如何實現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)的設(shè)計？

射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。射頻識別工作無須人工干預(yù)、非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、壽命長、便于使用。目前，射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展非常迅速，產(chǎn)品種類繁多，已廣泛用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域，如汽車、火車等交通監(jiān)控;高速公路自動收費系統(tǒng);停車場管理系統(tǒng);物品管理;倉儲管理：車輛防盜等。

射頻識別系統(tǒng)一般南3個部分構(gòu)成，即電子標(biāo)簽(應(yīng)答器Tag)、閱讀器(讀頭Reader)和天線。

電子標(biāo)簽：電子標(biāo)簽或稱射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器，由芯片及內(nèi)置天線組成。芯片內(nèi)保存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，作為待識別物品的標(biāo)識性信息，是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。內(nèi)置天線用于和射頻天線間進(jìn)行通信。閱讀器：讀取或讀/寫電子標(biāo)簽信息的設(shè)備，主要任務(wù)是控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號，并接收標(biāo)簽的應(yīng)答，對標(biāo)簽的對象標(biāo)識信息進(jìn)行解碼，將對象標(biāo)識信息連帶標(biāo)簽上其它相關(guān)信息傳輸?shù)街鳈C(jī)以供處理。天線：標(biāo)簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。

在RFID的實際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在被識別物體的表面或嵌入其內(nèi)部，當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的被識別物體通過閱讀器的可識讀范圍時，閱讀器自動以無接觸的方式將電子標(biāo)簽的約定識別信息取出來，從而實現(xiàn)自動識別物體或自動收集物體標(biāo)志信息的功能。電子標(biāo)簽進(jìn)入天線磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(無源標(biāo)簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(有源標(biāo)簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

射頻識別系統(tǒng)工作流程：

1. 閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號;

2. 當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被識別;

3. 射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;

4. 系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理;

5. 主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定作出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。

電路的理論分析與設(shè)計

1. 耦合線圈的匹配，作為電磁能量的發(fā)射裝置一耦合線圈，必須考慮其匹配問題。耦合線圈在無線識別系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)為阻抗ZL，為了實現(xiàn)與系統(tǒng)的功率匹配，必須通過無源的匹配電路實現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換，使功率無反射地傳輸?shù)今詈暇€圈?？梢岳蒙倭拷M件來實現(xiàn)相配的匹配電路。

2.應(yīng)答器的發(fā)射電路分析，在應(yīng)答器的發(fā)送器部分，首先由頻率穩(wěn)定的石英晶體振蕩器產(chǎn)生所需的工作頻率的信號。振蕩器信號被饋送到由信號編碼的基帶信號控制的調(diào)制級。此基帶信號就是鍵控的恒壓信號，在此將二進(jìn)制數(shù)據(jù)以串行碼的形式表示出來。根據(jù)調(diào)制器的類型，執(zhí)行對振蕩器信號的ASK或FSK調(diào)制。此時基帶信號會被直接饋送到頻率合成器，再通過功率放大使調(diào)制后的信號達(dá)到所需電平，然后將調(diào)制后的放大信號輸出耦合到初級線圈。

3.閱讀器接收電路，閱讀器接收電路由耦合線圈、放大器、解調(diào)器、解碼器和顯示部分組成。通過耦合線圈所得的電壓信號經(jīng)過放大器放大后，再經(jīng)解調(diào)器解調(diào)得到載波信號，再經(jīng)解碼器解碼和顯示電路得到應(yīng)答器所發(fā)送的數(shù)據(jù)。