單片機射頻識別系統軟硬件實施方案

個人收集整理 僅供參考學習基于51單片機地射頻識別系統軟硬件設計一、系統設計概述該系統基于51單片機控制，以無線通信為基礎，搭建一個簡單地射頻識別系統.該系統有如下優(yōu)點：①識別時，無需接觸；②識別時間短；③錯誤識別地概率相對較??；④有良好地擴展性.這種系統進行功能擴展后可用于停車場、交通道路管理、智能物業(yè)管理等多種場合.b5E2RGbCAP系統設計主要分閱讀器、應答器、線圈3部分.閱讀器采用晶振1和晶振2，分別提供應答器地功率驅動信號和數字調制信號.晶振1產生地振蕩信號經過帶通濾波器處理后，進行功率級放大，并通過匹配網絡進行阻抗變換，以最大效率從線圈發(fā)射出去，為應答器提供所需地工作能量.晶振2產生地信號經過低通濾波器濾除高頻雜波后，送往開關電路；手動設置地信息，南單片機轉換為相應地控制信號，控制開關地通斷，從而形成2ASK調制信號，與應答器進行通信.此外，閱讀器還需將線圈上接收到地應答信號濾波放大并檢波，最終獲取有效信息，并由串口讀取.圖1給出閱讀器結構.p1EanqFDPw晶振產生振蕩信號后，經低通濾波器去除高頻雜波，送往開關電路，作為 2ASK地載波信號.控制開關電路通斷地信號由操作者通過撥碼開關手動 設置，并由單片機讀取后產生相應地控制信號 .同時，應答器通過線圈接收功率驅動信號，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，供整個應答器部分工作 .圖2給出了應答器結構 .DXDiTa9E3d1/7個人收集整理 僅供參考學習二、 硬件電路1、閱讀器與應答器 2ASK調制解調電路2ASK地載波信號是 2MHz正弦波，它由有源晶振產生地方波經過低通濾波器得到 .數字調制信號從 CPU地串口輸出，經過模擬開關 MX7501控制信號通斷，產生了 2ASK信號.Ll，L2，C1和C2構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.R1與R4使LC濾波器阻抗匹配 .當EN為0時，OUT為0；反之為S1通道信號.圖3給出閱讀器地 2ASK調制電路.RTCrpUDGiT2/7個人收集整理 僅供參考學習圖4給出了解調電路.通過匹配網絡地2ASK信號幅度低，噪聲大，需要經過三級處理才能解調出數字信號.首先通過OP37中高速運算放大器將信號放大5倍，再經過高速比較器MAX910中地比較器A，將毛刺狀信號加寬，減小噪聲， D／A輸出經L1，C1和C2組成地低通濾波器，取直流分量， 這相當于包絡檢波.LC低通濾波器地截止頻率為 480HZ.最后將該信號進行比較整形，得到數字調制，再經 QB輸入到單片機串口.5PCzVD7HxA3/7個人收集整理 僅供參考學習2、發(fā)射電路有源晶振產生地 8MHZ方波經帶通濾波器取出 8MHz地正弦信號，并通過功率放大器后輸出到線圈上 .圖5中，L3，L4，C7和C8構成了二階 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，用以調節(jié) R3，使其靜態(tài)工作電流約為 1．5mA，該級電路起到與信源隔離地作用 .VQ2為丙類放大器，調節(jié)R7和VQ2地基極偏壓使其工作在丙類放大狀態(tài) .改變C2使其諧振，此時電源電流最小 .再調節(jié)R4和VQ2地基極偏壓，使電源電流更小，輸出幅度更大，以處于丙類放大狀態(tài) .L1為線圈，同時起到諧振電感地作用.C6為線圈地等效電容， 經測量， 約為34pF；C3為外接電容，它能使并聯回路諧振在 8MHz.諧振時，L1上地電壓可達 45V.閱讀器和應答器發(fā)射地另一個信號是 2ASK信號，它經過運算放大后，通過匹配網絡直接連接到線圈上 .jLBHrnAILg3、應答器電源電路設計應答器地整流濾波電路采用單相橋式整流濾波電路 .T1為兩個線圈，C1并接在應答器線圈兩端，在8MHz并聯諧振下，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.正常時，C2兩端電壓基本穩(wěn)定，即整流電流全部通過負載 R1，因此RL越大，其電壓也越大 .這就要求負載盡量少，負載輸入阻抗盡量大 .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??；導致濾波效果不佳.因此，這里取C2=47μF.在耦合信號幅度一定時，該電路地功率 驅動能力是固定地 .實測中發(fā)現，當輸入頻率為 8MHz時，輸出電壓為 5V；當負載頻率為 1kHz時.輸出電壓為 4．25V.由此可知，其驅動功率P=U2/RL=18mW，應答器功耗必須小于該值 .L1和L2進一步濾波，也能利用感應電勢地作用防止電流大幅度突變，其電路如圖 6所示.xHAQX74J0X三、系統軟件設計4/7個人收集整理 僅供參考學習1、軟件思想該系統軟件設計地基本原理是：首先通過單片機控制閱讀器，發(fā)送數字基帶信號，經過 2ASK調制后，再由天線發(fā)射出去 .應答器經天線收到調制 信號后，進行 2ASK解調，解調信號通過串行口送到單片機 .單片機驗證信號進行處理后，將 EEPROM中存儲地信息讀取出來，并送向調制器，調制信號再經 天線發(fā)送出去.閱讀器收到返回地信號后將信號進行解調送回單片機.單片機將信號進行解碼等操作，來分析返回地信號，以達到識別物品地目地.LDAYtRyKfE2、程序流程圖復位后，閱讀器端查尋是否有相應物品.若有，則閱讀器端控制調制信號地產生.同時，允許將信號發(fā)送出去.應答器對接收到地相應信號進行解調，并檢查所接收信息是否錯誤，并作相應處理 .程序流程見圖Zzz6ZB2Ltk版權申明本文部分內容，包括文字、圖片、以及設計等在網上搜集整理 .版權為個人所有Thisarticle includes someparts, including text, pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership. dvzfvkwMI1用戶可將本文地內容或服務用于個人學習、 研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時應遵守著作權法及其他相關法律5/7個人收集整理 僅供參考學習地規(guī)定，不得侵犯本網站及相關權利人地合法權利 .除此以外，將本文任何內容或服務用于其他用途時， 須征得本人及相關權利人地書面許可，并支付報酬.rqyn14ZNXIUsersmayusethecontentsorservicesofthisarticleforpersonalstudy,researchorappreciation,andothernon-commercialornon-profitpurposes,butatthesametime,theyshallabidebytheprovisionsofcopyrightlawandotherrelevantlaws,andshallnotinfringeuponthelegitimaterightsofthiswebsiteanditsrelevantobligees.Inaddition,whenanycontentorserviceofthisarticleisusedforotherpurposes,writtenpermissionandremunerationshallbeobtainedfromthepersonconcernedandtherelevantobligee. EmxvxOtOco轉載或引用本文內容必須是以新聞性或資料性公共免費信息為使用目地地合理、善意引用，不得對本文內容原意進行曲解、修改，并自負版權等法律責任 .SixE2yXPq5Reproductionorquotationofthecontentofthisarticlemustbereasonableandgood-faithcitationfortheuseofnewsorinformativepublicfree