【導(dǎo)讀】產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化。在國內(nèi)外射頻式IC卡已被廣泛應(yīng)用于公交、地鐵等眾多的收。本文章就是針對非接觸式射頻卡設(shè)計的身份識別系統(tǒng)。文章主要介紹了基于射。頻識別技術(shù)所制作的采用載波的閱讀器與應(yīng)答器的設(shè)計方法和工作原理，以及應(yīng)答器與閱讀器上一對單片機通信的軟件實現(xiàn)。

　　

【正文】 20 口發(fā)送給 CD4511“ 0100”的 BCD 碼， 讓 LED 顯示該生學(xué)號“ 44”，否則仍然顯示“ 00”。 應(yīng)答器的設(shè)計 應(yīng)答器線圈并接的負(fù)載電阻的阻抗變化能通過互感作用對閱讀器線圈造成反作用，從而引起閱讀器線卷回路變換阻抗 Z 的變化，即接通或斷開應(yīng)答器天線線圈處的負(fù)載電阻會引起阻抗 Z 的變化，從而造成閱讀器天線的電壓變化。依據(jù)這一原理，柵極與 相連的 K192A 在高電平到來時導(dǎo)通，在低電平時截止，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化與 Z 變化的同步，并通過串接 R2 進一步擴大 Z 的變化范圍。因此數(shù)據(jù)便以 ASK的方式由應(yīng)答器傳到了閱讀器。接 R2 的作用為加大 ASK 的調(diào)制深度， 便于解調(diào)。此處還可以選用 2N5551 作為開關(guān)管使用，不過由于 2051 帯負(fù)載能力有限，在 2N5551的基級和 之間一定要串接 電阻。注意，由于此處是高電平導(dǎo)通，低電平截止，所以載波上電壓高低與數(shù)據(jù)是相反的，閱讀器檢波出來的信號并不是應(yīng)答器發(fā)送的碼字，而是其反碼。 R2 可以直接與線圈相接，也可以接在整流橋的正負(fù)極。直接接線圈的話，能夠在一定程度上增加調(diào)制深度，所以我們選擇了直接和線圈相接 。 閱讀器的設(shè)計 閱讀器在接受到應(yīng)答器所傳送過來的信號，我們依據(jù)包絡(luò)檢波的原理對發(fā)送過來的調(diào)制信號進行解調(diào) 得到應(yīng)答器發(fā)送的信息，但是經(jīng)過包絡(luò)檢波解調(diào)出來的信號由于電壓太小，如果直接將檢波后的新號送到閱讀器的 2051 進行解碼的話， 2051 會因為無法識別而不能解碼或者解碼錯誤。因此，在信號被送往 2051 之前我們 用比較器將其整形，使信號變成標(biāo)準(zhǔn)的高低電平后在送到 2051 進行解碼。 解調(diào)的部分，我們選擇的是 2051 的 P1 口作為譯碼的輸出，當(dāng) 2051 接收到應(yīng)答器發(fā)送的碼字后， 2051 中存有應(yīng)答器所對應(yīng)的身份信息，并將其作為譯碼輸出。 作為四位二進制 BCD 碼輸出， 分別連接 4511 的四個數(shù)據(jù) 輸入端。四位的二進制 BCD 碼輸入 4511 后，經(jīng)過解碼轉(zhuǎn)換為 1 位的十進制數(shù)，并控制一個共陰極的數(shù)碼管顯示數(shù)字。 為個位數(shù)的輸出， 為十位的輸出，并同 口一樣連接數(shù)碼管顯示電路進行顯示。 應(yīng)答器發(fā)碼 程序 MOV TMOD,20H； 設(shè)置定時器 1 工作在方式 2 21 MOV TH1,0F3H； 設(shè)置定時器 1 的高 8 為計數(shù)初值為 0F3H MOV TL1,0F3H； 設(shè)置定時器 1 的低 8 為計數(shù)初值為 0F3H SETB TR1； 開啟定時器 1 BACK:MOV SCON,40H； 設(shè)置串行口工作在方式 MOV IE,90H； 開啟中斷允許總控制位和串行口中斷 MOV A,044H； 將 44H 的立即數(shù)傳送給邏輯累加器 A MOV SBUF,A； 將邏輯累加器 A 的數(shù)據(jù)傳送給串行口緩沖寄存器 SBUF JNB TI,$； 等待直到 8 為數(shù)據(jù)發(fā)送完畢 AJMP BACK； 跳轉(zhuǎn)到 BACK 處 SJMP $ END 閱讀器解碼程序 ORG 0000H LJMP START； 跳轉(zhuǎn)到 START ORG 1000H START:MOV TMOD,20H； 設(shè)置定時器 1 工作在方式 2 MOV TH1,0F3H； 設(shè)置定時器 1 的高 8 為計數(shù)初值為 0F3H MOV TL1,0F3H； 設(shè)置定時器 1 的低 8 為計數(shù)初值為 0F3H SETB TR1； 開啟定時器 1 BACK:MOV SCON,50H； 設(shè)置串行口工作在方式 1，并開啟允許接收位 MOV IE,90H； 開啟中斷允許總控制位和串行口中斷 JNB RI,ZERO； 接收完畢則繼續(xù)，否則程序跳轉(zhuǎn)至 ZERO MOV A,SBUF； 將接收到的數(shù)據(jù)傳送給邏輯累加器 A CJNE A,44H,ZERO； 如果接收到的數(shù)據(jù)不是 44H，則程序跳轉(zhuǎn)至 ZERO， CLR ； 設(shè)置 的狀態(tài)使 LED 燈顯示“ 44” SETB CLR CLR 22 LCALL LOP； 跳轉(zhuǎn)至延時程序 AJMP BACK； 跳轉(zhuǎn)至 BACK SJMP $ ZERO:CLR ； 設(shè)置 的狀態(tài)使 LED 顯示“ 00” CLR CLR CLR AJMP BACK LOP: MOV R7,20H。 延時程序 LOP3:MOV R6,04H LOP2:MOV R5,03H LOP1:DJNZ R5,LOP1 DJNZ R6,LOP2 DJNZ R7,LOP3 RET END 23 5 系統(tǒng)調(diào)試 程序調(diào)試 在編寫完閱讀器的程序后，我們在編譯時無法通過，然后我們仔細檢查了幾程序 并通過查閱單片機相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)我們犯了一個很細微的錯誤，原來我們把比較不相等的跳轉(zhuǎn)指令（ CJNE）后面多加了個冒號，導(dǎo)致程序在此處無法運行下去。 標(biāo)簽上因電壓不夠 2051 無法工作 我們在測試電子標(biāo)簽時，發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽上的電壓 2V 不到，無法讓應(yīng)答器上的 2051正常工作，為此我們花了將近兩天的時間才將其調(diào)好，首先我們以為是天線上的問題，由于天線是自己手工制作，可能產(chǎn)生的磁場不夠標(biāo)準(zhǔn)，在正對時的效果不好，經(jīng)過多次修改后，我們依然發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽上的電壓不夠 。 在調(diào)節(jié)天線上沒有收獲后，我馬上想到的是功放上 2655 工作狀態(tài)上的問題 ，于是我們調(diào)節(jié)電阻，讓 2655 達到最好的工作狀態(tài)，此時標(biāo)簽上的電壓雖然有所增加，但仍然不能達到我們所需要的 4V左右的電壓。 最后我們在經(jīng)過多次的調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點 Q 值后，才將標(biāo)簽上的電壓達到我們所需要的 4V左右的電壓，能夠讓 2051 正常工作 .。此次的調(diào)試雖然花費了我們兩天的時間，但是最終我們解決了問題，這讓我們十分的有成就感。 如何 提高閱讀器識別率？ 在調(diào)節(jié) LM358的比較電平時，不能解調(diào)出信號就算了，而要用示波器觀測 LM358的 5 引腳，然后慢慢晃動應(yīng)答器，看信號的波形，當(dāng)信號最差的時候調(diào)節(jié) R12 讓閱讀器正確解 調(diào)出信號。 24 結(jié) 論 RFID 射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID 技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便 此次畢業(yè)設(shè)計采用負(fù)載調(diào)制的方法最終實現(xiàn)了運用 RFID 技術(shù)的無源式應(yīng)答器到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。 閱讀器產(chǎn)生的 4MHz 載波在經(jīng)過高頻放大后在線圈上產(chǎn)生交變磁場，應(yīng)答器靠近閱讀器后由于線圈的耦合作用便獲得了能量，然后應(yīng)答器通過負(fù)載阻抗的變化對載波進行調(diào)制，由此將自身攜帶的數(shù)據(jù)反饋給閱讀器 。 閱讀器通過對載波進行包絡(luò)檢波并解調(diào)最終得到應(yīng)答器所發(fā)送的數(shù)據(jù)，并根據(jù)得到的信息執(zhí)行相應(yīng)的操作。 本文主要對閱讀器和應(yīng)答器的設(shè)計作了較為詳細的說明，并且就 RFID 技術(shù)中的一些難點作了一定的介紹和研究。 最重要的是實驗中碰到的各種問題我都進行了說明，在解決方法上作了一定的探討。由于時間倉促和準(zhǔn)備不足，在有些方面我們做的不足，比如閱讀器識別的效率較低， 功放模塊不夠穩(wěn)定，閱讀器和應(yīng)答器工作距離太近，不過這些問題都說明功放電路的設(shè)計是 RFID 中最值得研究和改進的地方。 25 致 謝 本次設(shè)計經(jīng)過我們小組近兩個月的時 間終于完成。 在本次設(shè)計中我們遇到了很多問題，但失敗乃成功之母，我們在一次次的失敗中汲取經(jīng)驗、總結(jié)和教訓(xùn)，不斷地改進實驗，遇到困難時是苦惱的，但是在解決困難后的成就感是令人興奮的，這也加強了我們的團隊協(xié)作能力，對我們來說是一次很好的鍛煉。 本次畢業(yè)設(shè)計涵蓋的內(nèi)容很廣，它包括模電、高頻、單片機 、通信原理等內(nèi)容，畢業(yè)設(shè)計讓我們很好的再一次把以前所學(xué)的東西溫習(xí)了一遍，讓我們在參加工作前有了一次很好的理論與實際結(jié)合的經(jīng)驗，這些對即將進入社會工作的我們來說是彌足珍貴的。 最后由衷的感謝我們的尊敬的胡長陽教授，在他的耐心 與細心知道下讓我們順利的完成了本此設(shè)計。謝謝！ 26 參考文獻 [1] [德 ]klaus finkenzeller ,吳曉峰 ,陳大才譯 ． 射頻識別技術(shù) ． 北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020. 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