《電子技術(shù)應(yīng)用》
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非接觸式IC卡(RFID)的制作實(shí)驗(yàn)
中電網(wǎng)
蘭得春
摘要: RFID又稱為“射頻認(rèn)證”、“射頻識別”或“非接觸式IC卡”,,它的用途從食堂的飯卡,、公交車、地鐵的月票卡,、公民身份證到物流管理,、車輛通行管理等等,越來越廣,。
關(guān)鍵詞: RFID|NFC IC卡 RFID 射頻識別
Abstract:
Key words :

RFID又稱為“射頻認(rèn)證”,、“射頻識別”或“非接觸式IC卡”,它的用途從食堂的飯卡,、公交車,、地鐵的月票卡、公民身份證到物流管理,、車輛通行管理等等,,越來越廣。

RFID目前使用了三個(gè)頻段:135kHz,、13.56MHz和869MHz~915MHz,。第一、二段為長波及短波,,作用距離很近(被國家標(biāo)準(zhǔn)限制),;第三段為UHF,作用距離最遠(yuǎn),可達(dá)10米,。由于它不易仿造,,存儲的信息量大,所以在發(fā)達(dá)國家已逐步代替條形碼貼在商品上,。將來它還可用來代替一些電腦配件的安裝卡,,貼在電腦配件上,。眾所周知,現(xiàn)在買一臺打印機(jī)或者一塊視頻轉(zhuǎn)接卡,,得先在電腦中利用安裝碟或通過其他途徑安裝驅(qū)動程序,,這樣電腦才能識別,打印機(jī)才能動作,,電視節(jié)目才能收到,。將來新買的電腦配件上如都貼上RFID,就不用安裝碟片或?qū)ふ因?qū)動程序,直接插入電腦便能使用,。

在我國RFID技術(shù)剛起步,,所以許多人對它的工作原理還不太清楚,特別是“負(fù)載調(diào)制”部分,。用筆者制作的這塊實(shí)驗(yàn)板,,可以很清楚地了解它的工作原理。

非接觸式IC卡(RFID)的制作實(shí)驗(yàn)RF card experiment

圖1是RFID的工作原理框圖,,從框圖中可知,,RFID由兩部分組成。標(biāo)簽(卡)主要由LC諧振回路和無源電子開關(guān)組成,。當(dāng)標(biāo)簽(卡)靠近讀卡器的L1時(shí),,由于L2、C2回路起振,,此時(shí)射頻振蕩器的能量被吸收,,流過R1的電流減小,兩端壓降也隨之降低,;這時(shí)若閉合開關(guān)K1,造成短路,,使L2、C2回路失諧,,射頻振蕩器的能量未被吸收,,流過R1的電流增大,兩端壓降提高,。所以只要不停地按動K1,則負(fù)載電阻R1兩端便得到一串脈沖調(diào)幅信號,。該信號再經(jīng)檢波即恢復(fù)出低頻脈沖信號。

非接觸式IC卡(RFID)的制作實(shí)驗(yàn)電路圖RF card experiment

圖2是讀卡器的實(shí)驗(yàn)電路,。兩個(gè)與非門組成的晶體振蕩器工作于13.5MHz,其輸出經(jīng)過一個(gè)與非門及一只晶體管Q1放大,,較強(qiáng)的高頻輸出電流通過0.1μF電容,流過L1,、C1并聯(lián)諧振電路,,然后再流過負(fù)載電阻R1回到地。負(fù)載電阻R1兩端得到等幅的振蕩信號,,若該信號有外界的負(fù)載調(diào)制,,會產(chǎn)生脈沖調(diào)幅信號,,再經(jīng)鍺二極管檢波即恢復(fù)出低頻脈沖信號。脈沖信號經(jīng)0.47μF電容耦合到LM386加以放大,,驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)聲,。

非接觸式IC卡(RFID)的制作實(shí)驗(yàn)電路圖RF card experiment

標(biāo)簽(卡)的實(shí)際電路見圖3所示,與框圖一樣,,L2,、C2為吸收能量的并聯(lián)諧振回路,。但是開關(guān)K1換成了晶體管Q2的c-e,因此變成無觸點(diǎn)開關(guān),,只需從b腳輸入一個(gè)微弱的脈沖信號即可。脈沖信號本來可以用555等IC來產(chǎn)生,,但是沒有音樂片好,,因?yàn)樗ぷ麟妷旱停质‰?,聲音也不單調(diào),,輸出的是脈沖調(diào)寬方波。音樂片的供電是從L2,、C2諧振回路上取一點(diǎn)能量,,經(jīng)鍺二極管整流而得,存儲在100μF電容中便夠用了,,達(dá)到3V即可工作,,若超過6V,會燒壞音樂片,所以最好在100μF電容兩端并一只穩(wěn)壓管來保護(hù),。

L1(3匝)和L2(5匝)都用約φ0.5mm的單心塑料銅心線繞制,。在一塊廢的電話充值卡上打上幾枚空心鉚釘就可把“卡”的電路焊裝上去,其外觀也才像IC卡,。收,、發(fā)兩個(gè)諧振回路都應(yīng)諧振于13.5MHz,特別是“卡”,調(diào)整方法是把“卡”置于L1上面(即L2與L1重合在一塊),再帶電調(diào)節(jié)C2,使R2兩端直流電壓為最大即可,,當(dāng)然此時(shí)揚(yáng)聲器也最響,。C2調(diào)好后用漆封住,該“卡”便能“投入使用”了,。實(shí)踐證明C1的調(diào)節(jié)作用不大,,可留到以后慢慢調(diào)。

上面兩個(gè)電路只能用來實(shí)驗(yàn)RFID最基本的工作原理,,真正的RFID要復(fù)雜得多,此處的音樂片要換成單片機(jī),揚(yáng)聲器要換成電腦,。

非接觸式IC卡(RFID)的制作實(shí)驗(yàn)RF card experiment

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