【正文】 閱讀器輸出 一 個(gè) 125kHz 的充電脈沖到 汽 車鑰匙頂部的應(yīng)答器。在射頻識別系統(tǒng)中 ，載波一般由閱讀器發(fā)出并進(jìn)行調(diào)制，而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)制也有許多的方法，如調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相等，射頻識別系統(tǒng)一般采用調(diào)幅方式。 應(yīng)答器與閱讀器之間的數(shù)據(jù)傳輸 是 通過數(shù)據(jù)在空氣介質(zhì)中以無線電波的形式進(jìn)行的。射頻識別的距離可達(dá)到幾十厘米至幾米，并且可以傳輸大量的保密信息。當(dāng)進(jìn)入閱讀器的閱讀范圍時(shí)，受到閱讀器發(fā)出的射頻能量的激勵(lì)，進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，用 于 傳輸通信XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 的射頻能量與無源應(yīng)答器一樣源自閱讀器。 根據(jù)應(yīng)答器與閱讀器作用距離的不同，射頻識別系統(tǒng)可以分為： ★ 密耦合，作用距離為 01cm； ★ 疏耦合，作用距離為 1100cm； ★ 遠(yuǎn)距離，作用距離為 1m以上。時(shí)鐘產(chǎn)生電路：通過分頻器形成工作所需要的各種時(shí)鐘。 閱讀器的組成 結(jié)構(gòu) 如 圖 。 FRAM是一種新的，非瞬態(tài)存儲技術(shù)。但有一個(gè) 例外 ，這就是 1比特應(yīng)答器，它進(jìn)行“是”或“否”應(yīng)答，在需要簡單監(jiān)控的場所是適合的，它的價(jià)格便宜，在百貨商場的商品防盜系統(tǒng)中獲得大量的應(yīng)用?；诓煌膽?yīng)用，對應(yīng)答器的體積、性能等的要求也各不相同?；?RFID的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)是將射頻識別技術(shù)應(yīng)用到汽車防盜系統(tǒng)中的一次成功嘗試。射頻識別 是 無線電識別的簡稱，即通過無線電波進(jìn)行識別。它源于無線電通信技術(shù)，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)智能控制、智能識別、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)，順應(yīng)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，電子商務(wù)等熱點(diǎn)應(yīng)用的發(fā)展需要。這一系統(tǒng)克服了市場上使用的電池遙控裝置的弱點(diǎn)，能夠有效地達(dá)到汽車防盜的目的。 一般來說應(yīng)答器的主要功能特點(diǎn)有：具有信息存儲、處理能力 ， 可接收、發(fā)送無線信號，外圍部件少 ,功耗低，能在低電壓 下工作；依據(jù)不同需要，具有無線、射頻微波探測器、調(diào)制器，解調(diào)器、控制邏輯及存儲器等 部件 。 簡單系統(tǒng)的應(yīng)答器的數(shù)據(jù)不多，大多是序列號碼，在加工芯片時(shí)寫入，以后就不能改變。 FRAM存儲單元的基本原理是鐵電效應(yīng)，即一種材料在不存在的電場情況下，保持其電報(bào)化的能力。圖中各部分的功能簡述如下：發(fā)送通道，對載波信號進(jìn)行功率放大，向應(yīng)答器傳送操作命令及寫數(shù)據(jù)。MCU： 微控制器 是 讀寫器工作的核心，完成收發(fā)控制、向 應(yīng)答器發(fā)命令及寫數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 讀取與處理、與高層處理應(yīng)用系統(tǒng)的通信等工作。 根據(jù)應(yīng)答器的供電方式可以分為： ★ 無源（ passive)，無源應(yīng)答器有內(nèi)裝電池，在閱讀器的范圍之外時(shí)，應(yīng)答器處于無源狀態(tài)，在閱讀器的范圍之內(nèi)時(shí)，應(yīng)答器從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取其工作所需的電能。 ★ 有源 (active)，有 源應(yīng)答器的工作電源完全由內(nèi)部電池供給，同時(shí)應(yīng)答器電池的能量供應(yīng)也部分地轉(zhuǎn)換為應(yīng)答器與閱讀器通信所需的射頻能量。 射頻識別系統(tǒng)的基本工作原理是閱讀器加電工作后發(fā)出定向查詢的射頻信號，當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入讀寫器的有效查詢范圍內(nèi)，將自身存儲的電子信息發(fā)送給閱讀器，由應(yīng)答器發(fā)送的應(yīng)答信號經(jīng)閱讀器接收處理后獲得應(yīng)答器所存儲的電子信息。一般地，我們可以用兩個(gè)參數(shù)衡量數(shù)據(jù)在空氣介質(zhì)中的傳播，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x。 2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 基于射頻識別 (RFID）汽車防盜系統(tǒng)裝置是將射頻識別技術(shù)用于汽車防盜 技術(shù)中。應(yīng)答器接收到這個(gè)脈沖信號后就 使 電容器充電，從而使應(yīng) 答器發(fā)射 一 個(gè)特定的代碼至閱讀XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 器，信號的傳輸就發(fā)生在閱讀器的天線和應(yīng)答器的天線之間。 基于射頻識別的汽車防盜整個(gè)裝置是由單片機(jī) 、 射頻卡讀寫電路 、 語音報(bào)警電路 、電源監(jiān)控電路 、 存儲器接口電路 、 鍵盤和應(yīng)答器組成。 表 U2270B 的引腳功能 引腳 代號 功能 引腳 代號 功能 1 GND 地 9 COIL1 天線 1 2 OUTPUT 數(shù)據(jù)輸出 10 VEXT 外部電源 3 OE 數(shù)據(jù)輸出使能 11 DVS 天線驅(qū)動(dòng)器電源 4 INPUT 信號輸入 12 Vbatt 電池電壓 5 MS 模式選擇 13 STANDBY 備用輸入 6 CFE 載波使能 14 VS 內(nèi)部電源 7 DGND 天線驅(qū)動(dòng)器地 15 RF 載波頻率調(diào)節(jié) XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 8 COIL2 天線 2 16 HIPASS DC去耦 圖 U2270B 的組成框圖 基站芯片 U2270B 的 基本工作原理是：振蕩器在 CEF引腳 為高電平是 ,產(chǎn)生的射頻載波信號經(jīng)驅(qū)動(dòng)由 Coil Coil2引腳輸出，天線線圈產(chǎn)生一足夠強(qiáng)度的磁場為應(yīng)答器供電。它主要由讀寫基站芯片 U2270B 及外圍電路和讀寫天線組成。 Vbatt： 電池電源輸入端。 XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 U2270B 的雙電源工作方式 以上兩種 供電 方式， U2270B都不能進(jìn)入低功耗方式。 圖 U2270B 的電池供電工作方式 U2270B的以上特性，使得它能適用于多種工作環(huán)境。具體可用 RF和 Vs引 腳之間的固定電阻來調(diào)整，使其接近天線諧振頻率。二者的組合保證了有用 頻 帶的選通 (帶通 )， 其 頻率響應(yīng)高通特性的下 限 載 止 頻率 ， 取決于解調(diào)器的輸出阻抗、 LPF的輸出阻抗 Ri（后者的典型值 為 220k? ）和輸入電容 CIN的值。 表 數(shù)據(jù)傳輸率與輸入電容、去耦電容的關(guān)系 數(shù)據(jù)率 ?=125kHz 耦合電容 CIN 去耦電容 CHP F/32=F/64= 去耦電容 ： 差分放大器的增益 G,典型值為 30(CHP=）。 射頻電路的設(shè)計(jì) U2270B應(yīng)用電路的形式取決于磁耦合情況。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 22 M a r 2 01 1 S h e e t of F il e : C : \ D oc um e n t s a nd S e t ti ng s \ L i us ha \桌面 \楊毅的先不要?jiǎng)h啊 \ M y D e s i g bD r a w n B y:43 K75 k10 0K824. 7K47 0K68 k36 01. 35 m HA nt e nn a22 uF4. 7n f1. 2n FI N 41 481. 5n F68 0p F10 0n F4 * I N 4 1 4 8U 22 70 BB C 6 3922 uF22 uFV C CI / OG N DG N DD G N DI N P U TC o i l 1C o i l 2H I P A S SRFVS V E X T DVs V B a t tC F EAT89S511 2 VO u t pu tS t a n d byMS++OE XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 U2270B 的應(yīng)用 在本路中，加入了兩個(gè)頻率調(diào)整環(huán)節(jié) [5]。通過 DD2的反饋電流控制振蕩器的頻率，使得上述電壓間的相移達(dá)到 90度，從而使讀寫器天線被激勵(lì)在它的諧振頻率上。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 21 M a r 2 01 1 S h e e t of F il e : C : \ D oc um e n t s a nd S e t ti ng s \ L i us ha \ 桌面 \楊毅的先不要?jiǎng)h啊 \ M y D e s i g bD r a w n B y:D1D4D3D2R1 75KR2 1 0 0 KR368KR443KC14 . 7 nA n t e n n aC o i l 2D r i v e r O u t p u t sC o i l 1VSRF XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 二極管反饋的振蕩器控制回路圖 圖 天線線圈波形 進(jìn)入 C1的合成電流為 T2期間的電流之和。 系統(tǒng)其它的電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 本文的閱讀器微控制器模塊采用單片機(jī)及其外圍電路組成，選擇單片機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：系統(tǒng)時(shí)鐘頻率、計(jì)算速度、處理能力、兼容性、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)等。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP和 PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。利用該電路可以很方便地實(shí)現(xiàn)汽車防盜系統(tǒng)的安全提示和報(bào)警功能。這個(gè)階段由前置放大器、放大器和自動(dòng)增益控制電路來實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)增益控制電路，能隨時(shí)跟蹤、監(jiān)視控制放大器輸出地音頻信號電平，并反饋增益電壓，實(shí)現(xiàn)對前置放大器的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)，以便維持進(jìn)入輸入濾波器的信號是最佳的電平。釋放時(shí)間是指輸入信號降低時(shí)，使增益增加所需要的時(shí)間。對輸入的信號調(diào)整后，再將輸入波形通過模擬收發(fā)器，寫入模擬存儲器陣列中。采樣時(shí)鐘頻率會影響錄音的時(shí)間長度和錄音質(zhì)量。 ISD2560芯片的每個(gè) EEPROM存儲單元 [8]等效于 8個(gè)存儲器。在多次語音信號的寫入過程中，電子被“泵入”存儲陣列，并使存儲電平反饋到比較器。 引腳功能及應(yīng)用電路的設(shè)計(jì) ， ISD2560各個(gè)引腳的功能如下： MIC IN (17腳 )：話筒前置放大器端，用于放大 120mV范圍內(nèi)的信號，本端連接至片內(nèi)前置放大器，外接話筒應(yīng)通過串聯(lián)電容耦合到本段。響應(yīng)時(shí)間取決于本端的輸入阻抗外接的對地 電容的時(shí)間常數(shù)，釋放時(shí)間取決于本端外接的并聯(lián)對地電容和電阻的時(shí)間常數(shù)。 EOM (25腳）， EOM 標(biāo)志在錄音時(shí)由芯片自動(dòng)插入到該信息的結(jié)尾。 SP+、 SP (1 15腳）：揚(yáng)聲器輸出端。 VSSD、 VSSA (1 13腳 )數(shù)字地和模擬地 ，這兩腳最好在引腳焊盤上相連。 /PR（ 27腳）：本端狀態(tài)在 CE 的下 降沿鎖存。如果 CE 一直為低，或芯片工作在某些操作模式，放音會忽略EOM ，繼續(xù)進(jìn)行下去。 AT89S51與 ISD2560 的接口電路 圖： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 22 M a r 2 01 1 S h e e t of F il e : C : \ D oc um e n t s a nd S e t ti ng s \ L i us ha \桌面 \楊毅的先不要?jiǎng)h啊 \ M y D e s i g bD r a w n B y:c51 u fc30 . 2 2 u fc40 . 2 2 u fc24 . 7 u fc14 7 u fr31kr21 0 kr41 0 kr54 7 0 kV C CBMP / RE O MPDCEP 1 . 0P 1 . 6P 1 . 7P 3 . 4P 3 . 5A 0 / M 0A 6 / M 6A7A8A9X C L KP / RE O MPDCES P S P +A N A O U TM I C I NM I C O U TA N A I NP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2p 3 . 3A T 8 9 S 5 1 I S D 2 5 6 0 BL......... XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 AT89S51 與 ISD2560 的 接 口電路 存儲接口電 路 讀寫器中的存儲器設(shè)計(jì)采用 24LC系列的電可擦除可編程只讀存儲其 (EEPROM） [11]。重新上電后，系統(tǒng)又會回到掉電的狀態(tài)，這樣可以有效地防止人為對汽車電源的破壞，提高安全性。 NC為空腳。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)該 在該引腳上接一個(gè) 左右的上拉電阻。其中電源管 理與單片機(jī)軟件結(jié)合主要可用來對突然掉電進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)，使單片機(jī)掉電前瞬間的狀態(tài)信息保存到 EEPROM中只，以備重新上電時(shí)讀取。駕駛員用鑰匙開車時(shí)，鑰匙里的應(yīng)答器就已經(jīng)靠近閱讀器的電感線圈，即可在瞬間完成身份認(rèn) 證，并且其密碼不易破譯，因而大大提高了防盜效果。它的優(yōu)點(diǎn)是只需一對傳輸線進(jìn)行傳送信息，因此其成本低，適用于遠(yuǎn)距離通信：它的缺點(diǎn)是傳送速度低。在串行通信之前，發(fā)送和接受方要約具體的數(shù)據(jù)格式和波特率（通信協(xié)議）。 RS232C標(biāo)準(zhǔn)的電平采用負(fù)邏輯，規(guī)定 +3V— +15V之間的任意電平為邏輯“ 0”電平， 3V— 15之間的任意電平為邏輯“ 1”電平，與 TTL和 COMS電平是不同的。 MAX232芯片是 MAXIM 公司生產(chǎn)的低功耗、單電源雙 RS232發(fā)送 /接受器 [13]。因此 TTL/CMOS電平的 T1IN、 T2IN引腳XXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21