調制深度可變的rfid信號產生裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種調制深度可變的RFID信號產生裝置，屬于電學領域。
【背景技術】
[0002]射頻識別(RFID)是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射M信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，作為條形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如等優點，其應用將給零售、並I流等產業帶來革命性變化。
[0003]RFID系統，是由閱讀器、電子標簽及應用軟件三個部份所組成，其工作原理是閱讀器發射一特定頻率的無線電磁波，用以驅動接近的電子標簽將其內部的數據發送，此時閱讀器接收解讀數據，送給應用程序做相應的處理。
[0004]目前，在國內應用較為廣泛的是基于IS015693協議和IS014443協議的RFID系統，其工作中心頻率皆為13.56MHz,以無源方式工作，其性能可達1.5m，在該類遠程讀卡系統中，閱讀器的接收信號質量是系統性能的關鍵因素之一。在標準的無源工作模式下，讀寫器的射頻信號一方面為電子標簽提供能量，另一方面向射頻標簽傳送數據。由于載波所提供能量按讀寫距離的平方衰減，而閱讀器接收的信號強度按照讀寫距離的四次方衰減。因此在遠距離下信號強度和載波幅度的比例，即調制深度和近距離下應該是不同的。對于ASK調制方式，射頻信號的調制深度很小時會導致電子標簽無法解調，調制深度過大時會導致能量不足，因此調制深度應當隨不同應用場合和不同批次標簽進行調整。很多閱讀器系統采用OOK調制或者是固定模式的ASK調制，難以適應不同的電子標簽在不同距離下對射頻信號的需求，難以發揮最優性能，另外一些讀寫器采用復雜的電路結構實現調制深度可調，但增加了成本，降低了可靠性。

【發明內容】

[0005]為克服現有的RFID信號產生方法的不足，本發明提供一種調制深度可變的RFID
信號產生裝置。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:所述調制深度可變的RFID信號產生裝置包括:緩沖器、微控制器、第一模擬開關、有源晶振、第二模擬開關、輸出帶通濾波器；所述微控制器內置的數模轉換器的輸出連接緩沖器的輸入端，緩沖器的輸出連接到第一模擬開關的常閉端，第一模擬開關的常開端接5V電源，微控制器的一個通用1 口連接到第一模擬開關的輸入端，第一模擬開關的公共輸出端連接到第二模擬開關的常開端，第二模擬開關的常閉端接地，第二模擬開關的輸入端與有源晶振相連接，第二模擬開關的公共輸出端連接到輸出帶通濾波器；
所述第一模擬開關和第二模擬開關應至少包含一個常閉端NC、一個常開端NO、一個公共輸出端COM和一個輸入端IN，并實現以下邏輯:輸入端IN接低電平時，公共輸出端COM與常閉端NC相連接；輸入端IN接高電平時，公共輸出端COM與常開端NO相連接。
[0007]有源晶振輸出固定頻率的方波，第二模擬開關的公共輸出端則按照該頻率切換到接地OV和第一模擬開關的公共輸出端；此時如果微控制器輸出到第一模擬開關輸入端的信號為低電平，則第一模擬開關的公共輸出端連接到緩沖器的輸出，即第二模擬開關的公共輸出端輸出方波，方波的幅度是微控制器內置數模轉換器輸出的電壓，經過輸出帶通濾波器后波形為已調制波形；如果微控制器輸出到第一模擬開關輸入端的信號為高電平，則第一模擬開關的公共輸出端連接到5V電源，即第二模擬開關的公共輸出端輸出方波，方波的幅度是0V-5V滿幅度，經過輸出帶通濾波器后波形為未調制波形。
[0008]按照目前的常用標準，所述有源晶振采用13.56MHz有源晶振，輸出13.56MHz方波。
[0009]本發明的有益效果是，提供了一種調制深度可變的RFID信號產生裝置，用戶在無需更改電路和RFID閱讀器的情況下，可以調節發送信號的調制深度；適用不同的應用距離和不同性能的電子標簽，簡化的電路設計能夠保證穩定性和經濟實用性。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的電路結構圖。
[0011]圖2是本發明輸出波形圖。
[0012]其中，1、緩沖器，2、微控制器(MCU)，3、第一片模擬開關，4、接地，5、13.56MHz有源晶振，6、第二模擬開關，7、輸出帶通濾波器。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0014]如圖1所示，本發明硬件電路包括:緩沖器1、微控制器(MCU) 2、第一模擬開關3、有源晶振5、第二模擬開關6、輸出帶通濾波器7 ;所述微控制器2內置的數模轉換器的輸出連接緩沖器I的輸入端，緩沖器I的輸出連接到第一模擬開關3的常閉端，第一模擬開關3的常開端接5V電源,微控制器2的一個通用1 口連接到第一模擬開關3的輸入端,第一模擬開關3的公共輸出端連接到第二模擬開關6的常開端，第二模擬開關6的常閉端接地4，第二模擬開關6的輸入端與有源晶振5相連接，第二模擬開關6的公共輸出端連接到輸出帶通濾波器7。
[0015]所述第一模擬開關3和第二模擬開關6實現以下邏輯:輸入端IN接低電平時，公共輸出端COM與常閉端NC相連接；輸入端IN接高電平時，公共輸出端COM與常開端NO相連接。
[0016]電路系統上電后，13.56MHz有源晶振5輸出13.56MHz方波，第二模擬開關6的公共輸出端則按照13.56MHz的頻率切換到接地OV和第一模擬開關的公共輸出端，此時如果微控制器2輸出到第一模擬開關3輸入端的信號為低電平，則第一模擬開關3的公共輸出端連接到緩沖器I的輸出，即第二模擬開關6的公共輸出端輸出13.56MHz的方波,方波的幅度是微控制器2內置有DAC輸出的電壓，經過輸出帶通濾波器7后波形為已調制波形；此時如果微控制器2輸出到第一模擬開關3輸入端的信號為高電平，則第一模擬開關3的公共輸出端連接到5V電源，即第二模擬開關6的公共輸出端輸出13.56MHz的方波，方波的幅度是0V-5V滿幅度，經過輸出帶通濾波器后波形為未調制波形。微控制器2具體控制步驟如下:
1)預計算。
[0017]上電后，MCU設定通用1 口輸出高電平；MCU根據用戶需要發送的數據，依據CRC16預先計算出數據的校驗字節，并將用戶數據與校驗字節存在數組TxBuf []中；關閉中斷，防止中斷干擾發送；根據用戶需要的調制深度D印th(0%-100%)，輸出DAC的電壓為Depth*5V ；
2)發送幀頭SOF。
[0018]根據IS015693標準對發送信號的規定，MCU通用1 口輸出低電平，發送已調制波形，延時9.44us，然后通用1 口輸出高電平，延時9.44*4us，然后通用1 口輸出低電平，延時9.44us，然后通用1 口輸出高電平，延時9.44*2us ；
3)發送用戶數據與校驗字節。
[0019]發送用戶數據與校驗字節，即連續發送數組TxBuf []中的數據即可，MCU從第一個數據開始按照比特位遍歷數組TxBuf □，將前后每兩個比特位組合處理，若遇到"00"，則通用1 口輸出高電平，延時9.44us，然后通用1 口輸出低電平，延時9.44us，然后通用1 口輸出高電平，延時9.44*6us，若遇到〃01〃，則通用1 口輸出高電平，延時9.44*3us，然后通用1 口輸出低電平，延時9.44us,然后通用1 口輸出高電平，延時9.44*4us，若遇到"10"，則通用1 口輸出高電平，延時9.44*5us，然后通用1 口輸出低電平，延時9.44us，然后通用1 口輸出高電平，延時9.44*2us，若遇到"11"，則通用1 口輸出高電平，延時9.44*7us，然后通用1 口輸出低電平，延時9.44us ；
4)發送幀結束EOF。
[0020]根據IS015693標準對發送信號的規定，MCU通用1 口輸出高電平，延時9.44*2us，然后通用1 口輸出低電平，延時9.44us，然后通用1 口輸出高電平，延時9.44us ;發送幀結束EOF后意味著完整數據幀已經發送完成。
[0021]如圖2所示為本發明的輸出波形，其中8指示未調制波形，9指示已調制波形。
【主權項】
1.調制深度可變的RFID信號產生裝置，其特征是，包括:緩沖器(I)、微控制器(2)、第一模擬開關(3)、有源晶振(5)、第二模擬開關(6)、輸出帶通濾波器(7);所述微控制器(2)內置的數模轉換器的輸出連接緩沖器(I)的輸入端，緩沖器(I)的輸出連接到第一模擬開關(3)的常閉端，第一模擬開關(3)的常開端接5V電源，微控制器(2)的一個通用1 口連接到第一模擬開關(3)的輸入端，第一模擬開關(3)的公共輸出端連接到第二模擬開關(6)的常開端，第二模擬開關(6)的常閉端接地，第二模擬開關(6)的輸入端與有源晶振(5)相連接，第二模擬開關(6)的公共輸出端連接到輸出帶通濾波器(7)； 所述第一模擬開關(3)和第二模擬開關(6)實現以下邏輯:輸入端接低電平時，公共輸出端與常閉端相連接；輸入端接高電平時，公共輸出端與常開端相連接； 有源晶振(5)輸出固定頻率的方波，第二模擬開關(6)的公共輸出端則按照該頻率切換到接地OV和第一模擬開關(3)的公共輸出端；此時如果微控制器(2)輸出到第一模擬開關(3)輸入端的信號為低電平，則第一模擬開關(3)的公共輸出端連接到緩沖器的輸出，SP第二模擬開關(6)的公共輸出端輸出方波，方波的幅度是微控制器(2)內置數模轉換器輸出的電壓，經過輸出帶通濾波器(7)后波形為已調制波形；如果微控制器(2)輸出到第一模擬開關(3)輸入端的信號為高電平，則第一模擬開關(3)的公共輸出端連接到5V電源，即第二模擬開關(6)的公共輸出端輸出方波，方波的幅度是0V-5V滿幅度，經過輸出帶通濾波器(7)后波形為未調制波形。
2.如權利要求1所述的調制深度可變的RFID信號產生裝置，其特征是，所述有源晶振(5)為13.56MHz有源晶振，輸出13.56MHz方波。
【專利摘要】本發明公開了一種調制深度可變的RFID信號產生裝置，包括：緩沖器、微控制器、第一模擬開關、有源晶振、第二模擬開關、輸出帶通濾波器；所述微控制器內置的數模轉換器的輸出連接緩沖器的輸入端，緩沖器的輸出連接到第一模擬開關的常閉端，第一模擬開關的常開端接5V電源，微控制器的一個通用IO口連接到第一模擬開關的輸入端，第一模擬開關的公共輸出端連接到第二模擬開關的常開端，第二模擬開關的常閉端接地，第二模擬開關的輸入端與有源晶振相連接，第二模擬開關的公共輸出端連接到輸出帶通濾波器。其優點是：用戶在無需更改電路和RFID閱讀器的情況下，可以調節發送信號的調制深度；適用不同的應用距離和不同性能的電子標簽。
【IPC分類】G06K19-077
【公開號】CN104715276
【申請號】CN201510145942
【發明人】李江濤, 王衛東, 陳嵐
【申請人】江蘇物聯網研究發展中心
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月30日