有源射频识别系统的应用设计

1、有源射频识别系统在停车场管理上的应用设计 目前停车场对车辆的识别和管理大部分都采用IC卡或无源射频识别系统，这些识别系统性能虽然稳定但均需停车识别，因此效率低、速度慢，给车主带来不便。本文提出的有源射频识别系统对车辆的识别无需停车(车辆速度不超过4O kmh)，识别距离可达78m，且测试其性能优良。 1 停车场射频识别系统工作流程原理 停车场射频识别系统总体设计方案如图1所示。 系统入口流程工作原理为：当车辆进入读写器工作区域时，系统自动接收到来自车上的电子标签(RFID)发射的信息，并将信息传送到入口的计算机，计算机检查标签号的有效性且控制摄像头抓拍车辆图像，经判断后按下面的程序处理。 (1

2、)如果电子标签有效(即用户是合法的)，控制道闸抬起，车辆可以不停车就进入停车场； (2)如果电子标签无效(即过期、未注册或费用不足)，系统通过视觉和声音报警，LED提示牌根据错误原因给出以下内容中的一种提示，即“该包月标签已过期，请去续费”、“该用户不存在，请重新输入ID”或“余额不足，请去充值”，控制道闸不抬起。此时保安人员或驾车人士可以通过内部通话系统与管理中心联系，就会得到及时处理。 道闸抬起后，中心控制系统自动保存人场车辆信息(进场时间、标签号等)。车辆通过道闸时，系统就会启动防砸车装置，防止砸车。车辆通过道闸后，系统就会自动关闭道闸。图1 停车场系统总体设计方案模型方框图 2 停车场

3、射频识别系统硬件电路的设计 21 电子标签的电路设计 设计的电子标签电路原理如图2所示。电子标签电路主要是由一个带有锁相环的AMASK VHFUHF发射器的集成芯片RF2514、基准振荡器以及压控振荡器组成。其中RF2514是一个具有锁相环的甚高频超高频发射器，由功率放大器、集成压控振荡器、鉴相器、分频器、锁存器以及直流偏压等电路组成。 图2 电子标签电路图 22 读写器的设计 读写器主要运用一个单片RF收发器芯片RF2945来设计。RF2945 工作在915 MHz ISM 频段，具有ASK调制和解调能力，采用PLL频率合成技术，灵敏度高达-96 dB (mW)，最大发射功率达+85dB(m

4、W)；可直接与微控制器接口，低工作电压为2450 V，低功耗模式待机状态仅为1 A。RF2945芯片经封装后，仅需外接少数的元器件，即可构成一个完整的射频收发器。 RF2945内部结构如图3所示。芯片内包含有发射功率放大器(PA)，低噪声接收放大器(LNA)，压控振荡器(VCO)，混频器(MIXER)，中频放大器，使能控制逻辑(Control Logic)等电路。在接收模式中，RF输入信号被LNA放大，经由MIXER变换，这个被变换的信号在送入解调器(DEMOD)之前被两级中频(IF1和IF2)放大并滤波，经解调器解调，解调后的数字信号在DATAOUT端输出。在发射模式中，VCO的输出信号是直

5、接送入到PA，MOD IN端输入的数字信号被频移键控后馈送到功率放大器输出。由于采用PLL合成技术，频率稳定性好。 图3 RF2945的内部结构框图 3 射频识别系统软件的设计 31 电子标签与读写器之间通信程序软件的设计 电子标签与读写器之间通信流程如图4所示。图4 电子标签与读写器之间通信流程图 32 主机与读写器之间通信程序软件的设计 主机与读写器之间通信程序流程如图5所示。 图5 主机与读写器之间通信程序流程图读写器检测到电子标签后，生成标签记录，并将标签记录以邮件的形式提交给主机；主机接收到邮件后，对邮件内容进行处理，并将处理结果显示在主机屏幕上。同时为了避免主机和读写器同时控制串行

6、口而产生矛盾，系统规定每当空格键被按下时，改变读写器的安静模式。 4 实验 实验读取的多个标签数据记录如下: AA FF 27 00 0C 30 62 BB AA FF 37 00 0C 30 72 BB AA FF 47 00 0C 30 82 BB AA FF 57 00 0C 30 92 BB AA FF 67 00 0C 30 A2 BB AA FF 77 00 0C 30 B2 BB AA FF 07 00 0C 30 42 BB AA FF 17 00 0C 30 52 BB AA FF 27 00 0C 30 62 BB 每个标签发送的数据共16位，如标签发送数据为“AA FF 27 00 0C 30 62 BB”，则前两位“AA FF”代表数据头部标识号，中间“0C”代表纠错标识号，“27 O0 ”及“30 62”共8位代表电子标签标识号码。这样，在实验测试中读写器共测试到8个不同标识号的电子标签。另外电子标签采用3 V直流电压供电，发射频率为915 MHz，发射功率大于一6 dB(mW)，而读写器采用12 V电源供电，电源消耗功率小于5 w，系统接收距离(电子标签与读写器之间距离)经测试可达8 m 以上，且系