新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 利用51单片机实现简单射频无线识别装置系统

利用51单片机实现简单射频无线识别装置系统

作者:时间:2014-01-16来源:网络收藏

1 引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/226897.htm

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。射频识别工作无须人工干预,非接触,阅读速度快,无磨损,不受环境影响,寿命长,便于使用。目前,射频识别技术在国外发展非常迅速,射频识别产品种类繁多,已广泛用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域,如汽车、火车等交通监控;高速公路自动收费系统;停车场管理系统;物品管理;仓储管理;车辆防盗等。由于我国射频识别技术起步较晚,除用于中国铁路的车号自动识别系统外,仅限于射频公交卡的应用。

在此,给出一种实现简单射频识别系统的方式。阅读器和应答器均包含在单片机控制系统中,利用2ASK调制与解调电路以及匹配网络电路,使整个系统的可识别有效距离约为10 cm,这已能够符合一般应用的需求。

2 系统设计概述

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。

利用51单片机实现简单射频无线识别装置系统

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。

利用51单片机实现简单射频无线识别装置系统3 硬件电路

3.1 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。

利用51单片机实现简单射频无线识别装置系统

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480HZ。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。

利用51单片机实现简单射频无线识别装置系统

3.2 发射电路

有源晶振产生的8MHZ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8MHz。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。

利用51单片机实现简单射频无线识别装置系统


上一页 1 2 下一页

关键词: 51单片机 射频无线
分享给小伙伴们:

评论


相关推荐

技术专区

关闭