无线识别装置Word文档下载推荐.docx
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当靠近阅读器时，通过线圈耦合获得工作能量，读取拨码开关状态，发送应答信号。
特点：
采用单片机异步串口通信方式，具有较高的显示正确率。
但对于本设计任务，考虑到耦合能量有限，不足以驱动单片机。
该方案不太合适。
方案二：
如图2所示，采用PT2262编码芯片，与PT2272解码芯片组成无线识别系统。
应答器通过四位拨码开关进行卡号设置，PT2262对卡号进行编码并通过耦合线圈发射出去；
阅读器通过耦合线圈接收信号并交给PT2272解码芯片译码输出应答器卡号，由发光二极管显示。
系统组成简单，成本低，功耗小，且PT2262起始工作电压低非常适合能量供应有限的场合。
结合以上分析实际情况，我们采用方案二。
2．调制方式论证与比较
频移键控（FSK）。
传输速率快，数据正确率高，但调制电路复杂，成本高，尤其功耗较高，而且解调电路较为复杂。
本题目要求低功耗，且对通讯指标要求不是很苛刻，如传输数据正确率≥80%，响应时间≤5S，故不宜选用该方案。
方案二：
幅移键控（ASK）。
调制电路简单，功耗较低，常用于简单的低速数据通信，解调电路也十分简单，满足本设计任务要求，综合考虑我们选用该方案。
二、总体设计
1．阅读器部分
如图3所示，电能由振荡电路产生经后续多级放大电路放大，通过耦合线圈发送出去；
阅读器通过耦合线圈接收应答器发送的信号，信号经检波电路检波后送给单片机串口接收，单片机对编码信号进行解调后输出识别结果。
震荡电路与检波电路是独立周期工作的，周期由35产生，独立工作由继电器控制。
2．应答器部分
如图4所示，应答器通过耦合线圈谐振耦合获取能量，再经放大整流电路向储能电容充电获得系统工作所需电能；
当电容电压经电压判断电路判断达到指定幅值时，应答器开始工作，单片机读取拨码开关值，并通过串口发送编码信号，此时有源晶振产生载波信号，编码信号再经ASK调制，从耦合线圈辐射出去。
三、主要电路设计
1．耦合线圈匹配理论
采用线圈与可变电容组成并联谐振回路，测试得线圈电感为11uH,可变电容容量为5~25PF，谐振频率：
可得谐振频率为：
21MHZ到9MHZ之间。
对回路进行谐振频率测量得到谐振频率为10.4MHZ。
因而，阅读器采用10MHZ有源晶振产生接近与谐振频率的能源载波频率。
应答器采用10MHZ有源晶振作为载波频率。
2.阅读器发射电路分析
主振电路采用有源晶振作为振荡器，频率稳定，电路简单，调试容易而且输出幅度大。
有源晶振输出的方波，经过二阶低通滤波器滤除高次谐波，得到稳定的正弦波输出，经Q6及其外围电路组成的第一级放大电路后送至由Q9及其外围电路组成的功率放大电路进行功率放大，最后输出至C45和L21组成的并联谐振回路辐射出去，为应答器提供能量。
3．阅读器接收电路分析
图中，从555来的控制信号经过74LS04反相后控制继电器的吸合，当继电器吸合时，C1与耦合线圈接通，Q1及其外围电路组成了以及电压放大电路，放大后的信号经二极管检波后送至LM311进行比较，还原波形。
四、识别装置工作流程图
1．阅读器工作流程图，见图5
2．应答器工作流程图，见图6
五、测试方法与测试数据
1．耦合线圈电感量大小与谐振频率
测试方法：
直接用LCMETER测耦合线圈电感量，用射频信号发生器与示波器测试耦合线圈并联一电容后的谐振频率。
测试数据：
（见表2）
测试时间：
2007-9-3
测试项目
测试仪器
测试结果
耦合线圈电感量
SEModelLC-9243LCMETER
11.0μH
谐振频率
HpE4400B信号发生器
Aglient54622D示波器
11.4MHZ
表1耦合线圈电感量大小与谐振频率
测试结果分析：
谐振频率为11.4MHZ，因而采用载波频率为11.0592MHZ，可微调电容实现谐振。
2．整机调试与测试
1．识别正确率与识别时间测试
阅读器接+15V外接电源，将阅读器与应答器之间耦合线圈距离设置为5cm，拨动拨码开关改变应答器编码，观察阅读器显示输出的识别结果。
2007-9-6
测试结果：
（见表2）识别距离：
5cm
测试次数
应答器编码
阅读器识别结果
识别时间（s）
1
0001
（1）
≤3s
2
0010
（2）
3
0100（4）
4
1000（8）
5
1111（F）
测试结果分析：
在距离5cm的情况下，识别率为100%，误码率为零。
表2识别正确率与识别时间测试结果
2．识别距离测试
阅读器接+15V外接电源，将阅读器与应答器之间耦合线圈起始距离设置为5cm，每次增加识别距离1cm，观察阅读器识别正确率，直到识别正确率≤80%，此时，耦合线圈之间的距离即为本识别装置的最大识别距离。
（见表3）
识别距离（cm）
识别正确率（%）
8
表3识别正确率与识别时间测试结果
3．识别时功耗测量
阅读器接+15V外接电源，将阅读器与应答器之间耦合线圈距离设置为5cm，阅读器识别结果正确的情况下，测量外接单电源供电电压U与供电电流I。
多次测量取平均功耗作为识别装置识别时功耗。
计算公式：
识别装置识别功耗P：
P=UI
测试结果：
（见表4）
供电电压U（V）
供电电流I（A）
功耗P（W）
15.00
0.04
0.6
0.09
1.35
结果
测试仪器：
DT9205万用表
测试结果分析：
在继电器吸合时，工作电流较大，为0.09A，但功率仍小于2W。
参考文献
附录一：
系统框图
附录二：
程序代码
#include"
msp430x22x4.h"
dial_number.h"
#defineCONTROL_SDATA_DIRP1DIR|=BIT0//控制晶振工作开关
#defineCONTROL_SDATA_OUT_HIP1OUT|=BIT0
#defineCONTROL_SDATA_OUT_LOP1OUT&
=~BIT0
#defineTIMERA_DELAY750
volatileucharcount;
voidSys_Init（）
{
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;
BCSCTL1=CALBC1_12MHZ;
//设定DCO为8MHZ
DCOCTL=CALDCO_12MHZ;
BCSCTL2|=DIVM_2;
BCSCTL2|=SELM1;
}
voidmain（）
uchari,d_Number;
Sys_Init（）;
CONTROL_SDATA_DIR;
count=0;
//发送周期计数
TACTL=TASSEL1+TACLR+ID_3;
//定时器A时钟源为SMCLK,并清TAR
CCTL0=CCIE;
//CCR0中断使能
CCR0=TIMERA_DELAY;
//计数值为50000个SMCLK周期
TACTL|=MC_2;
//启动定时器A为连续计数模式
_EINT（）;
while
（1）
{
if（count<
2）//前四毫秒不发数据
CONTROL_SDATA_OUT_LO;
LPM1;
}
elseif（count>
=2）
d_Number=Get_DialNumber（）;
for（i=0;
i<
4;
i++）
if（d_Number&
0x01）
CONTROL_SDATA_OUT_HI;
TACCR0+=TIMERA_DELAY;
elseif（!
（d_Number&
0x01））
d_Number=d_Number>
>
1;
#pragmavector=TIMERA0_VECTOR//ccr0中断服务
__interruptvoidta0_isr（void）
CCR0+=TIMERA_DELAY;
//定时补偿
count++;
LPM1_EXIT;
ucharGet_DialNumber（）
uchard_Number
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