【正文】 40 RFID 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 41 參考文獻(xiàn) [1]郎為民 .射頻識(shí)別 （ RFID）技術(shù) 原理與應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2021 [2]康東 .石喜勤 .李勇鵬等 . 射頻識(shí)別（ RFID）核心技術(shù)與典型應(yīng)用開(kāi)發(fā)案例 .人民郵電出版社 .2021 [3]游戰(zhàn)清 .李蘇劍等 . 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（ RFID）理論與應(yīng)用 .電子工業(yè)出版社 .2021 [4]慈新新 .王蘇濱 .王碩 . 無(wú)線射頻識(shí)別（ RFID）系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用 .人民郵電出版社 .2021 [5]游戰(zhàn)清 .劉克勝 .張義強(qiáng) .吳谷 . 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（ RFID）規(guī)劃與實(shí)施 .電子工業(yè)出版社 .2021 [6]譚民 .劉禹 .曾 雋芳等 .RFID技術(shù)系統(tǒng)工程及應(yīng)用指南 .北京：機(jī)械工業(yè) 出版社 .2021 [7]張殿東 .無(wú)線射頻識(shí)別（ RFID）技術(shù) .電信技術(shù) . [8]趙玉峰 .無(wú)線射頻識(shí)別 .北京電子 .202112 [9]王曉華 .周曉光 .射頻識(shí)別技術(shù)及其應(yīng)用 .現(xiàn)代電子技術(shù) . 。研究了電感耦合 RFID 系統(tǒng)的工作原理，本系統(tǒng)的兩個(gè)重要原理是電感耦合原理和負(fù)載調(diào)制原理，并且，借助這兩個(gè)原理設(shè)計(jì)了射頻識(shí)別系統(tǒng)的總體方案， 和各部分的硬件電路。 系統(tǒng)識(shí)別 正 確率的測(cè)量 閱讀器加上正常的工作電壓，將閱讀器線圈和電子標(biāo)簽線圈之間的距離設(shè)置為 2cm，改變電子標(biāo)簽的撥碼開(kāi)關(guān)的值，觀察閱讀器的顯示 結(jié)果。電子標(biāo)簽的天線兩端輸出的是正弦波。由于 PT2272 需要和PT2262 配對(duì)才能使用，在電子標(biāo)簽電路中，我們將 PT2262 的 1 腳到 8 腳都懸空沒(méi)接，所以解碼芯片 PT2272 在接入電路的時(shí)候要注意這一點(diǎn)，也要將 PT2272 的1 腳到 8 腳懸空。但是，當(dāng) PT2262 工作以后，它就會(huì)有輸出，而它的輸出就可以改變閱讀器天線的負(fù)載。 第 四 章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 29 解調(diào)電路 電子標(biāo)簽的調(diào)制方式選用的是負(fù)載調(diào)制，使用編碼信號(hào)來(lái)控制三極管的通斷來(lái)改變電子標(biāo)簽的負(fù)載，也就相當(dāng)于改變了閱讀器天線的負(fù)載，改變了閱讀器天線上的電壓。因?yàn)檎袷庪娐份敵龅姆讲](méi)有經(jīng)過(guò)放大，驅(qū)動(dòng)能力很弱，不能夠用來(lái)驅(qū)動(dòng)天線諧振。系統(tǒng)中使用的電路如圖 所示。 發(fā)射模塊的設(shè)計(jì) 發(fā)射模塊的主要部分就是振蕩電路，振蕩電路可以使用有源晶振產(chǎn)生也可以使用 LC 振蕩電路來(lái)產(chǎn)生。模擬開(kāi)關(guān)選用三極管 S8050。當(dāng)撥碼開(kāi)關(guān)的數(shù)值為 1101 時(shí)， Dout 的輸出波形如圖 所示 第 四 章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 25 圖 編 碼芯片電路。四位的數(shù) 據(jù)通過(guò)四位撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行輸入。具體電路如圖 所示。 但是， 圖 簡(jiǎn)單的整流電流模型 上圖的整流模型不足以提供穩(wěn)定的直流電壓，并且電壓值也不夠要求。 電源模塊 電子標(biāo)簽采用的是無(wú)源的，工作電壓是通過(guò)電感耦合的方式從閱讀器得到。閱讀器的發(fā)射輸出端采用發(fā)射線圈和電容并聯(lián)構(gòu)成諧振回路。 20 RFID 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì) PT2262/PT2272 芯片簡(jiǎn)介 PT2262/PT2272 是一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)格的通用編碼和解碼芯片 PT2262/PT2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳 (懸空 ， 接高電平 ，接低電平 )， 任意組合可提供 531441 地址碼。 電子標(biāo)簽 框圖如圖 所示 圖 電子標(biāo) 簽框圖 18 RFID 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì) 閱讀器框圖如圖 所示 圖 閱讀器框圖 第 四 章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 19 第四章 系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn) 本章內(nèi)容是系統(tǒng)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)，包括電子標(biāo)簽和閱讀器的具體設(shè)計(jì)。如果選取頻率較高，電路就會(huì)相對(duì)復(fù)雜，并且功耗就大。 調(diào)制方案選擇 方案一：直接調(diào)制 直接使用 FSK 或 ASK 調(diào)制，這樣的調(diào)制電路復(fù)雜，所以電路的功耗就會(huì)相對(duì)大一點(diǎn)，這對(duì)于無(wú)源電子標(biāo)簽來(lái)說(shuō)，功耗太大是不行的。單片機(jī)用來(lái)編碼和解碼 ，并用數(shù)碼管來(lái)顯示電子標(biāo)簽的信息。缺點(diǎn)是：存儲(chǔ)數(shù)量較少、速度慢、識(shí)別距離近。 （ 2）無(wú)源標(biāo)簽 無(wú)源電子標(biāo)簽就是指電子標(biāo)簽內(nèi)部沒(méi)有電池提供工作電壓。電子標(biāo)簽附著在物體對(duì)象上，就可以對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別。常見(jiàn)的分離式閱讀器有固定式閱讀器，而典型的集成式閱讀器有手持閱讀器。信號(hào)控制和處理模塊通常采用 ASIC 組件和微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。低頻和高頻閱讀器的發(fā)射功率較小，頻率較低，所以系統(tǒng)的識(shí)別距離就較小。在射頻識(shí)別系統(tǒng)工作過(guò)程中，通常由閱讀器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)送射頻能量形成電磁場(chǎng)。所以，天線是發(fā)射電磁波和接收電磁波的重要無(wú)線電設(shè)備，可以說(shuō)沒(méi)有天線就沒(méi)有無(wú)線電通信 [1]。 第 二 章 射頻識(shí)別技術(shù)工作原理 9 圖 負(fù)載調(diào)制電路 圖 負(fù)載固定時(shí)閱讀器天線的波形 圖 負(fù)載變化時(shí)閱讀器天線的波形 射頻識(shí)別系 統(tǒng)的組成 射頻識(shí)別是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，一個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)至少包括閱讀器、天線和電子標(biāo)簽。下面通過(guò)舉一個(gè)例子來(lái)具體說(shuō)明一下，如圖 所示。如圖 所示。在本次設(shè)計(jì)中使用的是電感耦合。下面是論文的章節(jié)安排 第一章 主要介紹一些常見(jiàn)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，詳細(xì)說(shuō)明了射頻識(shí)別技術(shù)的原理、發(fā)展及現(xiàn)狀、應(yīng)用和特點(diǎn)。 隨著微型集 成電路、天線技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展， 微型 低功耗的智能 RFID 標(biāo)簽得到了很大發(fā)展， 并且成本也大大降低。例如，電子收費(fèi)系統(tǒng)被用于公路、大橋和隧道第一章 緒論 5 的電子自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，它可以使用 RFID 技術(shù)，通過(guò)路側(cè)天線與車(chē)載電子標(biāo)簽之間的專(zhuān)用短程通信，不需要司機(jī)停車(chē)和收費(fèi)人員的操作，自動(dòng)完成 收費(fèi)。目前我國(guó) RFID 應(yīng)用市場(chǎng)上大的應(yīng)用項(xiàng)目寥寥可數(shù)。 近年來(lái)在國(guó)外的很多國(guó)家和公司都投入了一定的力量來(lái)研究 RFID 技術(shù)。 RFID 識(shí)別的缺點(diǎn)是電子標(biāo)簽的成本相對(duì)較高，并且一般不能隨意扔掉，而多數(shù)條碼掃描壽命結(jié)束時(shí)可以扔掉。生物特征識(shí)別技術(shù)具不易遺忘、防偽性能好、不易偽造或被盜、隨身 “ 攜帶 ” 和隨時(shí)隨地可用等優(yōu)點(diǎn)。 IC 卡識(shí)別技術(shù) IC 卡是指集成電路卡 ， 我們一般用的公交車(chē)卡就是 IC 卡的一種 ， 一般常見(jiàn)的 IC 卡采用射頻技術(shù)與 IC 卡的 讀卡器 進(jìn)行通訊 ， IC 卡與磁卡是有區(qū)別的 ， IC卡是通過(guò)卡里的集成電路存儲(chǔ)信息 ， 而磁卡是通過(guò) 卡內(nèi) 的磁力記錄信息 。這些領(lǐng)域包括：零售價(jià)格識(shí)讀，訂單數(shù)據(jù)輸入，單證、支票和文件識(shí)讀，微電路及小件產(chǎn)品的狀態(tài)及批號(hào)特征識(shí)讀等。一維條碼信息密度小、需占用較大面 積等缺點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 ：自動(dòng)識(shí)別 射頻識(shí)別 電子標(biāo)簽 閱讀器 摘要 ABSTRACT Radio Frequency Identification (RFID) technology is an advanced automatic identification and data collection technology, appeared with the radio technology and the popularization of the large scale integrated circuit in recent years. The biggest advantage of this technology is that the property of noncontact. The identification work can be done without human intervention. The principle of the inductively coupled RFID systems were studied in this article, and the roles of the ponents of the RFID systems, including the antennas, readers and electronic tags were discussed. The overall program of the RFID system and the various parts of the hardware were designed. The circuit of the RF identification system was debugged, the distance and accuracy of the identification system were measured. The results show that the design of inductive coupling in RFIDbased system can work properly. This study has some reference value on the development work of the radio frequency identification systems in the future. Keywords: automatic identification RFID electronic tag reader unit目錄 i 目錄 第一章 緒論 ..................................................................................................................... 1 常見(jiàn)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù) ........................................................................................ 1 射頻識(shí)別技術(shù)的概述 ........................................................................................ 3 研究?jī)?nèi)容 ............................................................................................................ 5 第二章 射頻識(shí)別技術(shù)工作原理 ................................................................................... 7 電感耦合 RFID 系統(tǒng)工作原理 ......................................................................... 7 射頻識(shí)別系統(tǒng)的組成 ........................................................................................ 9 天線 ........................................................................................