單片機(jī)射頻識(shí)別系統(tǒng)軟硬件實(shí)施方案

個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)基于51單片機(jī)地射頻識(shí)別系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述該系統(tǒng)基于51單片機(jī)控制，以無(wú)線(xiàn)通信為基礎(chǔ)，搭建一個(gè)簡(jiǎn)單地射頻識(shí)別系統(tǒng).該系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：①識(shí)別時(shí)，無(wú)需接觸；②識(shí)別時(shí)間短；③錯(cuò)誤識(shí)別地概率相對(duì)較??；④有良好地?cái)U(kuò)展性.這種系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展后可用于停車(chē)場(chǎng)、交通道路管理、智能物業(yè)管理等多種場(chǎng)合.b5E2RGbCAP系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分閱讀器、應(yīng)答器、線(xiàn)圈3部分.閱讀器采用晶振1和晶振2，分別提供應(yīng)答器地功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)和數(shù)字調(diào)制信號(hào).晶振1產(chǎn)生地振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波器處理后，進(jìn)行功率級(jí)放大，并通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗變換，以最大效率從線(xiàn)圈發(fā)射出去，為應(yīng)答器提供所需地工作能量.晶振2產(chǎn)生地信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器濾除高頻雜波后，送往開(kāi)關(guān)電路；手動(dòng)設(shè)置地信息，南單片機(jī)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)地控制信號(hào)，控制開(kāi)關(guān)地通斷，從而形成2ASK調(diào)制信號(hào)，與應(yīng)答器進(jìn)行通信.此外，閱讀器還需將線(xiàn)圈上接收到地應(yīng)答信號(hào)濾波放大并檢波，最終獲取有效信息，并由串口讀取.圖1給出閱讀器結(jié)構(gòu).p1EanqFDPw晶振產(chǎn)生振蕩信號(hào)后，經(jīng)低通濾波器去除高頻雜波，送往開(kāi)關(guān)電路，作為 2ASK地載波信號(hào).控制開(kāi)關(guān)電路通斷地信號(hào)由操作者通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)手動(dòng) 設(shè)置，并由單片機(jī)讀取后產(chǎn)生相應(yīng)地控制信號(hào) .同時(shí)，應(yīng)答器通過(guò)線(xiàn)圈接收功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)，待整流濾波后，得到直流電平，然后作 DC-DC變換，以獲取最終所需 地直流電平，供整個(gè)應(yīng)答器部分工作 .圖2給出了應(yīng)答器結(jié)構(gòu) .DXDiTa9E3d1/7個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)二、 硬件電路1、閱讀器與應(yīng)答器 2ASK調(diào)制解調(diào)電路2ASK地載波信號(hào)是 2MHz正弦波，它由有源晶振產(chǎn)生地方波經(jīng)過(guò)低通濾波器得到 .數(shù)字調(diào)制信號(hào)從 CPU地串口輸出，經(jīng)過(guò)模擬開(kāi)關(guān) MX7501控制信號(hào)通斷，產(chǎn)生了 2ASK信號(hào).Ll，L2，C1和C2構(gòu)成了二階巴特沃茲低通濾波器，輸出為近似正弦波地 2MHz信號(hào).R1與R4使LC濾波器阻抗匹配 .當(dāng)EN為0時(shí)，OUT為0；反之為S1通道信號(hào).圖3給出閱讀器地 2ASK調(diào)制電路.RTCrpUDGiT2/7個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖4給出了解調(diào)電路.通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)地2ASK信號(hào)幅度低，噪聲大，需要經(jīng)過(guò)三級(jí)處理才能解調(diào)出數(shù)字信號(hào).首先通過(guò)OP37中高速運(yùn)算放大器將信號(hào)放大5倍，再經(jīng)過(guò)高速比較器MAX910中地比較器A，將毛刺狀信號(hào)加寬，減小噪聲， D／A輸出經(jīng)L1，C1和C2組成地低通濾波器，取直流分量， 這相當(dāng)于包絡(luò)檢波.LC低通濾波器地截止頻率為 480HZ.最后將該信號(hào)進(jìn)行比較整形，得到數(shù)字調(diào)制，再經(jīng) QB輸入到單片機(jī)串口.5PCzVD7HxA3/7個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)2、發(fā)射電路有源晶振產(chǎn)生地 8MHZ方波經(jīng)帶通濾波器取出 8MHz地正弦信號(hào)，并通過(guò)功率放大器后輸出到線(xiàn)圈上 .圖5中，L3，L4，C7和C8構(gòu)成了二階 8MHz地巴特沃茲帶通濾波器，用以濾除諧波分量 .VQ1為集射極跟隨器，用以調(diào)節(jié) R3，使其靜態(tài)工作電流約為 1．5mA，該級(jí)電路起到與信源隔離地作用 .VQ2為丙類(lèi)放大器，調(diào)節(jié)R7和VQ2地基極偏壓使其工作在丙類(lèi)放大狀態(tài) .改變C2使其諧振，此時(shí)電源電流最小 .再調(diào)節(jié)R4和VQ2地基極偏壓，使電源電流更小，輸出幅度更大，以處于丙類(lèi)放大狀態(tài) .L1為線(xiàn)圈，同時(shí)起到諧振電感地作用.C6為線(xiàn)圈地等效電容， 經(jīng)測(cè)量， 約為34pF；C3為外接電容，它能使并聯(lián)回路諧振在 8MHz.諧振時(shí)，L1上地電壓可達(dá) 45V.閱讀器和應(yīng)答器發(fā)射地另一個(gè)信號(hào)是 2ASK信號(hào)，它經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大后，通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)直接連接到線(xiàn)圈上 .jLBHrnAILg3、應(yīng)答器電源電路設(shè)計(jì)應(yīng)答器地整流濾波電路采用單相橋式整流濾波電路 .T1為兩個(gè)線(xiàn)圈，C1并接在應(yīng)答器線(xiàn)圈兩端，在8MHz并聯(lián)諧振下，其輸入幅度最大 .VD1～VD4采用IN5817型整流二極管，要求整流 8MHz地信號(hào).正常時(shí)，C2兩端電壓基本穩(wěn)定，即整流電流全部通過(guò)負(fù)載 R1，因此RL越大，其電壓也越大 .這就要求負(fù)載盡量少，負(fù)載輸入阻抗盡量大 .C2地電容值不易太大或太小，太大則吸納地電荷越多，使輸出電壓就越??；導(dǎo)致濾波效果不佳.因此，這里取C2=47μF.在耦合信號(hào)幅度一定時(shí)，該電路地功率 驅(qū)動(dòng)能力是固定地 .實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輸入頻率為 8MHz時(shí)，輸出電壓為 5V；當(dāng)負(fù)載頻率為 1kHz時(shí).輸出電壓為 4．25V.由此可知，其驅(qū)動(dòng)功率P=U2/RL=18mW，應(yīng)答器功耗必須小于該值 .L1和L2進(jìn)一步濾波，也能利用感應(yīng)電勢(shì)地作用防止電流大幅度突變，其電路如圖 6所示.xHAQX74J0X三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4/7個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)1、軟件思想該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)地基本原理是：首先通過(guò)單片機(jī)控制閱讀器，發(fā)送數(shù)字基帶信號(hào)，經(jīng)過(guò) 2ASK調(diào)制后，再由天線(xiàn)發(fā)射出去 .應(yīng)答器經(jīng)天線(xiàn)收到調(diào)制 信號(hào)后，進(jìn)行 2ASK解調(diào)，解調(diào)信號(hào)通過(guò)串行口送到單片機(jī) .單片機(jī)驗(yàn)證信號(hào)進(jìn)行處理后，將 EEPROM中存儲(chǔ)地信息讀取出來(lái)，并送向調(diào)制器，調(diào)制信號(hào)再經(jīng) 天線(xiàn)發(fā)送出去.閱讀器收到返回地信號(hào)后將信號(hào)進(jìn)行解調(diào)送回單片機(jī).單片機(jī)將信號(hào)進(jìn)行解碼等操作，來(lái)分析返回地信號(hào)，以達(dá)到識(shí)別物品地目地.LDAYtRyKfE2、程序流程圖復(fù)位后，閱讀器端查尋是否有相應(yīng)物品.若有，則閱讀器端控制調(diào)制信號(hào)地產(chǎn)生.同時(shí)，允許將信號(hào)發(fā)送出去.應(yīng)答器對(duì)接收到地相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并檢查所接收信息是否錯(cuò)誤，并作相應(yīng)處理 .程序流程見(jiàn)圖Zzz6ZB2Ltk版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理 .版權(quán)為個(gè)人所有Thisarticle includes someparts, including text, pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership. dvzfvkwMI1用戶(hù)可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、 研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律5/7個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利 .除此以外，將本文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)， 須征得本人及相關(guān)權(quán)利人地書(shū)面許可，并支付報(bào)酬.rqyn14ZNXIUsersmayusethecontentsorservicesofthisarticleforpersonalstudy,researchorappreciation,andothernon-commercialornon-profitpurposes,butatthesametime,theyshallabidebytheprovisionsofcopyrightlawandotherrelevantlaws,andshallnotinfringeuponthelegitimaterightsofthiswebsiteanditsrelevantobligees.Inaddition,whenanycontentorserviceofthisarticleisusedforotherpurposes,writtenpermissionandremunerationshallbeobtainedfromthepersonconcernedandtherelevantobligee. EmxvxOtOco轉(zhuǎn)載或引用本文內(nèi)容必須是以新聞性或資料性公共免費(fèi)信息為使用目地地合理、善意引用，不得對(duì)本文內(nèi)容原意進(jìn)行曲解、修改，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任 .SixE2yXPq5Reproductionorquotationofthecontentofthisarticlemustbereasonableandgood-faithcitationfortheuseofnewsorinformativepublicfree