1 引言

　　射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。射频识别工作无须人工干预，非接触，阅读速度快，无磨损，不受环境影响，寿命长，便于使用。目前，射频识别技术在国外发展非常迅速，射频识别产品种类繁多，已广泛用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，如汽车、火车等交通监控；高速公路自动收费系统；停车场管理系统；物品管理；仓储管理；车辆防盗等。由于我国射频识别技术起步较晚，除用于中国铁路的车号自动识别系统外，仅限于射频公交卡的应用。

　　在此，给出一种实现简单射频识别系统的方式。阅读器和应答器均包含在单片机控制系统中，利用2ask调制与解调电路以及匹配网络电路，使整个系统的可识别有效距离约为10 cm，这已能够符合一般应用的需求。

　　2 系统设计概述

　　系统设计主要分阅读器、应答器、线圈3部分。阅读器采用晶振1和晶振2，分别提供应答器的功率驱动信号和数字调制信号。晶振1产生的振荡信号经过带通滤波器处理后，进行功率级放大，并通过匹配网络进行阻抗变换，以最大效率从线圈发射出去，为应答器提供所需的工作能量。晶振2产生的信号经过低通滤波器滤除高频杂波后，送往开关电路；手动设置的信息，南单片机转换为相应的控制信号，控制开关的通断，从而形成2ask调制信号，与应答器进行通信。此外，阅读器还需将线圈上接收到的应答信号滤波放大并检波，最终获取有效信息，并由串口读取。图1给出阅读器结构。

　　晶振产生振荡信号后，经低通滤波器去除高频杂波，送往开关电路，作为2ask的载波信号。控制开关电路通断的信号由操作者通过拨码开关手动设置，并由单片机读取后产生相应的控制信号。同时，应答器通过线圈接收功率驱动信号，待整流滤波后，得到直流电平，然后作dc—dc变换，以获取最终所需的直流电平，供整个应答器部分工作。图2给出了应答器结构。

　　3 硬件电路

　　3．1 阅读器与应答器2ask调制解调电路

　　2ask的载波信号是2mhz正弦波，它由有源晶振产生的方波经过低通滤波器得到。数字调制信号从cpu的串口输出，经过模拟开关mx7501控制信号通断，产生了2ask信号。ll，l2，c1和c2构成了二阶巴特沃兹低通滤波器，输出为近似正弦波的2 mhz信号。r1与r4使lc滤波器阻抗匹配。当en为0时，out为0；反之为s1通道信号。图3给出阅读器的2ask调制电路。

　　图4给出了解调电路。通过匹配网络的2ask信号幅度低，噪声大，需要经过三级处理才能解调出数字信号。首先通过op37中高速运算放大器将信号放大5倍，再经过高速比较器max910中的比较器a，将毛刺状信号加宽，减小噪声，d／a输出经l1，c1和c2组成的低通滤波器，取直流分量，这相当于包络检波。lc低通滤波器的截止频率为480 hz。最后将该信号进行比较整形，得到数字调制，再经qb输入到单片机串口。

　　3．2 发射电路

　　有源晶振产生的8 mhz方波经带通滤波器取出8 mhz的正弦信号，并通过功率放大器后输出到线圈上。图5中，l3，l4，c7和c8构成了二阶8 mhz的巴特沃兹带通滤波器，用以滤除谐波分量。vq1为集射极跟随器，用以调节r3，使其静态工作电流约为1．5 ma，该级电路起到与信源隔离的作用。vq2为丙类放大器，调节r7和vq2的基极偏压使其工作在丙类放大状态。改变c2使其谐振，此时电源电流最小。再调节r4和vq2的基极偏压，使电源电流更小，输出幅度更大，以处于丙类放大状态。l1为线圈，同时起到谐振电感的作用。c6为线圈的等效电容，经测量，约为34 pf；c3为外接电容，它能使并联回路谐振在8 mhz。谐振时，l1上的电压可达45v。阅读器和应答器发射的另一个信号是2ask信号，它经过运算放大后，通过匹配网络直接连接到线圈上。

　　3．3 应答器电源电路设计

　　应答器的整流滤波电路采用单相桥式整流滤波电路。t1为两个线圈，c1并接在应答器线圈两端，在8 mhz并联谐振下，其输入幅度最大。vd1～vd4采用in5817型整流二极管，要求整流8 mhz的信号。正常时，c2两端电压基本稳定，即整流电流全部通过负载r1，因此rl越大，其电压也越大。这就要求负载尽量少，负载输入阻抗尽量大。c2的电容值不易太大或太小，太大则吸纳的电荷越多，使输出电压就越小；导致滤波效果不佳。因此，这里取c2=47μf。在耦合信号幅度一定时，该电路的功率驱动能力是固定的。实测中发现，当输入频率为8 mhz时，输出电压为5 v；