搜索
热门关键词:
电源模块
奥地利微电子
PLC
电动机
触摸屏
手机版
官方微博
微信公众号
登录
|
免费注册
首页
新闻
新品
文章
下载
电路
问答
视频
职场
杂谈
会展
工具
博客
论坛
在线研讨会
技术频道:
单片机/处理器
FPGA
软件/编程
电源技术
模拟电子
PCB设计
测试测量
MEMS
系统设计
无源/分立器件
音频/视频/显示
应用频道:
消费电子
工业/测控
汽车电子
通信/网络
医疗电子
机器人
当前位置:
EEChina首页
›
论坛
›
草稿箱
返回列表
查看:
2403
|
回复:
0
浅谈基于T89C2051的RFID技术的实现
[复制链接]
designapp
designapp
当前离线
积分
16020
发表于 2016-10-26 15:36:18
|
显示全部楼层
|
阅读模式
白皮书下载:测量系统构建完整指南
贸泽电子有奖问答视频,回答正确发放10元微信红包
关键词:
T89C2051
,
RFID
摘要:
文章介绍了
RFID
技术的分类、组成及基本原理,完成了基于T89C2051的RFID技术的实现方案,系统的介绍由低
电压
、高性能的T89C 2051控制的无源应答器和外置单电源供电的阅读器组成。而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覆盖区域时,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
1 RFID简介
1.1 RFID技术
RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别,俗称
电子
标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个阅读器和很多应答器组成。
1.2 RFID的基本组成部分
应答器:由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;
阅读器:读取(有时还可以写入)应答器信息的设备,可设计为手持式或固定式;
天线:在应答器和阅读器间传递射频信号。
1.3 RFID技术的基本工作原理
RFID技术的基本工作原理并不复杂,应答器进入磁场后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应
电流
所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者主动发送某一频率的信号;阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统,是由阅读器与应答器及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是阅读器发射一特定频率的
无线电
波能量给应答器,用以驱动应答器
电路
将内部的数据送出,此时阅读器便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。
2 基于T89C22051的RFID技术的实现系统方案
2.1 系统总体设计方案
本系统主要由阅读器和应答器组成,阅读器将
振荡器
的振荡信号放大后经耦合线圈辐射出去;应答器一方面从耦合线圈得到激励信号,另一方面将所得信号经调频整流和稳压后送入发射机和单片机为其提供能量,采用自动开关控制发射机电源通断以降低功耗。
采用频分方式,阅读器发射与应答器信号不同频率的大功率的高频信号,作为应答器的能源。应答器收到高频信号后将其高频整流作为整个应答器的电源,应答器的发射系统根据单片机提供的编码完成信号的调制及发射。
2.2 模块方案选择
2.2.1 调制方式选择
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,选择数字调制方式中的ASK。
2.2.2 电源的设计
应答器线圈并联
电容
,负载
电阻
并联上一个和电压有关的分流电阻。输出电压稳定,抗干扰能力强,可调性高,理想的达到数据载体的工作电压。
3 理论分析与计算
3.1 耦合线圈的匹配理论
无源工作的应答器所需要的能量必须由阅读器供应,高频的强电磁场有阅读器的天线线圈产生,这种磁场穿过线圈横截面和线圈周围的空间,因为使用频率内的波长比阅读器天线和应答器之间的距离大好多倍,可以把应答器到天线的电磁场当作简单的交变磁场。应答器的天线线圈和
电容器
C1构成谐振回路,调谐阅读器的发射频率,通过该回路的谐振,应答器线圈上的电压U达到最大值。动作磁场强度最小,线圈的结构可以解释为
变压器
弱耦合。
3.2 阅读器发射电路分析
阅读器由振荡器,控制器和接收识别电路(解码电路)三大部分组成。其中振荡器为发射环节的关键部分,它为天线提供与应答器进行联系所需谐振频率。振荡器采用4MHZ晶振,经74HC4060进行32分频得到125KHZ方波。再经LC谐振回路提供给天线,经阅读器与应答器之间磁场传输到应答器一方,从而实现为应答器传输能量同时担当信号传输之作用。
3.3 阅读器接收电路分析
阅读器对应答器信号的接收是通过应答器部分能量的分担实现阅读器部分能量的变化实现的。天线信号经二极管波,送双功放LF353,再经电压
比较器
LM311送入单片机。
4 电路和程序设计
4.1 阅读器电路设计计算
由于装置功率小,选取工作频率为125KHz,选用4MHz晶振进行32分频得到。根据要求耦合线圈为10匝,线圈直径D为6.6cm,漆包线直径d为0.5cm由
电感
的计算公式:
L=(0.01*D*N*N)/(I/D+0.44)=(0.01*6.6*10*10)/(0.5*10/6.6+0.44)=5.5μH
式中,D为线圈直径(cm);I=N*d为线圈绕组长度(cm);d为漆包线直径(cm);N为线圈匝数,L=25330.3/[(f0*f0)*c]
即C=25330.3/[(f0*f0)*L]=0.2F。
式中,f0为工作频率,MHz;L谐振电感,μH4.2开关与振荡
电路图
设计开关与振荡电路图设计如图2所示:
4.3 应答器电路设计
应答器主要由整流滤波电路、自动开关、发射电路和单片机小系统组成,其原理框图如图3所示。
4.4 识别装置工作流程
识别装置工作流程图如图4所示:
4.5 完整电路图如图5所示
5 调试方法:
5.1 阅读器
5.1.1
用普通
示波器
测试阅读器线圈两端的波形,按照理论应该输出正弦波,若波形不正确,测试晶振是否起振,检查各引脚是接错。
5.1.2
示波器观察阅读器接收线圈上的波形,应该接受到正弦波,若不出现,适度调整两线圈之间的距离,调整阅读器的晶体振荡电路的各参数以输出更大的能量。
5.2 应答器
用
万用表
测试AT89C2051的码输出端,观察万用表的摆动情况,理论上万用表左右等幅摆动,若不摆动则用示波器测晶振端是否有波形输出,用
仿真
器检测程序的正确性。
6 测试结果
6.1 测试数据的完整性
用单只绿色
LED
的点亮检测有码的传输,四个红色LED显示所发送的数据。经过大量的实验,观测数据,发现试验结果的误差满足设计要求。测试数椐如下表所示:
6.2 测试结果分析
阅读器上点复位后,按启动键后阅读器打开功放,先为应答器发0.5s载波,以给应答器充电一段时间保证应答器能正常工作。后发4标志位,在发编码,每位码与码之间延时0.9ms左右。若不能正确接收校验码,则从头开始再重新接受。因此,时间在03:42:41.63与04:06:42.13之间,误码率在允许范围之内,从以上分析可知基于T89C2051的RFID技术得以实现。
相关文章
•
贸泽电子开售Molex新款高频射频识别解决方案
•
展望2023年,制造业技术的五大趋势
•
标签数据标准让RFID技术更有成效
•
复旦微电推出UHF RFID整体解决方案,高度适用无源物联应用场景
•
如何在物流跟踪应用中部署最新的 RFID 技术
•
指定并使用 IIoT 资产追踪 RFID
•
下游产量及库存需求的增长助推RFID进一步应用于制造业
•
RFID和NFC之间的那些事儿,你真的了解吗?
•
火爆:第十四届南京智慧城市、物联网、大数据博览会
•
基于RFID技术的物流货物分拣管理应用
回复
举报
返回列表
高级模式
B
Color
Image
Link
Quote
Code
Smilies
您需要登录后才可以回帖
登录
|
立即注册
本版积分规则
发表回复
回帖后跳转到最后一页
关于我们
-
服务条款
-
使用指南
-
站点地图
-
友情链接
-
联系我们
电子工程网
© 版权所有
京ICP备16069177号
| 京公网安备11010502021702
快速回复
返回顶部
返回列表