摘要RFID体系首要由阅读器和应答器组成。阅读器包含高频接纳模块、操控单元及与应答器衔接的耦合元件。高频接纳模块以单片集成接纳芯片MC3362为中心，结合MC145151构成锁相回路，接纳应答器发送的信息。应答器由耦合元件以及高频发射模块组成，其作业所需能量悉数由耦合线圈供给，选用主动开关操控应答器与电源的通断以降低功耗。
关键词MC2833；RFID；阅读器；应答器；耦合线圈
1 RFID和MC2833简介
1．1 RFID技能
射频辨认(Radio Frequency Identification，RFID)，又称电子标签。RFID射频辨认是一种非触摸式的主动辨认技能，其经过射频信号主动辨认方针目标并获取相关数据，辨认作业无需人工干预，可作业于各种恶劣环境。RFID技能可辨认高速运动物体并可一起辨认多个标签，操作便利便利，也是一种简略的无线体系，且只要两个根本器材，该体系用于操控、检测和盯梢物体。体系由一个问询器和多个应答器组成。
1．2 芯片MC2833简介
Motorola公司出产的MC2833是单片集成FM低功率发射器电路，适用于无绳电话和其他调频通讯设备。图1是MC2833内部结构和由此组成的调频发射机电路。MC2833内部由话筒扩大器、射频压控振动器、缓冲器和两个辅佐晶体管扩大器等部分组成，别的需求外接晶体、LC选频网络及少数电阻、电容和电感。
2 体系方案规划
2．1 整体规划方案
体系首要由阅读器和应答器组成，阅读器将振动器的振动信号扩大后经耦合线圈辐射出去；应答器一方面从耦合线圈得到鼓励信号，另一方面将所得信号经调频整流和稳压后送入发射机和单片机为其供给能量，并选用主动开关操控发射机电源通断以降低功耗。
选用频分方法，阅读器发射与应答器信号不同频率的大功率高频信号，作为应答器的动力。应答器收到高频信号后将其高频整流作为整个应答器的电源，应答器的发射体系依据单片机供给的编码完结信号的调制及发射，如图3所示。
2．2 应答器发射电路
应答器发射电路选用专用的调频发射芯片MC2833，运用其典型运用电路，完成调频，原理如图4所示。
2．3 阅读器接纳电路
选用窄带调频接纳专用芯片MC3362，结合MC145151，运用锁相环电路进行频率组成，构成闭环操控；鉴频器的灵敏度较高，可得到精度和安稳度较高的频率信号。其框图如图5所示。
3 理论剖析与核算
3．1 耦合线圈
规划要求耦合线圈直径为6．6 cm，漆包线直径≤1 mm，绕制10圈，得漆包线总长度为
L=6．6 cm×π×10=207 cm=2．07 m (1)
一般取线圈总长度为波长的1／4，则波长为
λ=2．07×4=8．28 m (2)
频率为
f=c／λ=3×108／8．28=36．2MHz (3)
其间，c是光速；f为无线电波的频率；λ为该无线电波的波长，所以调制信号的载频为36．2 MHz。
3．2 阅读器发射电路
因为调频信号的频率为36 MHz，为减小其搅扰，一起统筹能量传输功率及减小功放电路制造难度，阅读器功率发射电路的频率设定约为3 MHz。规划要求阅读器电源功率≤2 W，其间大部分被发射机耗费，取发射机功率为50％，则最大输出功率1 W，考虑实践情况，发射功率取0．8 W较佳。
3．3 阅读器接纳电路
该接纳电路选用以窄带调频接纳专用芯片MC3362中心的调频接纳解调电路，运用二次混频技能，其间高、低中频别离取常用的10．7 MHz和455 kHz，冈此第一本振频率为36～10．7 MHz=25．3 MHz。
为进步接纳灵敏度，本振频率有必要安稳，因而选用了锁相环技能。在锁相环路中，基准频率源选用4．194 MHz晶振，以2 048 Hz作为鉴相参阅频率，因而有必要对基准频率进行R分频，分频比为R=4．194 MHz／2 048 Hz=2 048。一起，对本振信号进行N分频，因本振频率为25．3 MHz，所以N=fo／fR=25．3 MHz／2 048 Hz=12 354。
3．4 应答器电路
因为应答器电路能量来自耦合线圈，存储在大电容中，一切有源器材有必要选用微功耗芯片，因而单片机体系选用C8051芯片，最小作业电流20μA，以MC2833为中心的发射体系也作业在低功耗状况，作业电压3～6 V，作业电流5～10 mA，而感应线圈的电流约为0．5 mA，设存储电荷时刻为5 s，则发射体系每次发射时刻T=0．5×5／5=0．5 s，电容容量C=0．5×5／6=415μF，实践取330～470μF。
因耦合高频电源信号的频率为3．2 MHz，一般的整流二极管无法满意要求，因而可选用高频检波二极管2AP9，实践效果抱负。发射时刻为0．5 s，而其他时刻无法向发射电路供给能量，因而选用了微功耗的主动开关电路，只要存储满意的能量后才干主意向发射电路供给能量。
4 单元硬件电路与程序规划
4．1 阅读器电路规划
阅读器首要由振动器、高功放、接纳解调电路及单片机小体系等组成。由振动器和功放组成能量发射电路，振动器选用一般的LC振动器，而功放电路以芯片THR300—1为中心，详细电路如图6所示。
图6中12μH的电感便是耦合线圈，并与220 pF的%&&&&&%组成谐振网络，进步功放的功率。输入鼓励电压约600 mV。
接纳及解调电路以MC3362和MC145151为中心，经过二次混频，取得455 kHz的中频信号，限幅后，经过鉴频解调出数据信号，然后送入单片机，其原理框图如图7所示。
4．2 应答器电路规划
应答器首要由整流滤波电路、主动开关、发射电路和单片机小体系组成，其原理如图8所示。
发射电路选用集成专用发射芯片MC2833。为满意天线发射接纳要求，依据之前的剖析核算，发射体系运用12 MHz晶振，经过3倍频使载波频率调谐到36 MHZ。
4．3 辨认设备作业流程
辨认设备作业流程如图9所示。
4．4 整体电路
整体电路框图如图10所示。
5 软件规划
体系软件分为阅读器软件和应答器软件两部分。阅读器的软件首要担任数据的接纳、处理和显现等功用的完成；应答器的软件功用较为简略，首要担任预置编码的读入和宣布，详细流程图如图11、图12所示。
6 体系功用和目标测验
功用测验所用仪器为卷尺和秒表。测验时不断增大两线圈间的间隔，丈量其辨认时刻及成果，应答器选用电池供电的测验成果如表1所示。
7 结束语
RFID体系首要包含阅读器和应答器两大模块。阅读器选用单电源10 V供电，应答器作业所需能量由耦合线圈供给，体系完成了RFID体系应答器的有、无以及其预置编码的辨认与显现。选用电池供电时，辨认时刻小，辨认准确率为100％，而选用耦合线圈供电时，辨认时刻增大，但均5 s，准确率为87．5％，辨认间隔固定为5 cm，完成了根据MC2833和MC3362对RFID的规划。
