基于1T單片機(jī)的電子標(biāo)簽銷碼器[圖]

0 引言

電子標(biāo)簽在現(xiàn)代超市、圖書館、倉(cāng)儲(chǔ)等公共流通部門的防盜系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛。電子標(biāo)簽及其銷碼本質(zhì)為一種射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)，其工作方式為非接觸式，是利用射頻信號(hào)及其空間耦合、傳輸特性，對(duì)靜止的或移動(dòng)中的待識(shí)別物品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，有快捷、方便等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)STC12C2052AD為核心，應(yīng)用NE546鎖相環(huán)等芯片，以及頻率合成、高頻小信號(hào)檢測(cè)等技術(shù)，制作的電子標(biāo)簽銷碼器具有較高的可靠性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

RFID系統(tǒng)一般由電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分組成。應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別的物品上，閱讀器用于當(dāng)附著電子標(biāo)簽的待識(shí)別物品通過其讀出范圍時(shí)，以無接觸的方式自動(dòng)將電子標(biāo)簽中的約定識(shí)別信息取出，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別物品或自動(dòng)收集物品標(biāo)識(shí)信息的功能。

RFID是運(yùn)用L-C振蕩回路工作的。該振蕩回路調(diào)到一個(gè)規(guī)定的諧振頻率fH?，F(xiàn)代系統(tǒng)中采用在商品銘牌薄膜的導(dǎo)體上蝕刻應(yīng)答器線圈，生產(chǎn)的電容器片中間的絕緣薄膜使用10μm厚。將振蕩回路移入到交變磁場(chǎng)附近，如果交變磁場(chǎng)的頻率fG與振蕩回路的諧振頻率fH相吻合，振蕩回路產(chǎn)生諧振，從交變磁場(chǎng)獲取能量。因此，振蕩線圈上的振蕩過程，可以根據(jù)交變磁場(chǎng)中振蕩線圈的短時(shí)電壓或電流變化得到。這種線圈電流的短時(shí)上升(或者線圈電壓短時(shí)下降)被直觀地稱作降落(Dip)。

這種Dip的相對(duì)強(qiáng)度主要取決于兩個(gè)線圈接近的速度，為了保證可靠地識(shí)別粘貼在產(chǎn)品上的應(yīng)答器振蕩回路，需要獲得一個(gè)盡可能明顯的Dip，可采用產(chǎn)生的磁場(chǎng)頻率不是恒定的，而是掃描的。使振蕩器頻率不斷掃過最大和最小頻率之間的范圍，如果掃描的振蕩器頻率正好命中了(應(yīng)答器里振蕩回路的)fH，則振蕩回路就開始起振，并由此在振蕩器線圈的電源電流中產(chǎn)生一個(gè)明顯的Dip，從而檢測(cè)到電子標(biāo)簽。為了在付款處不揭下電子標(biāo)簽，收銀員收款后將被保護(hù)的產(chǎn)品放到一個(gè)裝置(電子標(biāo)簽銷碼器)上，該裝置產(chǎn)生一個(gè)足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)，其感應(yīng)電壓能使電子標(biāo)簽的薄膜電容擊穿，破壞振蕩回路，使振蕩回路在掃描頻率的范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生諧振，這樣，被保護(hù)的產(chǎn)品就檢測(cè)不到。

電子標(biāo)簽銷碼器的主要技術(shù)指標(biāo)有：1)能識(shí)別電子標(biāo)簽，能對(duì)電子標(biāo)簽去活化處理。2)電子標(biāo)簽諧振頻率：8.2MHz+10%。3)掃描頻率：90Hz。4)最大工作速度：40枚/s。5)最大工作距離：50cm。

電子標(biāo)簽銷碼器構(gòu)成的框圖如圖1所示。由掃描頻率產(chǎn)生電路、功率放大與發(fā)射電路、檢測(cè)電路、單片機(jī)控制電路和報(bào)警電路構(gòu)成。

1.1 掃描電路

掃描電路采用高頻模擬鎖相環(huán)NE564構(gòu)成，NE564的最高工作頻率可達(dá)50MHz，采用+5V單電源供電，特別適用于高速數(shù)字通信中FM信號(hào)及FSK(移頻鍵控)信號(hào)的調(diào)制、解調(diào)，無需外接復(fù)雜的濾波器。利用NE564的調(diào)頻功能，先讓其工作在一個(gè)固定頻率，再利用其調(diào)頻特性進(jìn)行頻率的掃描。通過單片機(jī)的P3.7腳輸出占空比周期變化的PWM電壓，經(jīng)過電阻R30、R31和電容C30、C31濾波，運(yùn)放LM324構(gòu)成的差動(dòng)放大器后產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)電壓，輸入到NE564的FM端，從而控制NE564的輸出頻率。使掃描頻率以8.2MHz為中心頻率，左右頻偏10%，且通過掃描方式(90Hz掃描)，步進(jìn)128步來完成7.38～9.02MHz頻率的產(chǎn)生。掃描電路如圖2所示。