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《基于RF前端芯片EM4095的RFID阅读器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、基于「前端芯片〔的阅读器设计曾庆,远刘镰斧电子科技大学通信与信息工程学院’卿访明,’面摘要本论文主要介绍基于之的射频前端芯片的阅读器系统的设计,包括收发天线设计、射频前端芯片的驱动电路、的调试、相关的数据传输及编解、码算法嵌入式平台下的实际应用测试等内容、、、、、关键词灯天线驱动电路数据传输编解码’,九比币血,,,访,目川助访明面州,川,透由,加,份叻,七习,,即兹比‘切口好,,,仁,引言无线射频识别技术,是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间祸合电感或电磁藕合或雷达反射的传输特性,实现对被
2、识别物体。的自动识别系。统至少包含电子标签和阅读器两部分阅读器读写器通过天线与功电子标,。签进行无线通信可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作典型的阅读器包含有高频模块发送、。器和接收器控制单元以及阅读器天线根据,、、工作的核心频率的不同系统被分为低频高频超高频以及微。。低、波这几个种类本文研究的的阅读器属于低频类频系统的特点是成本低、、。数据量少阅读距离短无源情况下的典型距离为天线方向性不强等而由于成本和技术成熟性的问题,目前频段在实际中的应用是最为广泛的,市场占有率在所有的各种频段中达到。。,目前应
3、用中的频段的标准为和因此如何设计一套完整可靠并且能达到实际应用标准的阅读器来识别这些标签,是很多工程和应用中都很可能会遇到的问。题本文提供一种以公司的前端芯片为基础的阅读器设计思路和解决方案。低频灯阅读器工作原理和的基本介绍低频阅读器工作原理,一个完整的功阅读器系统需要至少包括射频模块阳和控制模块两个部分来实现对射。频标签的读写和与外部系统的接口射频模块的功能是产生高频发射功率,启动应答器并为它提供能量对发射信号进行调制,用。,于将数据传送给应答器接受并借条来自应答器的高频信号对于发送部分首先有频率稳定的石英晶
4、体振荡器产生所需的,。对输工作频率振荡器信号被馈送到有信号编码的基带信号控制调制器入的数据进行或的调制,变为、或码」。同时发送部分将此基带,经过功率放大输出使,信号送到频率合成器调制后的信号达到所需电平祸合到震荡线圈输出接收端采用隔开的信号信道接受震荡线圈上收到的微弱信号,将其放大、滤波除杂波,经过混频提取出基带信号,然后经过或解调后可以得到来自应答器的信号。射频模块工作如图所示图射频模块收发框图发。生在阅读器和电子标签之间的射频信号的祸合类型有两种电感锅合变,,压器模型通过空间高频交变磁场实现祸合依据的是电磁
5、感应定律电磁反向散射藕合雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,同时带回目标的,依信息据的是电磁波的空间传播规律、。典、电感藕合方式一般适合于中低频工作的近距离射频识别系统型的工作频率有妞。,。和识别作用距离小于典型作用距离为本文所介绍的的,。系统采用的就是电感祸合的方式控制模块的功能主要是控制与应答器的通信、信号的编码与解码、数据的校验、加密解密。阅,、。读器一般都用微处理器为核心部件地址总线与数据总线控制和读写寄存器储存器的内容同时采用各种接口与外部计算机等系统连接一个典型的控制模块如图所示数据抽入
6、图控制模块原理框图阴的基本介绍是以公司开发的一款集成的应用于频率的,,主要完成的系统的收发前端芯片其工作电压为工作是载波频率的天线驱动对发送的数据进行姗调制送到天线上发送出去解调天线上感应到的调制信号在这里设计的阅读器系统中,属于射频模块的部分,并由其来实现射频模块收发。的主要功能针对,需要完成其适配的天线和驱动电路的设计,其基本的外部连接如图所示一。上图基本外部电路连接示意酬天线设计天线的指标和参数设定,,。,通常对于某一频率的信号天线的特性由其电感量和值来确定对于我们这里设定其工作频率在。则对应的天线的电感
7、、值和谐振频率的关系由公式和给出。二‘,认瓦万石。叮肠几盯必,,。这样通过调整天线线圈的电感量和其谐振电路中的电容的值来匹配其谐振频率在欢其中电感量由天线本身决定,可通过调整天线的面积和匝数来控制,具体的做法分为用漆包线绕制,。和直接刻画在电路板上两种本节后面将具体介绍方法。,、,,而电容的值由图中的“和来计算得出如公式〔演砧讹,,其中和关系到调制中当线圈上信号峰峰值一定时引脚上的信号的峰峰值。需要根据公式调整这个值在和一之间,同时为了获得高的灵敏度,,和的电容值的。所以在为的情况下比一般在材。叩刀乃,价凡‘,
8、,。。这样定下和后再调整“来满足对的要求即可,,。而对于天线的电阻值除了线圈本身的电阻外可以通过串联入电阻的方式来调整外置式绕制的天线用漆包线来绕制天线线圈时,其电感量由公式计算得出。。“、。、。琴为天线线圈的匝数。为磁导率,为天线线圈的等效半径为漆包线的直径。本文采用的,,。,矩形线圈绕制匝得到天线的电感量为这样带入到公式中,、。“,就可计算出的值从而从公式和中找出具体的凸和的值电路
