嵌入式系統的RFID讀卡器和無(wú)源標簽設計
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由于在一階微分方程式中，Rchip、Cant、Rant可以忽略不計。因此，M24LR64存儲芯片和天線(xiàn)等效于諧振頻率為13．56 MHz的LC振蕩回路，滿(mǎn)足：
其中f=13．56 MHz，Ctun=28．5 pF，可以計算出一個(gè)M24LR64時(shí)所需天線(xiàn)電感。由于采用3個(gè)M24LR64并聯(lián)，總電容為單個(gè)M24LR64的3倍。求得設計標簽所需的天線(xiàn)電感：
代入數據，可得所設計標簽的理想天線(xiàn)電感Lant=1 611．22 nH。
設計天線(xiàn)形狀為正方環(huán)形天線(xiàn)，如圖6所示。
正方環(huán)形天線(xiàn)的電感滿(mǎn)足以下經(jīng)驗公式：
其中，μ0=4π×10-7H／m，K1=2．34，K2=2．75，dout和din分別表示外徑和內徑，N為匝數。采用Grover算法，計算所設計天線(xiàn)實(shí)際電感Lant'，即：
其中，L是每條線(xiàn)段的自感，s是線(xiàn)段數量為24，M是天線(xiàn)每段之間的互感?？傻盟O計標簽天線(xiàn)的電感實(shí)際值：Lant'=1 611．39 nH和理想天線(xiàn)電感Lant=1 611．22 nH誤差：
可見(jiàn)誤差極小，精確度極高，可以滿(mǎn)足需求。
3 系統測試
本文設計標簽實(shí)物圖如圖7所示，右上方為3個(gè)M24LR64，右下方為I2C總線(xiàn)接口。在上位機對嵌入式RFID讀卡器進(jìn)行標簽信息讀寫(xiě)，結果測試圖如圖8(a)所示，其中顯示的為每個(gè)M24LR64的唯一標識號，即UID號；如圖8(b)所示，可以向標簽中任意存儲空間寫(xiě)入數據并讀出。由此可見(jiàn)，能夠成功地對3個(gè)M24LR64進(jìn)行讀寫(xiě)操作，沒(méi)有遮擋物的讀寫(xiě)距離為6．8 cm，實(shí)現了大容量標簽的設計。同時(shí)，I2C總線(xiàn)接口的測試顯示，本文設計的嵌入式RFID讀卡器能夠對其進(jìn)行有線(xiàn)讀寫(xiě)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201610/306023.htm
實(shí)驗室環(huán)境下，標簽和讀卡器之間相隔玻璃瓶、木桌、塑料制品，標簽能夠穩定讀取三個(gè)芯片的概率約為99％，穩定讀取距離至少為5 cm。由此可見(jiàn)，該讀卡器和標簽在有一般遮擋物時(shí)，在穩定讀取和讀寫(xiě)距離方面均滿(mǎn)足一般需要。
結語(yǔ)
本文詳細介紹了基于STM32103VET6微處理器，配合CR95HF射頻芯片的嵌入式RFID讀卡器設計。同時(shí)，設計了一款與讀卡器匹配，存儲容量可達24 KB的無(wú)源RFID標簽。經(jīng)實(shí)際測試，設計的標簽能與讀卡器進(jìn)行準確的無(wú)線(xiàn)讀寫(xiě)，并能通過(guò)I2C總線(xiàn)接口連接到微處理器實(shí)現有線(xiàn)通信，具有功耗低、便攜等特點(diǎn)。本設計應用范圍廣，尤其適用于數據量大、傳輸速度相對較高的移動(dòng)應用的場(chǎng)合。
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