流程图图6 识别装置应答器工作流程图
五、测试方法与测试数据
1．耦合线圈电感量大小与谐振频率
测试方法：直接用LC METER测耦合线圈电感量，用射频信号发生器与示波器测试耦合线圈并联一电容后的谐振频率。
测试数据：（见表2）
表1耦合线圈电感量大小与谐振频率
测试结果分析：谐振频率为11.4MHZ，因而采用载波频率为11.0592MHZ，可微调电容实现谐振。
2．整机调试与测试
1．识别正确率与识别时间测试
测试方法：阅读器接+15V外接电源，将阅读器与应答器之间耦合线圈距离设置为5cm，拨动拨码开关改变应答器编码，观察阅读器显示输出的识别结果。
测试时间：2007-9-6
表2识别正确率与识别时间测试结果
2．识别距离测试
测试方法：阅读器接+15V外接电源，将阅读器与应答器之间耦合线圈起始距离设置为5cm，每次增加识别距离1cm，观察阅读器识别正确率，直到识别正确率≤80%，此时，耦合线圈之间的距离即为本识别装置的最大识别距离。
测试时间：2007-9-6
表3识别正确率与识别时间测试结果
3．识别时功耗测量
测试方法：阅读器接+15V外接电源，将阅读器与应答器之间耦合线圈距离设置为5cm，阅读器识别结果正确的情况下，测量外接单电源供电电压U与供电电流I。
多次测量取平均
功耗作为识别装置识别时功耗。
计算公式：识别装置识别功耗P：P=UI
测试时间：2007-9-6
测试结果分析：在继电器吸合时，工作电流较大，为0.09A，但功率仍小于2W。