基于51单片机的射频识别系统软硬件设计及射频知识
基于51单片机的语音识别系统设计的设计思路

基于51单片机的语音识别系统设计的设计思路
基于51单片机的语音识别系统设计一般分为以下几个部分:
1. 语音输入模块:这一部分需要一个语音输入模块,用于采集用户的语音信号。
一般常用的语音输入模块有麦克风、语音识别芯片等。
2. 信号处理模块:对采集到的语音信号进行预处理和特征提取处理,以便进行后续的识别处理。
主要的处理过程包括信号滤波、特征提取、特征参数处理、信号识别等。
3. 语音识别模块:根据信号处理后得到特征参数,使用语音识别算法对输入的语音进行识别,将语音信号转换成文本信息,表示用户交互的意图。
4. 控制处理模块:通过上述处理得到用户的控制信息,根据不同的控制信号执行对应的操作,如控制LED灯、语音合成等。
5. 外围控制模块:根据用户的需求,可以添加外围控制模块,包括LED灯、电机、蜂鸣器等,以实现更多实际应用需求。
整个系统的设计需要详细分析每个模块的功能和实现,根据实际应用需求进行硬件选型和系统设计,同时对系统进行综合测试和性能评估。
毕业论文--基于射频识别技术的门禁系统设计

毕业论文--基于射频识别技术的门禁系统设计毕业论文基于射频识别技术的门禁系统设计作者姓名:专业、班级:学号:校内指导教师:校外指导教师:完成日期:黄河水利职业技术学院自动化工程系摘要本文研究一种基于射频识别(RFID)技术的门禁系统。
(1)研究了基于射频识别技术的门禁系统的总体设计,设计了射频IC读卡器的电路原理图。
读卡器主要由射频天线、读卡模块、RS485通信接口及单片机控制系统组成,(2)深入研究RFID 天线的EMC过滤器、接收电路以及天线匹配电路等构成并设计优化了天线耦合电路。
(3)门禁终端通信采用RS485总线,同时结合门禁读卡器研究了RS485的网络拓扑结构,通过RS485接口与PC机组成通信网络系统。
(4)设计单片机的包看门狗、液晶显示、数据存储和实时时钟等在内的外围模块电路。
(5)采用模块化软件设计方法,根据MF RC500的特性,系统地对MF RC500芯片的操作流程进行研究,设计主程序的流程图和各个模块子程序。
(6)并建立一个Access数据库用来存储用户信息。
上位机与下位机之间的通信采用串口通信,选用MAX232CPE芯片完成上、下位机之间的通信。
关键词:门禁系统;射频识别;MF RC500;非接触式IC卡;串口通信目录摘要 (I)引言 (1)第1章门禁系统总体设计方案 (1)1.1 门禁系统总体系统设计 (1)1.2 门禁系统硬件设计 (2)1.3门禁系统软件设计 (3)第2章门禁系统主要硬件电路设计 (3)2.1 门禁主控器 (3)2.2源模块设计 (4)2.3射频控制模块设计 (5)2.3.1 射频识别系统的典型结构 (5)2.3.2射频识别系统原理 (6)2.4 RS485通信模块设计 (8)2.4.1R S485接口 (8)2.4.2R S485网络拓扑结构 (10)2.5 液晶显示模块设计 (12)2.5.1 LCD1602介绍 (12)2.5.2 引脚功能介绍 (13)2.5.3 寄存器选择功能及指令功能 (13)2.6实时时钟的硬件设计 (13)2.6.1 实时时钟的接口 (14)2.6.2 时钟数据传输的控制 (15)2.6.3 时钟数据传送方式 (15)2.7电平转换电路设计 (16)2.7.1电平转换芯片 (16)2.7.2 MAX232芯片 (16)2.7.3电路连接图 (17)2.8报警电路设计 (17)第3章IC卡与门禁主控器的选择 (18)3.1非接触式IC卡的选择 (18)3.2门禁控制电路 (19)3.3 读卡器选择 (20)第4章门禁系统软件设计 (21)4.1系统总体程序流程设计 (21)4.2 射频控制模块 (22)4.4 通讯模块 (25)4.5显示模块 (29)4.6上位机设计 (30)4.6.1 上位机程序流程图 (30)4.6.2用户登录界面设计 (31)4.6.3门禁系统界面设计 (33)第5章系统调试及结果分析 (34)5.1 系统调试 (34)5.2 结论分析 (35)参考文献 (35)附录部分电路原理图及PCB图 (38)致谢 (39)引言随着我国社会主义市场经济的深入发展和未来知识经济时代的临近,门禁系统作为一项安防措施,将会形成更大规模的产业。
RFID详细设计要点

中国民航大学电子信息工程CDIO 初级项目简易的RFID 识别系统详细设计报告(总体)总 15页第 1 页编号1、设计方案本系统主要是基于RFID 的简单射频识别系统,该系统基于51单片机控制,以无线通信为基础。
该系统有如下优点:①识别时,无需接触;②识别时间短;③错误识别的概率相对较小;④有良好的扩展性。
这种系统进行功能扩展后可用于停车场、交通道路管理、智能物业管理等多种场合。
系统设计主要分阅读器、应答器两部分。
各部分电路为:阅读器:1、电源2、电源控制器3、本振信号源4、功率放大放大电路5、包络检波电路6、带通滤波电路7、方波整形电路8、电压比较电路9、51单片机控制电路。
应答器:1、电源:2、拨码电路3、编码电路:4、加密电路5、调制电路6、功放电路原理概述:电路主要由阅读器与应答器两部分构成。
阅读器是可以利用射频技术来完成读取电子标签信息的设备,它通过发射信号唤醒和传送命令给电子标签,并接受标签返回的信号,在经过对信号进行初步过滤和处理之后,将信息传送给中央处理单元处理得到有用的数据(并显示出来),从而完成对电子标签信息的获取与解析。
阅读器的工作频率决定了RFID 系统的工作频率,另外阅读器的发射频率又决定了识别距离的远近。
应答器主要作为信息的载体储存了不同的信息,应答器接受读写器的命令后开始工作,将存储的信息编码、加密、调制、放大后通过天线耦合到初级线圈,完成信息的传输。
系统结构框图项目名称:简易的R F I D 识别系统图1 系统结构框图射频识别系统结构与组成阅读器:1、电源:给阅读器个各部分电路供电;2、电源控制器:控制发射端的接通与关闭;3、本振信号源:为检波与信号传输提供振荡信号;4、放大电路:增加信号功率便于传输与处理;5、包络检波电路:将调制信号解调得到有用的信号;6、带通滤波电路:滤除噪声和消除载波;7、方波整形电路:将得到的信号方波平滑整形;电压比较电路:使方波更加适合数字处理;8、51单片机发送信号发射命令和对信号进行解码,控制LED显示应答器:1、电源:给应答器的拨码电路中的拨码开关供电;2、拨码电路:不同拨码的组合形成不同的信息;3、编码电路:将拨码电路产生的输入信号进行编码;4、加密电路:对编码的信号进行加密;5、调制电路:对本振与输入信号进行调制,使用与门或与非门;6、功放电路:放大调制信号,使其符合天线耦合传输的需要;2、各分系统或部件的技术、质量指标要求阅读器部分电路设计:一、本源振荡电路:为信号传输提供振荡信号;本设计采用并联谐振c-b 型晶体振荡电路(也称皮尔斯电路)晶体振荡电路中,把晶体置于反馈网络的振荡电路之中,作为一感性元件,与其他回路元件一起按照三端电路的基本准则组成三端振荡器。
毕业论文_基于单片机的RFID读写器的设计与实现研究

三轮认证
操作(读、写、加、减值)
使卡进入锁定状态
实物运行图
总结
• 经过测试调试,能满足设计要求,完成读 写功能。
• 缺憾:
– 没有实现与上位机的通信 – 蜂鸣器模块无法正常工作
鸣谢
• 感谢我的指导老师,在设计中给予很多的 支持和帮助。
• 感谢在毕设期间帮助我的同学。 • 感谢在座老师的对我论文的批评指正。
基于单片机的RFID读写器的 设计与实现研究
绪论
RFID读写器构成
一个功能完善的RFID读写器有三局部组成:主机处理系统、 读写器、电子标签。工作流程图如以下图所示:
系统方案设计
• 本设计要求是基于RFID技术完成对电子标签内部信息的读 写功能,并将信息通过液晶屏显示出来。方案设计如下:
串MM串模口AAXX口块芯2233片22
MCU STC89C52
射频 读写 模块 MF RC522
晶体振荡器
独立按键 电路
LCD1602显示 模块
电源及复位电路
天线 晶体振荡器
MF RC522模块框图
模拟接口
寄存器组
RF电平检测器 数据模式检测器
非接触式 UART
FIFO 缓冲区
串行 UART
SPI
I2C
主机
通信接口
• 电子标签内部框图
• 谢谢!
射频接口电路
波形转换
整流
调制解调
电压调节
复位电路
数字电路部分
ATR(请求应答)
Anticollision(防 冲突)
控制单元 RAM
Selectt(选择)
ROM
Auth&Acess(认 证读写)
密钥区
一种基于单片机实现的物联网RFID系统

一种基于单片机实现的物联网RFID系统【摘要】RFID(射频识别,也称电子标签)是物联网系统中广泛应用的一种终端设备。
通过RFID可读取物联网系统中相关物资的信息,从而便于计算机系统的识别以及网络上信息的交互。
基于单片机技术建立一个完整RFID系统能够实现快捷、方便、安全等诸多优点,具有很好的现实意义。
【关键词】物联网RFID随着现代生活的发展,RFID(射频识别,也称电子标签)的使用越来越广泛,为我们的日常生活提供了更好的便利性。
基于单片机技术建立一个完整RFID 系统能够实现快捷、方便、安全等诸多优点,具有很好的现实意义,同时也能够在现代物联网系统中发挥更大的作用。
1 RFID系统的构成一个完整的RFID系统由识别器(读写器)、标签(RFID卡)和应用软件三部分组成。
在本文所介绍的RFID系统中,由MEGA32单片机实现识别器的功能。
系统原理如图1所示。
2 RFID原理及硬件实现RFID工作原理是当标签进入磁场后,接收识别器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在标签芯片中的产品信息或者主动发送某一频率的信号,识别器读取信息并解码后,送至信息系统进行有关数据处理。
识别器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。
识别器和标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时识别器通过耦合给无源标签器提供能量和时序。
通过因特网实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
标签是RFID系统的信息载体,目前标签大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。
射频信号发送部分包含一个载波信号(125kHz),功率放大器,调谐和天线线圈电路。
Mega 32单片机产生一个125kHz的方波,经过LC谐振电路及互补功率放大电路后形成载波信号进入天线调谐电路。
在具体实现过程中,应当考虑到,一个良好的互补功率放大电路能提高传输信号的水平,天线阻抗调谐电容器组成的电路能最大限度地提高载波频率信号电平并注意元件值和电感线圈的变化,容易受到环境的影响扰动。
毕业设计(论文)-基于51单片机的指纹识别

随着现代化各种科学新技术的快速发展,在日常生活中,我们需要各种身份认证和各种密码认证,还有对各种设备配备钥匙,对保险柜安装防盗系统等等,社会的进步,科技的发展,促使传统的安全系统的抵御能力越来越薄弱。
因此,生物特征识别应用而生,开始走进我们身边的各种安全系统,指纹识别作为生物特征识别的一个典型应用已经得到很广泛的应用和认可,指纹特征具有唯一性,是每个人终生不变的特征之一,并且各个人的各个指纹都不一样。
本系统采用89C52RC单片机作为主芯片,通过与指纹识别模块FM-180之间通过串口通信方式的通信,采用液晶12864作为显示器,加上简单的外围电路,如按键输入、LED灯报警电路、蜂鸣器电路,最后通过编写软件和制作硬件,实现一个可以通过单片机对指纹的录入,识别,删除等功能操作的指纹识别系统。
关键词指纹识别系统;单片机89C52;液晶12864With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password authentication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various security systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each person's fingerprints are not the same individual.The system uses 89C52RC microcontroller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the preparation and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system.Key words Fingerprint identification system;SCM 89C52;LCD 12864目录1 绪论 (5)1.1 课题的背景和意义 (5)1.2 生物识别技术概述 (5)1.3 指纹识别技术概述 (6)1.4 本章小结 (6)2 设计方案 (8)2.1 设计要求 (8)2.2 设计方案 (8)2.3 本章小结 (8)3 硬件设计 (9)3.1 主要元器件选型 (9)3.1.1 单片机选型 (9)3.1.2 指纹模块 (10)3.1.3 液晶显示 (11)3.2 电路设计 (14)3.2.1 最小系统 (14)3.2.3 液晶显示电路 (15)3.2.4 指纹通信电路 (16)3.2.5 蜂鸣器电路 (17)3.2.6 按键电路 (18)3.2.7 LED电路 (18)3.3 本章小结 (19)4 软件设计 (20)4.1 系统方框图 (20)4.2 功能介绍 (20)4.3 开发环境介绍 (23)4.3.1 Keil编译器 (23)4.3.2 STC-ISP下载器 (24)4.3.4 Protel软件 (25)4.4 部分代码说明 (26)4.5 本章小结 (30)5 系统调试 (31)5.1 制作和调试 (31)5.1.1 原理图设计 (31)5.1.2 PCB制作 (32)5.2 调试过程 (34)5.3 调试完成、实物图 (36)5.4 本章小结 (37)6 总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论1.1 课题的背景和意义随着如今各种各样的高新技术的迅猛发展,在百姓日常生活中经常需要我们去确认各种身份的认证。
基于单片机的rfid主控系统设计及实现
0 引言随着计算机和互联网飞速发展的今天,物联网的应用在各个领域迅速发展起来。
射频识别技术(RFID)是物联网的核心技术之一。
RFID 的基本原理是利用射频信号与其其空间耦合特性和传输特性,实现对静止或移动物体的自动识别[1]。
RFID 系统主要由阅读器、射频卡等部分组成。
现在已经发布或者是正在制定中的标准主要是与数据采集相关,其中包括电子标签与读写器之间的空气接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID 标签与读写器的性能和一致性测试规范、以及RFID 标签的数据内容编码标准等[2]。
本设计板载接口扩展了红外解码电路ESP8266无线穿透电路以实现对接、远程操控、管理等操作。
结合了有关OLED 显示技术,能耗低,分辨率较高,很好的完成了基本实现功能。
1 RFID 的主控系统的设计方案本次设计主要采用RC552射频模块、OLED 显示、EEPROM 存储、红外遥控解码、ESP8266无线透传、继电器控制电路。
微处理器采用22.1184Mhz 晶体振荡器提供时钟源,5V 或锂电池4.2V 直流供电,通过线性稳压管降压至3.3V 以提供MFRC522模块的电源。
主控板输入部分由4个按键构成,可以实现多级菜单选择、数值调整等功能。
继电器拓展模块由2路继电器组成,可用于控制各类电磁阀和电机。
红外拓展模块采用HS0038一体式接收管,接收距离大于3m。
网络拓展模块采用NodeMCU ESP8266模块,可接入阿里云物联网平台实现各类云功能。
图1显示为总体框图。
图1 总体框图1.1 硬件系统设计微处理器采用STC12C5A60S2单片机[3],22.1184Mhz 晶振提供时钟源,5V 或锂电池4.2V 直流供电,通过线性稳压管降压至3.3V 以提供MFRC522模块的电STC12C5A60S2单片机[3]源。
1.2 单片机最小系统单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的,除了单片机之外,还需要包括电源主供电电路、时Keywords:RFID ;STC12C5A60S2;Contactless IC card ;Card reader基金项目:辽宁省2018年度高等教育内涵发展—转型与创新创业教育项目(辽教函[2018]394号);大连理工大学城市学院教育教学研究基金一般项目(JXYJ2018008)。
射频识别技术——原理协议及系统设计RFID系统组件原理
通过AlienReaderClass1Reader类 下面例子是从COM1连接
2.3.4 阅读器使用完整实例 阅读器自主工作模式
根据MessageListener的messageReceived
2.4 RFID系统组件原理小结
RFID系统
硬件组件
软件组件
阅读器
射频标签
信号处理与控制 射频模块
该系统中,为了给射频标签提 供工作能量,阅读器必须不断 地发送射频信号。
阅读器发送信号和标签返回信 号频率相同、强度不同。
为了区分,超高频的射频模块 可分为:源模块、发送模块和 接受模块。
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
源模块的作用是为发送通道和 接受通道提供本地振荡器 (Local Oscillator)。
对发送信号进行调制,用于将数 据传输给射频标签。
接受并解调来自射频标签的射频 信号。
2.2 射频标签
射频标签作为RFID系统重要的硬件组成部分 本节将从以下八个方面对阅读器进行介绍
标
标
标标签 标标标 签标
签签操 签签签 唤签
功分作 组天芯 醒制
能类规 成线片 电造
范
路
2.2.1 标签功能
射频标签的最主要功能就是能够存储一定量的数据, 并以非接触的方式将存储的数据发送给阅读器。
2.3.3 Alien RFID Java中间件 标签的存储结构
下图所示的是EPC Class1 Generation2标 准规定的典型标签存储结构
标签掩码
Set mask 如:只访问ID以“80000040”开头的标签 Set mask = 32, 0, 80 00 00 40
基于51单片机的无线数据收发系统设计带电路图和代码
基于51单片机的无线数据收发系统设计(带电路图和代码)1 引言伴随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟,无线数据传输被越来越多地应用到新的领域。
与有线通信方式相比,无线通信以其不需铺设明线,使用便捷等一系列优点,在现代通信领域占重要地位。
但以往的无线产品存在范围和方向上的局限。
例如,一些无线产品在使用时,无法将信息反馈给控制者;还有一些无线产品不能很好地显示参数或状态信息,如果能在系统中增加一块小型液晶显示电路,产品不仅能向用户显示其状态或状态的改变,而且可以大大降低成本。
正如人们所发现的,只要建立双向无线通信-双工通信并且选择成本低的收发芯片,就会出现许多新应用。
本次设计主要是利用无线收发电路,加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的数据收发系统。
考虑到目前市场上的一些需求,设计的主要要求是方案成本低,体积小,低功耗,集成度高,尽量无需调外部元件,传输时间短,接口简单。
nRF401是国外最新推出的单片无线收发一体芯片,它在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL 合成、FSK 调制、多频道切换等功能,并且外围元件少,便于设计生产,功耗极低,集成度高,是目前集成度较高的无线数传产品,它为低速率低成本的无线技术提出了解决方案。
2 无线数据收发系统2.1 系统组成无线数据传输系统有点对点,点对多点和多点对多点三种。
本系统由于实际应用的需要,接收器和数据终端之间的数据传输通过nRF401进行,构成点对点无线数据传输系统。
整个系统中,两数据终端之间的无线通信采用433MHz 的频段作为载波频率,收发通过串口通信。
无线数据收发系统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四部分组成,系统原理如图2-1所示:图2-1 无线数据收发系统原理图无线收发 按键 单片机系 无线收发液晶显示单片机系2.2 实现过程当我们需要发送数据时,使用按键来输入所需发送的信息。
按键与单片机AT89S52的P3.2-P3.5口相接,单片机的 P1.0口控制信息的发送与接收,并且TXD 端与收发器输入端相连,通过TXD 将数据传入收发器,收发器接收到数据后,通过FSK 调制,将信号发送出去;接收端的收发器通过解调,将载波信号转换为数字信号,完成信息传输过程;收发器的输出端通过RXD 端将数字信号输入到单片机;单片机将数据传送到显示器,这样就完成了一次数据发送与接收并显示的过程。
基于单片机的无线收发系统设计
基于单片机的无线收发系统设计无线收发系统是指通过无线电波实现信息的传递与接收的一种通讯系统。
它将从传感器或者其他设备中获取的信号转化为电信号,然后通过射频信号进行传输与接收。
在实际的无线收发系统设计中,基于单片机的无线收发系统已经成为广泛应用的一种方案。
下文将从硬件和软件两方面介绍基于单片机的无线收发系统的设计思路。
一、硬件设计基于单片机的无线收发系统包括发送端和接收端两个部分。
其中发送端主要是将电信号转化为射频信号进行传输,而接收端则是将射频信号转化为电信号进行处理。
1、发射模块设计发射模块设计中最核心的是无线电频率,因此需要选择合适的发射模块芯片。
首先需要选择一款可控制衰减的功率放大器,以便根据实际需求对其进行合适的调节。
其次需要选择一款有较多输出功率档位的变频器。
最后需要进行天线设计,根据不同场景选择不同类型的天线。
(如:旋转天线,贴片天线,板载蜂窝天线等)2、接收模块设计接收模块设计中最重要的是接收机芯片。
可以选择具有数字解调功能的芯片,以便将接收到的射频信号转换为数字信号。
通过功率放大器增益的设计,可以使信号幅度调整到最佳值,然后输出给单片机进行处理。
二、软件设计软件设计中需要编写相应的代码程序,对模块控制进行设置,并实现数据的传递。
1、发射模块控制在发射模块控制中,主要是对功率放大器与变频器进行控制。
可以利用单片机的PWM功能模拟模拟电压输出,并实现对变频器的频率和功率的调节。
同时还需要设计相应的信号调制方案,以使数据正确地传输。
2、接收模块控制在接收模块控制中,主要是对解调芯片和功率放大器进行控制,并将解调后的信号数据传输给单片机进行处理。
可以利用单片机的外部中断功能实现接收到数据的中断处理,并利用单片机的USART串口功能实现数据的传输。
综上,基于单片机的无线收发系统的设计需要考虑硬件和软件两个方面。
在硬件设计中需要选择合适的发射与接收模块,并进行天线设计。
在软件设计中需要编写相应的代码程序,实现模块控制与数据传输。
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基于51单片机的射频识别系统软硬件设计 一、系统设计概述 该系统基于51单片机控制,以无线通信为基础,搭建一个简单的射频识别系统。该系统有如下优点:①识别时,无需接触;②识别时间短;③错误识别的概率相对较小;④有良好的扩展性。这种系统进行功能扩展后可用于停车场、交通道路管理、智能物业管理等多种场合。 系统设计主要分阅读器、应答器、线圈3部分。阅读器采用晶振1和晶振2,分别提供应答器的功率驱动信号和数字调制信号。晶振1产生的振荡信 号经过带通滤波器处理后,进行功率级放大,并通过匹配网络进行阻抗变换,以最大效率从线圈发射出去,为应答器提供所需的工作能量。晶振2产生的信号经过低 通滤波器滤除高频杂波后,送往开关电路;手动设置的信息,南单片机转换为相应的控制信号,控制开关的通断,从而形成2ASK调制信号,与应答器进行通信。 此外,阅读器还需将线圈上接收到的应答信号滤波放大并检波,最终获取有效信息,并由串口读取。图1给出阅读器结构。
晶振产生振荡信号后,经低通滤波器去除高频杂波,送往开关电路,作为2ASK的载波信号。控制开关电路通断的信号由操作者通过拨码开关手动 设置,并由单片机读取后产生相应的控制信号。同时,应答器通过线圈接收功率驱动信号,待整流滤波后,得到直流电平,然后作DC-DC变换,以获取最终所需 的直流电平,供整个应答器部分工作。图2给出了应答器结构。 二、 硬件电路 1、阅读器与应答器2ASK调制解调电路 2ASK的载波信号是2MHz正弦波,它由有源晶振产生的方波经过低通滤波器得到。数字调制信号从CPU的串口输出,经过模拟开关 MX7501控制信号通断,产生了2ASK信号。Ll,L2,C1和C2构成了二阶巴特沃兹低通滤波器,输出为近似正弦波的2 MHz信号。R1与R4使LC滤波器阻抗匹配。当EN为0时,OUT为0;反之为S1通道信号。图3给出阅读器的2ASK调制电路。 图4给出了解调电路。通过匹配网络的2ASK信号幅度低,噪声大,需要经过三级处理才能解调出数字信号。首先通过OP37中高速运算放大器 将信号放大5倍,再经过高速比较器MAX910中的比较器A,将毛刺状信号加宽,减小噪声,D/A输出经L1,C1和C2组成的低通滤波器,取直流分量, 这相当于包络检波。LC低通滤波器的截止频率为480 HZ。最后将该信号进行比较整形,得到数字调制,再经QB输入到单片机串口。 2、发射电路 有源晶振产生的8 MHZ方波经带通滤波器取出8 MHz的正弦信号,并通过功率放大器后输出到线圈上。图5中,L3,L4,C7和C8构成了二阶8 MHz的巴特沃兹带通滤波器,用以滤除谐波分量。VQ1为集射极跟随器,用以调节R3,使其静态工作电流约为1.5 mA,该级电路起到与信源隔离的作用。VQ2为丙类放大器,调节R7和VQ2的基极偏压使其工作在丙类放大状态。改变C2使其谐振,此时电源电流最小。再 调节R4和VQ2的基极偏压,使电源电流更小,输出幅度更大,以处于丙类放大状态。L1为线圈,同时起到谐振电感的作用。C6为线圈的等效电容,经测量, 约为34 pF;C3为外接电容,它能使并联回路谐振在8 MHz。谐振时,L1上的电压可达45V。阅读器和应答器发射的另一个信号是2ASK信号,它经过运算放大后,通过匹配网络直接连接到线圈上。 3、应答器电源电路设计 应答器的整流滤波电路采用单相桥式整流滤波电路。T1为两个线圈,C1并接在应答器线圈两端,在8 MHz并联谐振下,其输入幅度最大。VD1~VD4采用IN5817型整流二极管,要求整流8 MHz的信号。正常时,C2两端电压基本稳定,即整流电流全部通过负载R1,因此RL越大,其电压也越大。这就要求负载尽量少,负载输入阻抗尽量大。C2 的电容值不易太大或太小,太大则吸纳的电荷越多,使输出电压就越小;导致滤波效果不佳。因此,这里取C2=47μF。在耦合信号幅度一定时,该电路的功率 驱动能力是固定的。实测中发现,当输入频率为8 MHz时,输出电压为5 V;当负载频率为1 kHz时。输出电压为4.25 V。由此可知,其驱动功率P=U2/RL=18 mW,应答器功耗必须小于该值。L1和L2进一步滤波,也能利用感应电势的作用防止电流大幅度突变,其电路如图6所示。 三、系统软件设计 1、 软件思想 该系统软件设计的基本原理是:首先通过单片机控制阅读器,发送数字基带信号,经过2ASK调制后,再由天线发射出去。应答器经天线收到调制 信号后,进行2ASK解调,解调信号通过串行口送到单片机。单片机验证信号进行处理后,将EEPROM中存储的信息读取出来,并送向调制器,调制信号再经 天线发送出去。阅读器收到返回的信号后将信号进行解调送回单片机。单片机将信号进行解码等操作,来分析返回的信号,以达到识别物品的目的。 2、程序流程图 复位后,阅读器端查寻是否有相应物品。若有,则阅读器端控制调制信号的产生。同时,允许将信号发送出去。应答器对接收到的相应信号进行解调,并检查所接收信息是否错误,并作相应处理。程序流程见图7。 RFID基础知识 ······················································································· 7 RFID应用领域 ····················································································· 13 RFID相关术语 ····················································································· 14 标签 ······································································································· 17 RFID读写设备基本介绍······································································ 20 RFID读写器 ························································································· 24 RFID知识进阶 ····················································································· 25 RFID工作频率的分类 ········································································· 29 RFID中间件知识 ················································································· 33 如何保护RFID内部信息····································································· 40 RFID天线知识 ····················································································· 45 电子标签耦合 ······················································································· 49 电子标签的制作及封装 ········································································ 52 射频标签通信协议简介 ········································································ 53 射频标签内存信息的写入方式 ···························································· 54 RFID工作频率指南和典型应用 ·························································· 54 从传统条码到RFID ············································································· 57 射频技术和条码的比较 ········································································ 62 RFID标签能否取代条码技术 ······························································ 63 使用高频标签会对人体有辐射危害吗 ················································ 64 RFID面临的问题 ················································································· 64
RFID基础知识 1.什么是RFID RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码,等等。 一套完整 RFID系统由 Reader 与 Transponder 两部份组成 ,其动作原理为由 Reader 发射一特定频率之无限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部之ID Code送出,此时Reader便接收此ID Code。 Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污,且晶片密码为世界唯一无法复制,安全性高、长寿命。 RFID的应用非常广泛,目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盜器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种:有源标签和无源标签。