如何實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)？

射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。射頻識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)、非接觸、閱讀速度快、無(wú)磨損、不受環(huán)境影響、壽命長(zhǎng)、便于使用。目前，射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)外發(fā)展非常迅速，產(chǎn)品種類(lèi)繁多，已廣泛用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域，如汽車(chē)、火車(chē)等交通監(jiān)控;高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng);停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng);物品管理;倉(cāng)儲(chǔ)管理：車(chē)輛防盜等。

射頻識(shí)別系統(tǒng)一般南3個(gè)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(chēng)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(shí)別物品的標(biāo)識(shí)性信息，是射頻識(shí)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(xiě)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(hào)，并接收標(biāo)簽的應(yīng)答，對(duì)標(biāo)簽的對(duì)象標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行解碼，將對(duì)象標(biāo)識(shí)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(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在被識(shí)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(shí)別物體通過(guò)閱讀器的可識(shí)讀范圍時(shí)，閱讀器自動(dòng)以無(wú)接觸的方式將電子標(biāo)簽的約定識(shí)別信息取出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別物體或自動(dòng)收集物體標(biāo)志信息的功能。電子標(biāo)簽進(jìn)入天線磁場(chǎng)后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號(hào)，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(無(wú)源標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(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(shí)別系統(tǒng)工作流程：

1. 閱讀器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào);

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

3. 射頻卡將自身編碼等信息通過(guò)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(lái)的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理;

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

電路的理論分析與設(shè)計(jì)

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(wèn)題。耦合線圈在無(wú)線識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)為阻抗ZL，為了實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的功率匹配，必須通過(guò)無(wú)源的匹配電路實(shí)現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換，使功率無(wú)反射地傳輸?shù)今詈暇€圈。可以利用少量組件來(lái)實(shí)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(hào)。振蕩器信號(hào)被饋送到由信號(hào)編碼的基帶信號(hào)控制的調(diào)制級(jí)。此基帶信號(hào)就是鍵控的恒壓信號(hào)，在此將二進(jìn)制數(shù)據(jù)以串行碼的形式表示出來(lái)。根據(jù)調(diào)制器的類(lèi)型，執(zhí)行對(duì)振蕩器信號(hào)的ASK或FSK調(diào)制。此時(shí)基帶信號(hào)會(huì)被直接饋送到頻率合成器，再通過(guò)功率放大使調(diào)制后的信號(hào)達(dá)到所需電平，然后將調(diào)制后的放大信號(hào)輸出耦合到初級(jí)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(guò)耦合線圈所得的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器放大后，再經(jīng)解調(diào)器解調(diào)得到載波信號(hào)，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)。