基于1T單片機的電子標簽銷(xiāo)碼器[圖]

0 引言

電子標簽在現代超市、圖書(shū)館、倉儲等公共流通部門(mén)的防盜系統中應用越來(lái)越廣泛。電子標簽及其銷(xiāo)碼本質(zhì)為一種射頻識別(RFID)系統，其工作方式為非接觸式，是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性，對靜止的或移動(dòng)中的待識別物品進(jìn)行自動(dòng)識別，有快捷、方便等優(yōu)點(diǎn)。本設計以單片機STC12C2052AD為核心，應用NE546鎖相環(huán)等芯片，以及頻率合成、高頻小信號檢測等技術(shù)，制作的電子標簽銷(xiāo)碼器具有較高的可靠性和實(shí)際應用價(jià)值。

1 系統硬件設計

RFID系統一般由電子標簽和閱讀器兩部分組成。應用中，電子標簽附著(zhù)在待識別的物品上，閱讀器用于當附著(zhù)電子標簽的待識別物品通過(guò)其讀出范圍時(shí)，以無(wú)接觸的方式自動(dòng)將電子標簽中的約定識別信息取出，從而實(shí)現自動(dòng)識別物品或自動(dòng)收集物品標識信息的功能。

RFID是運用L-C振蕩回路工作的。該振蕩回路調到一個(gè)規定的諧振頻率fH?，F代系統中采用在商品銘牌薄膜的導體上蝕刻應答器線(xiàn)圈，生產(chǎn)的電容器片中間的絕緣薄膜使用10μm厚。將振蕩回路移入到交變磁場(chǎng)附近，如果交變磁場(chǎng)的頻率fG與振蕩回路的諧振頻率fH相吻合，振蕩回路產(chǎn)生諧振，從交變磁場(chǎng)獲取能量。因此，振蕩線(xiàn)圈上的振蕩過(guò)程，可以根據交變磁場(chǎng)中振蕩線(xiàn)圈的短時(shí)電壓或電流變化得到。這種線(xiàn)圈電流的短時(shí)上升(或者線(xiàn)圈電壓短時(shí)下降)被直觀(guān)地稱(chēng)作降落(Dip)。

這種Dip的相對強度主要取決于兩個(gè)線(xiàn)圈接近的速度，為了保證可靠地識別粘貼在產(chǎn)品上的應答器振蕩回路，需要獲得一個(gè)盡可能明顯的Dip，可采用產(chǎn)生的磁場(chǎng)頻率不是恒定的，而是掃描的。使振蕩器頻率不斷掃過(guò)最大和最小頻率之間的范圍，如果掃描的振蕩器頻率正好命中了(應答器里振蕩回路的)fH，則振蕩回路就開(kāi)始起振，并由此在振蕩器線(xiàn)圈的電源電流中產(chǎn)生一個(gè)明顯的Dip，從而檢測到電子標簽。為了在付款處不揭下電子標簽，收銀員收款后將被保護的產(chǎn)品放到一個(gè)裝置(電子標簽銷(xiāo)碼器)上，該裝置產(chǎn)生一個(gè)足夠強的磁場(chǎng)，其感應電壓能使電子標簽的薄膜電容擊穿，破壞振蕩回路，使振蕩回路在掃描頻率的范圍內不會(huì )產(chǎn)生諧振，這樣，被保護的產(chǎn)品就檢測不到。

電子標簽銷(xiāo)碼器的主要技術(shù)指標有：1)能識別電子標簽，能對電子標簽去活化處理。2)電子標簽諧振頻率：8.2MHz+10%。3)掃描頻率：90Hz。4)最大工作速度：40枚/s。5)最大工作距離：50cm。

電子標簽銷(xiāo)碼器構成的框圖如圖1所示。由掃描頻率產(chǎn)生電路、功率放大與發(fā)射電路、檢測電路、單片機控制電路和報警電路構成。

1.1 掃描電路

掃描電路采用高頻模擬鎖相環(huán)NE564構成，NE564的最高工作頻率可達50MHz，采用+5V單電源供電，特別適用于高速數字通信中FM信號及FSK(移頻鍵控)信號的調制、解調，無(wú)需外接復雜的濾波器。利用NE564的調頻功能，先讓其工作在一個(gè)固定頻率，再利用其調頻特性進(jìn)行頻率的掃描。通過(guò)單片機的P3.7腳輸出占空比周期變化的PWM電壓，經(jīng)過(guò)電阻R30、R31和電容C30、C31濾波，運放LM324構成的差動(dòng)放大器后產(chǎn)生的調制信號電壓，輸入到NE564的FM端，從而控制NE564的輸出頻率。使掃描頻率以8.2MHz為中心頻率，左右頻偏10%，且通過(guò)掃描方式(90Hz掃描)，步進(jìn)128步來(lái)完成7.38～9.02MHz頻率的產(chǎn)生。掃描電路如圖2所示。