运用RFID技术的学生考勤系统设计

  对场的控制通过控制器件的引脚6(CFE端)实现。应答器的负载调制会在基站天线上产生微弱的调幅,这样,通过二极管对基站天线电压的解调即可回收标签调制的数据流。U2270B的外围电路如图3所示。

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图3 U2270B外围结构

  1.2 射频卡基站器件U2270B的支撑电路

  1.2.1 电源模块

  U2270B的VS(电源)为内部电路提供电源,VEXT为天线和外部电路提供电压。对于U2270B基站电源有3种设计模式:第1种是单电压供电,即引脚DVS、VEXT、VS、VBall使用5 V电源;第2种是双电压供电,即引脚Vs使用5 V电压,而引脚DVS、VEXT、VBall使用7~8 V电压;第3种是电池电压供电,引脚VEXT和Vs由内部电池供给,而引脚DVS和VBall使用7~16 V外部电压,对于这种供电方式,U2270B的低功耗模式是可供选择的。该学生考勤系统设计采用第2种电源供给方案。

  1.2.2 频率设置

  该频率设置是U2270B输出的天线驱动频率,而天线端子线圈的发射频率最终是由线圈回路的电阻、电容决定的,这个频率越接近发射频率,则发射功率越强。 U2270B的天线驱动频率可自行设置,该系统设计频率设置是由流入RF端的电流值决定的,而Vs是由内部电源供给,所以可以通过改变Vs端和RF端之间的电阻值进行设定。

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  经过计算,设定的电阻值分别为R8=68 Ω,R9=43 Ω,这样射频频率为125 kHz。

  1.2.3 天线模块

  该系统设计的天线模块只涉及到电容,电阻和线圈,但是对于各个元器件的选值是比较精确的。从U2270B的Coil1和Coil2端口出来经电容,电阻和线圈组成一个IC串联谐振选频回路,其作用就是从众多频率中选出有用信号,滤除或抑制无用信号。由串联谐振电路的谐振角频率可知谐振频率:

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  当从Coil1、Coil2出来的脉冲满足该频率设置要求后,串联谐振电路就会启振,在回路两端产生一个较高的谐振电压VL=QVs。其中,Vs为 U2270B的Coil1、Coil2端的输出电压,线圈两端的谐振电压VL一般可能介于200~350 V之间,所以线圈两端的电容耐压值要高,热稳定性要好,因此对谐振回路的电容要求就比较高。当谐振电压达到一定数值就会通过感应电场给应答器供电,当应答器进入感应电场范围内,应答器内部电路就会在谐振脉冲的基础上进行非常微弱的调幅调制,再由U2270B读取。Q为谐振回路的品质因数,用于描述回路的储能与其耗能之比: