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高頻RFID(13.56M)讀寫模組的設計與應用例項 (上)

RFID按頻率資料劃分為:

低頻(0-135KHz):使用這個頻段的系統有一個缺點,識讀距離只有幾釐米。但是由於該頻段的訊號能穿透動物體內的高溼環境,因此被應用於動物識別。
高頻(13.56MHz):這是一個開放頻段,標籤的識讀距離通常在10釐米以內,在這個頻段執行的標籤絕大部分是無源的,依靠讀寫器供給能源。採用這個頻段的RFID系統得到

許多RFID製造商的支援,如德州儀器、索尼和飛利浦等,有廣泛的應用基礎。
超高頻(300MHz~1.2GHz):這個頻段的標籤和讀寫器在空氣中的有效通訊距離最遠。這個頻段的訊號雖然不能穿透金屬和溼氣,但是資料傳輸速率更快,並可同時讀取多個標籤。但是這個頻段在各國均被分配為移動通訊專用頻段,很容易引起國家之間的頻段衝突。

微波(2.45GHz~5.8GHz):這個頻段的優勢在於其受各種強電磁場(如電機、焊接系統等)的干擾較小,識別距離介於高頻和超高頻系統之間,而且標籤可以設計得很小,但是成本較高。

低頻RFID原理與應用,詳見我寫的酒店智慧門鎖/門禁智慧系統例項,現在介紹高頻的讀寫器原理與應用,具體原理圖如下:


相應的天線電路原理圖如下:


一.功能引數說明:

以51微控制器和RC500為核心的Mifare卡開發系統,可以讀寫各種Type A 標準的IC卡(如MifareS50,S70等),在此基礎上增加RS232模組,LCD模組以及乙太網模組,就可構造一個實用的RFID系統,高檔產品可以考慮用ARM9和WIFI模組,現時很多城市的公共場所,辦公室和小區住宅無線AP(路由器)應用已很廣泛,近期國家已指定高頻RFID為金融行業的磁卡ATM機的升級產品使用的頻率,因而此技術將會在金融行業大力推廣。

二、技術引數及規格

型號

Mifare-mod

主機板尺寸

90mm x 60mm

工作頻率

13.56mHz

感應距離

<10cm

工作電壓

5V

通訊介面

RS232


三。M1射頻卡與讀寫器的通訊

四、工作原理

       卡片的電氣部分只由一個天線和ASIC組成。
       天線:卡片的天線是隻有幾組繞線的線圈,很適於封裝到IS0卡片中。
       ASIC:卡片的ASIC由一個高速(106KB波特率)的RF介面,一個控制單元和一個8K位EEPROM組成。
       工作原理:讀寫器向M1卡發一組固定頻率的電磁波,卡片內有一個LC串聯諧振電路,其頻率與讀寫器發射的頻率相同,在電磁波的激勵下,LC諧振電路產生共振,從
             而使電容內有了電荷,在這個電 容的另一端,接有一個單向導通的電子泵,將電容內的電荷送到另一個電容內儲存,當所積累的電荷達到2V時,此電容可做為電源為其
            它電路提供工作電壓,將卡內資料發射出去或接取讀寫器的資料。
          卡片結構

         卡片結構:卡片是以PVC為基本材料,附加不同輔助材料製造而成。

         塑膠卡片:以一定厚度的PVC為卡基,在PVC上附加上其它工藝。
        磁條卡片:在PVC 表面附加上磁條。
        IC智慧卡:在PVC片基上嵌入電子模組。
        非接觸卡:在PVC內建入電子模組和線圈,模組和線圈是不可見的。
        個性化卡:在PVC卡基上印刷如圖案、照片、文字、條形碼等各不一樣的資訊內容。

測試樣機PCB圖如下:


相應天線PCB如下: