基于无线传输的射频识别系统

当今各种智能化控制系统离不开数据信息的传输。

　　其中，无线数据传输是区别于传统有线传输的新型传输方式，系统不需要传输线缆且成本低廉。为单片机匹配相应的无线通信接口电路，即可实现单片机之间或单片机与微机之间的无线数据传输。目前常用的无线通信接口电路，是以无线收发芯片为核心的电路。当数据传输时，在软件设计中采取必要的抗干扰措施和识别措施，可以有效地避免干扰，达到满意的通信效果。文中以89c2051单片机为基础，进行无线通信以识别非接触式无线识别装置，其应用可以嵌入到电业管理或燃气收费等系统中，也可作为一个独立读卡器对IC卡进行践作，配合不同软件可以应用于不同行业。

　　1　系统的工作原理

　　本设计以单片机作为阅读器和应答器的核心、这两部分主要使用LM567。本系统是一个小型的无线识别器件 大践作距离达70mm。系统内部结构分为射频区和接口区：射频区内含调制解调器和电源供电电路，直接与天线连接；接口区有与单片机相连的端口，还具有与射频区相连的收/发器、可以用单片机程序存放3套寄存器初始化文件的E2PROM以及进行3次数据证实防错误机制、防碰撞处理的防碰撞模块和控制单元。这是阅读器跟应答器实现无线通信的核心模块，也是设计的关键。

　　2　硬件电路的设计

　　无线识别系统装置由阅读器、应答器与耦合线圈（即天线）3部分组成。

　　2.1　阅读器的设计

　　阅读器基本电路，如图1所示。当有应答器靠近阅读器时，阅读器内的天线组成了一个LC并联谐振电路，其频率与应答器的发射频率相同，这样在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使高频信号流入阅读器中用于解调的LM567的输入端。输出的解调信号与上述单片机编码信号反向， 后经过单片机译码输出显示。

　　LM567具有调制和解调双重功能。其调解出来的信号可直接被单片机识别，并由单片机发送给数码管并显示。

javascript:window.open(this.src);"/>图1　阅读器

　　2.2　应答器的设计

　　应答器工作时，通过89c2051单片机进行数据编码，然后送往LM567被调制到高频载波上，与其输出端相连的天线线圈不断地向外发出一组固定频率的电磁波（145kHz），当有应答器靠近阅读器时，阅读器识别并显示。应答器硬件电路如图2所示。

javascript:window.open(this.src);"/>图2　应答器2.3　耦合线圈（即天线）的设计

3.2　测试数据

　　测试数据时测试了00～FF的全部8位编码（4位则一定没问题），多次计算并测量了电源供给功率，对于耦合线圈的距离测试了1～6cm范围内的数据传输，可保障5cm数据传输稳定。测试数据列表如下。

表1　测试数据列表

javascript:window.open(this.src);"/>　　根据上述实验测量结果可以看出，此系统实现了题目要求的全部基本功能和大部分发挥功能，并有自己的特色发挥功能，性能可靠稳定。

　　3.3　测试结果分析

　　3.3.3　系统波形数据测试

　　采取自上而下的调试方法，即单独调好每一个模块，然后连成一个完整的系统，再进行总体调试。数据发送和接收信号比较，如图3所示。

javascript:window.open(this.src);"/>图3　数据发送和接收信号的比较

　　3.3.2　系统本身可能产生的误差

　　（1）外界干扰因素

　　采用无线传输有一个十分突出的弊病，即容易受到电磁干扰及传输效果不佳的问题，由于外界高频信号，金属等很多器件都可能对电磁波产生干扰，所以电路难免产生错误

　　（2）距离干扰因素

　　电磁场在导电介质中传播时，其场量E和H的振幅随距离的增加而按指数规律衰减。从能量的观点看，电磁波在良导体中衰减很快，把由导体表面衰减到表面的1/e（约3618%），即在文中规定距离为5cm的原因就在于此，由距离因素产生的乱码及不可识别码也是产生错误的原因之一。4　程序流程图

　　软件编程运用单片机汇编语言，编辑软件是Keil51,给出程序流程图如图4所示。

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