無(wú)線(xiàn)射頻識別系統電路設計與應用

　　射頻識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過(guò)空間耦合實(shí)現無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。從信息傳遞的基本原理來(lái)說(shuō)，射頻識別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型，在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型（雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機）。 1948年哈里斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信”奠定了射頻識別技術(shù)的理論基礎。

　　耦合線(xiàn)圈的匹配理論

　　作為電磁能量的發(fā)射裝置一耦合線(xiàn)圈，為了實(shí)現與系統的功率匹配，必須通過(guò)無(wú)源的匹配電路實(shí)現阻抗轉換，使功率無(wú)反射地傳輸到耦合線(xiàn)圈?？梢岳蒙倭拷M件來(lái)實(shí)現相配的匹配電路。本設計使用了該匹配電路，實(shí)現了阻抗匹配。要確定匹配電路的參數，需要測量出線(xiàn)圈的電感LS和導線(xiàn)的歐姆電阻RLS.

　　應答器的發(fā)射電路分析

　　應答器：一種用于地面向列車(chē)信息傳輸的點(diǎn)式設備，分為固定（無(wú)源）應答器和可變（有源）應答器。主要用途是向列控車(chē)載設備提供可靠的地面固定信息和可變信息。應答器是一種能向車(chē)載子系統發(fā)送報文信息的傳輸設備，既可以傳送固定信息，也可連接軌旁單元傳送可變信息。在應答器的發(fā)送器部分，首先由頻率穩定的石英晶體振蕩器產(chǎn)生所需的工作頻率的信號。根據調制器的類(lèi)型，執行對振蕩器信號的ASK或FSK調制。此時(shí)基帶信號會(huì )被直接饋送到頻率合成器，再通過(guò)功率放大使調制后的信號達到所需電平，然后將調制后的放大信號輸出耦合到初級線(xiàn)圈。

　　應答器電路設計計算

　　編碼器設計由撥碼開(kāi)關(guān)和編碼芯片VD5026構成，信息由撥碼開(kāi)關(guān)生成。

　　編碼器電路

　　編碼器（encoder）是將信號（如比特流）或數據進(jìn)行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。 編碼器把角位移或直線(xiàn)位移轉換成電信號，前者成為碼盤(pán)，后者稱(chēng)碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區或絕緣區來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”;非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區和不透光區來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”，通過(guò)“1”和“0”的二進(jìn)制編碼來(lái)將采集來(lái)的物理信號轉換為機器碼可讀取的電信號用以通訊、傳輸和儲存。

　　載波振蕩器采用74HC14(＄0.0625)構成的環(huán)行振蕩器，功耗小，最小工作電壓低，適合于3V電池供電。振蕩器反饋中接入13.56MHz晶體濾波器，載波頻率穩定度高。調制器由高速CMOS器件74HC00(＄0.0663)構成，實(shí)現ASK調制。調制波形如圖所示。調制輸出信號經(jīng)反向后直接送諧振回路。

　　振幅鍵控信號波形

　　總電路圖設計

　　根據前面的分析設計，在面包板上安裝調試正確后，焊接印刷電路板，測試結果正確。

　　識別裝置工作流程圖

　　識別裝置工作流程如圖所示。此無(wú)線(xiàn)識別裝置由手動(dòng)輸入信息，經(jīng)編碼器編碼，采用ASK調制方式，載波為13.56MHz，經(jīng)線(xiàn)圈耦合發(fā)送。閱讀器將接收到的ASK信號放大后，經(jīng)二極管包絡(luò )檢波，送至數字恢復電路后，再解碼。解碼正確時(shí)，由單片機顯示結果。

　　識別裝置工作流程圖