RFID无线射频识别技术在学生考勤系统中的应用

2013-09-18 10:28 来源:互联网 作者:和静

U2270B的射频频率是通过调整U2270B内部结构中的RF引引脚所接电阻的大小,可以将内部振荡频率固定在特定的频率上(典型为125kHz),然后通过天线驱动器的放大作用,在天线附近形成特定频率的射频场,当应答器进入该射频场内时,由于电磁感应的作用,在标签内的天线端会产生感应电势,该感应电势也是标签的能量来源。将数据写入应答器是采用场间隙方式,即由数据的“0”和“l”控制振荡器的肩振和停振,并由天线产生带有窄间歇的射频场,不同的场宽度分别代表数据“0”和“l”,这样完成将基站发射的数据写入标签的过程。

对场的控制通过控制器件的引脚6(CFE端)实现。应答器的负载调制会在基站天线上产生微弱的调幅,这样,通过二极管对基站天线电压的解调即可回收标签调制的数据流。U2270B的外围电路如图3所示。

1.2射频卡基站器件U2270B的支撑电路

1.2.1电源模块

U2270B的VS(电源)为内部电路提供电源,VEXT为天线和外部电路提供电压。对于U2270B基站电源有3种设计模式:第1种是单电压供电,即引脚DVS、VEXT、VS、VBall使用5V电源;第2种是双电压供电,即引脚Vs使用5V电压,而引脚DVS、VEXT、VBall使用7~8V电压;第3种是电池电压供电,引脚VEXT和Vs由内部电池供给,而引脚DVS和VBall使用7~16V外部电压,对于这种供电方式,U2270B的低功耗模式是可供选择的。该学生考勤系统设计采用第2种电源供给方案。1.2.2频率设置

该频率设置是U2270B输出的天线驱动频率,而天线端子线圈的发射频率最终是由线圈回路的电阻、电容决定的,这个频率越接近发射频率,则发射功率越强。U2270B的天线驱动频率可自行设置,该系统设计频率设置是由流入RF端的电流值决定的,而Vs是由内部电源供给,所以可以通过改变Vs端和RF端之间的电阻值进行设定。

经过计算,设定的电阻值分别为R8=68Ω,R9=43Ω,这样射频频率为125kHz。

1.2.3天线模块

该系统设计的天线模块只涉及到电容,电阻和线圈,但是对于各个元器件的选值是比较精确的。从U2270B的Coil1和Coil2端口出来经电容,电阻和线圈组成一个IC串联谐振选频回路,其作用就是从众多频率中选出有用信号,滤除或抑制无用信号。由串联谐振电路的谐振角频率可知谐振频率:

当从Coil1、Coil2出来的脉冲满足该频率设置要求后,串联谐振电路就会启振,在回路两端产生一个较高的谐振电压VL=QVs。其中,Vs为U2270B的Coil1、Coil2端的输出电压,线圈两端的谐振电压VL一般可能介于200~350V之间,所以线圈两端的电容耐压值要高,热稳定性要好,因此对谐振回路的电容要求就比较高。当谐振电压达到一定数值就会通过感应电场给应答器供电,当应答器进入感应电场范围内,应答器内部电路就会在谐振脉冲的基础上进行非常微弱的调幅调制,再由U2270B读取。Q为谐振回路的品质因数,用于描述回路的储能与其耗能之比:

本设计中应答器标签的频率为125kHz,线圈的电感L约1.35mH,这样可由式(3)计算出电容C的容值。另外通过调节电阻R(注意线圈也含有一定的电阻)来调节品质因数Q,改变谐振电压,提高读写距离。

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RFID 射频识别 学生考勤系统

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