嵌入式系統(tǒng)的RFID讀卡器和無(wú)源標(biāo)簽設(shè)計(jì)
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由于在一階微分方程式中，Rchip、Cant、Rant可以忽略不計(jì)。因此，M24LR64存儲(chǔ)芯片和天線等效于諧振頻率為13．56 MHz的LC振蕩回路，滿足：
其中f=13．56 MHz，Ctun=28．5 pF，可以計(jì)算出一個(gè)M24LR64時(shí)所需天線電感。由于采用3個(gè)M24LR64并聯(lián)，總電容為單個(gè)M24LR64的3倍。求得設(shè)計(jì)標(biāo)簽所需的天線電感：
代入數(shù)據(jù)，可得所設(shè)計(jì)標(biāo)簽的理想天線電感Lant=1 611．22 nH。
設(shè)計(jì)天線形狀為正方環(huán)形天線，如圖6所示。
正方環(huán)形天線的電感滿足以下經(jīng)驗(yàn)公式：
其中，μ0=4π×10-7H／m，K1=2．34，K2=2．75，dout和din分別表示外徑和內(nèi)徑，N為匝數(shù)。采用Grover算法，計(jì)算所設(shè)計(jì)天線實(shí)際電感Lant'，即：
其中，L是每條線段的自感，s是線段數(shù)量為24，M是天線每段之間的互感?？傻盟O(shè)計(jì)標(biāo)簽天線的電感實(shí)際值：Lant'=1 611．39 nH和理想天線電感Lant=1 611．22 nH誤差：
可見誤差極小，精確度極高，可以滿足需求。
3 系統(tǒng)測(cè)試
本文設(shè)計(jì)標(biāo)簽實(shí)物圖如圖7所示，右上方為3個(gè)M24LR64，右下方為I2C總線接口。在上位機(jī)對(duì)嵌入式RFID讀卡器進(jìn)行標(biāo)簽信息讀寫，結(jié)果測(cè)試圖如圖8(a)所示，其中顯示的為每個(gè)M24LR64的唯一標(biāo)識(shí)號(hào)，即UID號(hào)；如圖8(b)所示，可以向標(biāo)簽中任意存儲(chǔ)空間寫入數(shù)據(jù)并讀出。由此可見，能夠成功地對(duì)3個(gè)M24LR64進(jìn)行讀寫操作，沒有遮擋物的讀寫距離為6．8 cm，實(shí)現(xiàn)了大容量標(biāo)簽的設(shè)計(jì)。同時(shí)，I2C總線接口的測(cè)試顯示，本文設(shè)計(jì)的嵌入式RFID讀卡器能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有線讀寫。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/201610/306023.htm
實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，標(biāo)簽和讀卡器之間相隔玻璃瓶、木桌、塑料制品，標(biāo)簽?zāi)軌蚍€(wěn)定讀取三個(gè)芯片的概率約為99％，穩(wěn)定讀取距離至少為5 cm。由此可見，該讀卡器和標(biāo)簽在有一般遮擋物時(shí)，在穩(wěn)定讀取和讀寫距離方面均滿足一般需要。
結(jié)語(yǔ)
本文詳細(xì)介紹了基于STM32103VET6微處理器，配合CR95HF射頻芯片的嵌入式RFID讀卡器設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了一款與讀卡器匹配，存儲(chǔ)容量可達(dá)24 KB的無(wú)源RFID標(biāo)簽。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，設(shè)計(jì)的標(biāo)簽?zāi)芘c讀卡器進(jìn)行準(zhǔn)確的無(wú)線讀寫，并能通過(guò)I2C總線接口連接到微處理器實(shí)現(xiàn)有線通信，具有功耗低、便攜等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍廣，尤其適用于數(shù)據(jù)量大、傳輸速度相對(duì)較高的移動(dòng)應(yīng)用的場(chǎng)合。
評(píng)論