有源射频卡电路的设计

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1 引 言 、
I D1 I D2 I D3
3 射 频 识 别 系 统 软 件设 计 、
卡 地 址 ( 个 字 卡 地 址 ( 个 字 当 前 电 压 值 ( 个 字 1 1 1
节) 节) 节)
射 频 识 别 系 统 在 软 件 设 计 上 采 用 模 块 化 设 计 .具 体 可 分 为 如 下 子 模 块 : 始 化 模 块 、 统 配 置 模 块 、 送 模 块 ( 送 卡 信 初 系 发 发
息 )接 收 ( 收 卡地 址 ) 块 、 / 转 换 模 块 和 无 线 写 卡模 块 等 。 、 接 模 AD ( ) 卡 采 用 卡 呼 叫 的 主 动 通 讯 方 式 , 够 支 持 1 射 频 射 频 卡 主 程 序 流程 图 附 图 1 2本 能 0块 卡 同 时工 作 , 通讯 距 离 达 到 2 0米 ( 遮挡 ) 无 。 4 射 频 识 别 系 统 工 作过 程 、 23系统 部 分 硬 件 的设 计 - 41射 频 识 别 卡 功 能 和性 能 测 试 结 果 . 231电源 模 块 . . 本 射 频 卡基 本 完 成 了毕 设 之 初 的 各项 要 求 . 现将 预 期 的功 能 和 由于 本 系 统 的 核 心 模 块 一 一 无 线 收 发 芯 片 N 2 E F 4 1只 能 工 指 标 要 求 与射 频 卡 实 际 性 能 列 附 表 1 射 频 卡 有 一 个 I 。 / O端 口 . 作在 1 ~. . 36 9 V之间 , 以, 所 本系统采 用的 电源 电压 : 是工作在 工 作 于 10两 种 方 式 , 对 射 频 卡 进 行 写 卡 时 , 作 于 0方 式 , 应 、 在 工 36 以下 , 外 , 于本 卡工 作 于无 线 方 式 , .V 此 由 以携 带 方 便 、 活 为 接 受 来 发 送 设 备 的 写 卡 信 息 , 即 卡 自身 的 地 址 :工 作 于 方 式 1 灵 其 最 大 特 点 之 一 . 以不 宜 采 用 变 压 器 . 能 用 电 池 供 电 从 经 时 。 正 常工 作 状 态 。 所 只 是 济 实 用 的 角 度 考虑 , 用 3 的 C 0 2 纽 扣 ( i 电 池 , 大 供 采 V R2 3 N ) 最 42系统 耗 电量 评 测 . 应 电 压 3 电流 2 0 A, 优 点 是 工 作 一 O 8 ℃之 间 、 格 便 V、 2m 其 4 ℃~ 5 价 “ 功耗” 本卡的一大特点 . 低 是 以下 是 测 试 方 式 与 结 果 f 用 使 宜 、 量轻 、 用性强且电流大。 重 通 两节 普通 的纽 扣 电 池 电压 分 别 为 29 V和 30 V 附 表 2中的 . 9 .1 ) 232射 频 通 讯 模 块 .. 数据 为 测 试 结 果 本 系 统 的射 频 通讯 模 块 采用 N F 4 1N F 4 1是挪 威 R 2E .R 2E 从 表 中 的测 试 结 果 可 以看 出 . 卡 的耗 电 量 相 当低 , 节 电 本 一 N ri 0d c公司 2 0 0 3年开发的一种嵌人 了高性能单 片机 内核的高速 池就 能 支 持 卡 工 作 很 长 的 时 间 。本 卡 的 “ 功 耗 ” 性 . 益 于卡 低 特 得 单片无线 收发模块 8 5 。 6引脚 Q N封装 : N F4 1 013 F 以 R 2 0 芯片结 所 采 用 的芯 片 。本 卡采 用 的芯 片 为 低 功 耗 型 元件 . 芯 构为核心 。 将射频发射 、 接收 、 MS G K调制 、 解调 、 强型 8 5 增 0 1内 片所 有 的组 成 元 件 均 可 工作 于 36 电 压 以 下 . 有 N F 4 1中 . V 且 R 2E 核 、 输 入 、2位 A C 、2 9位 1 D 15频 道 、 A T S IP D R 、P 、WM、 T 、 T 的组成元件具有休眠功能 本卡使用 了 N F 4 1 A C的休眠 R C WD R 20 和 D 全 部 集 成 到 单 芯 片 中 : 内部 有 电 压 调 节 器 和 V D 电 压 监 视 . D 所 功 能 。 有高频元件包括 电感 、 振荡器等已经全部集成在 芯片内部 , 能 性 5 结 论 、 稳定且不受外界 电磁 干扰 :工作在全球开放 的 24 Hz .G 频段 、 勿 目前 国 内 对 于 R I 的研 究 才 起 步 . 文 的研 究 和 设 计 是一 FD 本
『]O I. R 2 E / 2 1 D C N F 4 l 设计手册 , O D C t,0 0 N E N R ILd2 0 . [] 2张殿东. 线射频识别 ( 无 电子标签) 技术[ . J 电信技 术 ,0 52 ] 20 ,:
8 9 — .
[] 玉九. 3希 电子标 签( 电子标签) 技术及其使用 的频率[. J 中国无线 ]
有 源 射 频 卡 电 路 的 设 计
汤 大 维 ( 岭化 工厂 贵 州 遵 义 5 3 0 ) 梅 6 0 0
中图分类号 : P T
文献标识码 : A
文章编号 :0 8 9 5 (0 11 — 1 2 0 1 0 — 2 X 2 1 )0 0 3 — 2
提 要 本 文 介 绍了 一 种 基 于 Nbd rj 司 开 发的 内嵌 5 核 c公 1内 的无 收 发 模 块 。 陵F 4 的有 源 长 距离 射 频 卡 ' 收 发芯 片 线 N] 2E
下横梁及 T 1节段 高程 用 5 0 竖 向 千斤 顶 进 行 调 整 . 面 位 0t 平 置用 5t 平 千 斤 顶 调 整 。 整 完 成 后 对 千 斤 顶 锁 定 . 斤 顶 锁 0水 调 千
T 节 段 吊具 安 装 、 工 船舶 布位 、 1 施 测量 控 制 同下 横 梁 安 装 。 四 、 段 位 置 调整 及 测 量 控 制 节 1 测量 准备 及 方 法 、 1 起 步节 段 安 装 测 量 ) 混 凝 土 下塔 柱第 七节 施 工 完 成 后 。 上 、 游 塔 柱 顶 面 埋 设 在 下 强 制 对 中 观 测墩 . 用 G S静 态 测 量 技术 ( 术 要 求 同控 制 网加 采 P 技 密 ) 行 加 密 点平 面测 量 。 进 利用加密 点精确放样 T 1节底 板 设 计 边 框 线 和 外 移 边 框 线 在 混凝 土 面 上 的 投影 初 调 时 。 T 节 底 板 特 征 点 吊垂 线 调 整 在 l 平 面位置 ; 精调 时 , 用பைடு நூலகம்台全站仪 配弯管 目镜 , 台铅垂仪 分 采 一 别 安置 在 互 相 垂 直 的 两边 中点 进 行 调 整
电 ,0 4, 2 2 0 1.
[] 齐 , 群 贵 . 片 机 应 用 系 统 设 计 技 术 [ . 京 : 4张 杜 单 M】 北 电子 工 业 出
版社 .0 4 2 0
附 图 1射 频 卡 主程 序 流 程 图
( 接 第 1 4页 ) 布 料 上 3 行
1 T 节 段 吊装 .l
NRF4 1 2E 具有低成本 低功耗、 端口可重设等优。 本射频卡有 下主要特点: 点。 以 电池供电, 无需外部电源 定 时 秒后进 入休眠模 式 具有省 电功 能; 方便携带 : 能自动 发送自身 工作电压 及时更换电池。- 0 - = 0 - ¨ I 0_ 一 。 0
关 键 词 : 频识 别 射 NR壬 4 1 射 频 卡 24 ;E 2 GHz e 休 眠 模式 S 8O
233天 线 的设 计 -_ 射 频 识 别 技 术 是 无 线 电技 术 在 自动 识 别 领 域 应 用 中 的具 体 对本 系统 这种 定位 于 “ 成 本 、 功 耗 、 携 ” 短 距 离 的基 低 低 便 的 运 用 。近 年 来 , 着 芯 片 技 术 , 线 技 术 以及 计 算 机 技 术 的 不 断 于 24 H 随 天 . z的 通 信 系 统 而 言 , 计 天 线 需 要 考 虑 以 下 因 素 : 积 G 设 体 发 展 。 FD 系统 的体 积 , 耗 越 来 越 小 , 本 越 来 越低 , 作 快 捷 小 、 本 低 、 便 携带 。基于 这 个前 提 , 选 择 了鞭 形 天线 , 据 鞭 RI 功 成 操 成 方 我 根 方 便 . 上 其 擅 长 多 目标 识 别 , 动 目标 识 别 . 便 物 品跟 踪 和 形 天线 理 论 , 加 运 方 四分 之 一 波长 是 理论 上 天线 的最 佳长 度 , 以有 : 所 物 流 管 理 的突 出特 点 。 文 属 于 无 线 射 频 传 输 ( FD) 术 研 究 。 本 RI 技 f =2. GH 4 z 主 要 针 对 近 期 R I 研 究 的 主 流 24 Hz 段 的通 信 研 究 R I FD . G 频 FD c 3 1 / =. 0 s m 系 统 多 采 用 主 从 通 讯 方 式 。读 卡 器 和 射 频 卡 。该 系 统 常 用 在 仓 储 、 流 、 通 、 勤 等 场 合 , 有 广 阔 的 应 用 前 景 , 极 具 市 场 物 交 考 具 且 l =九/ , :31 c 4= _ .3 m 开 发 的 潜 力 4 f 2 射 频 识 别 系 统 的 硬 件 设 计 、 21本 系统 从 功 能 上 可 以划 分 为 以下 几 个 部 分 : .、 2 . 统 的 P B图要 点 4系 C () 1 电源 模 块 ;2 射 频通 讯模 块 ( R 2 E ) ( ) 形 天 线 ;4 () N F 4 1 ;3 鞭 () P B设 计 对 N F4 等 整 体 性 能 影 响很 大 .在 P B设 计 C R 2 E1 C E R0M。 EP 时 , 须 考 虑 到 各 种 电磁 干 扰 , 意 调 整 电 阻 、 必 注 电容 和 电 感 的 位 2 、 频 卡 通 信 协 议 .射 2 置 。 别 要 注 意 电 容 的位 置 。N F 4 的 P B一 般都 是双 层 扳 。 特 R 2E1 C ( ) 射 频 卡 能 够 发 送 自身 信 息 , 括 用 户 I 当前 电压 , 够 底 层 一 般 不 放 置 元 件 , 地 层 , 层 的空 余 地 方 一 般 都 敷 上 铜 。 1本 包 D 能 为 顶 进 行 上 电 自检 , 送 当前 工 作 电 压 , 次 发送 3个 字 节 1 发 每 。 这 些 铜 通 过 过 孑 与 地 层 的地 相 连 。直 流 电 源 及 电源 滤 波 电容 尽 L 表 21射 频 卡 每 次发 送 的 字 节数 . 量 靠 近 V D 引脚 。N F 4 1的供 电 电源 应 通 过 电容 隔 开 . 有 D R2E 这 利 于 给 N F 4 I提供 稳 定 电源 R 2E
加入休眠模式
2 7V . 5
0 2V , 5
定时发送卡信息后 卡最 初处于休眠 状态, 当接收到 读卡器的 信息后, 被唤醒, 进入省电 模式( 发送 低功 射频卡自 身信息 ,发射 结束后进入 休眠模式, 如此循
耗) 环。
参考文献 :
通讯距离
通讯距离最大 1.0 21 米,最小 1.1 13 米
_
12 3
大 的 意义 。本 文 研 究 和设 计 的 R I 电子 标 签 是 一 款应 用 于物 FD 流、 门禁 和 身 份识 别 等 中距 离 识 别 的 产 品 , 已具 有广 泛 的市 场 它 前景 。 附 表 1预 期 的 功 能和 指标 要 求与 射 频 卡 实际性 能对 比表
要求 射频卡实际情况
附表 2卡耗 电 量测 试 结 果
测试 结 果 ( 分别 于 1 天后 测 电 压 变 化 O 量) 值 不 加 入 休 眠 模 21 . W 0 8V . 9 式 t
测 试方 法
射频卡能发送自身 射频卡每隔五小时发送一次自身当前电压值,当读卡器接 工作电压 ( 上电自 到射频卡发送的电压值,送入计算机处理中心,判断是否 检) 到达最低工作电压,及时更换电池。
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