CN101964043A

CN101964043A - 射频无线读码电路及其解码方法

Info

Publication number: CN101964043A
Application number: CN 201010299542
Authority: CN
Inventors: 任金华
Original assignee: NR Electric Co Ltd; NR Engineering Co Ltd
Current assignee: NR Electric Co Ltd; NR Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-02-02

Abstract

本发明公布了一种射频无线读码电路及其解码方法，根据无线卡工作能量来自固定工作频率125kHz的无线振荡波以及射频卡工作时的对振荡波的调制原理，采用振荡电路，检波电路、参考电压电路、利用原有处理器内的定时器、比较器、中断电路，配合相应的软件完成非接触编码的读取工作。本发明精简了非接触卡解码电路，节省了外围器件，提高了电路的可靠性，通过解码算法获得了正确的读码结果。

Description

射频无线读码电路及其解码方法

技术领域

本发明涉及电子技术、无线电技术、计算机技术范畴，尤其涉及一种射频无线读码电路及其解码方法。

背景技术

目前射频无线标识卡RFID(radio frequency identification简称射频卡)已获广泛应用，但大多是用在固定场合，使用的是专用解码芯片U2270B作为接收射频卡信号的前置器件，参见参考文献【1】，而且解码芯片还需要外围阻容电感等器件，电路复杂成本高，占用空间大，且输出的信号最终还是需要微控制器接收识别解码。其他类似的专利产品采用的电路相对复杂，实施困难参见专利文献【2】。在电力系统微机防误操作装置中，电脑钥匙需要读取许多装有射频卡的锁具。电脑钥匙是一种电池供电方式的手持式智能产品，其要求电路结构紧凑简洁、节能、读码准确率高。现成的读码装置因电源、体积、天线、信号接口等方面的原因不能直接使用，因此有必要发明本电路较好地满足电脑钥匙读取射频卡的需要。

电脑钥匙无线解码电路及相应软件技术用一个结构简单、成本低廉的电子电路加上软件技术实现了专用芯片加复杂的外围电路才能实现的无线射频识别技术，读码可靠。

用射频芯片编码作为防误操作系统中锁具的编码具有编码数量不限，读码可以通过无线非接触读取，在一定的范围内都可以完成读码。克服了以往的编码方法对电脑钥匙的读码时的位置、力量等方面的要求。将非接触编码密封在小塑料壳内安装在锁具中，还具有防水、防尘、适应温度范围宽的特点。通过电脑钥匙读取其编码，判断当前操作步骤的合理性可以完成按顺序进行的解锁操作。而电脑钥匙作为手持设备因其对体积要求有较大限制，电源的功率有限，采用成品读码装置组装不现实。此外目前普遍采用专门的接收芯片和辅助电路增加成本是一个方面，另一方面是空间的安排也很麻烦。

参考文献：

【1】《运用RFID技术的学生考勤系统设计》电子设计工程

【2】无接触型集成电路卡的时钟信号产生和数据信号解码电路专利号：03160327.0

发明内容

本发明的目的是：

为便携式电脑钥匙提供一种结构紧凑、电路简单、价格低廉、效果良好的射频卡信号读出电路及其加码方法。

本发明的实现方案是：

射频无线读码电路，包括六个电阻、三个电容、两个三极管以及二极管、比较器和微型天线，其中第一电阻的一端与第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别接第二三极管的集电极、比较器的一端和外部电源，第二电阻的另一端分别接两个三极管的基极，第二三极管的源极分别接第一三极管的源极和微型天线的一端，微型天线的另一端分别接第一电容的一端和二极管的阳极，二极管的阴极分别接第二、第三电容的一端和第三电阻的一端，第一三极管的集电极分别与第一、第二电容和第三、第六电阻的另一端连接接地，第六电阻的一端分别接第四、第五电阻的一端和比较器的正输入端，第三电容的另一端分别接第四电阻的另一端和比较器的负输入端，第五电阻的另一端接外部电源。

射频无线读码电路的解码方法如下：用微处理器的定时器产生方波信号经两个三极管构成的推挽输出使第一电容、微型天线组成的谐振网络产生振荡电磁波由微型天线发射出去，向射频卡提供能量，射频卡工作时又发射同频率的调制信号，将卡内信息借助调制波叠加到微型天线的谐振波上得到属于曼切斯特编码格式的调制信号；所述调制信号经二极管检波，第二电容、第三电阻高通滤波，第三电容隔直得到反映调制信号的曼码，所述曼码经比较器、第五电阻、第六电阻构成的参考电平调整电路在运放的输出端得到波形规整的调制码；微处理器检测信号的上升和下降沿以及脉宽，参照信号输出的规约和校验规则，捕捉同步信息和数据信息，获取卡内数据。

本发明的有益效果：精简了非接触卡解码电路，节省了外围器件，提高了电路的可靠性，通过解码算法获得了正确的读码结果。本发明电路取代了专门的进口芯片及其外围电路，结合微处理器及其软件技术完成了读取非接触射频卡编码数据所需要的振荡、调制、滤波、检波、整形、解码一系列功能。具有结构紧凑、原理简单、成本低廉、可靠性高的特点。采用互补推挽电路驱动高频振荡，可以在线圈L 3上获得超过20V的振荡电压通过无线方式传递能量；本电路省去了单独的比较电路，由单片机内的比较器实现整形功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明专利进一步详细说明。

图1是无线解码硬件原理图

具体实施方式

本电路由C8051单片机U1、两个互补的PNP三极管Q1，NPN三极管Q2构成推挽功率放大电路、谐振天线L3和电容C51对125K赫兹的方波形成振荡传递能量，当在读卡的时候，该震荡波被获得能量并工作的ID卡调制，由二极管D9电容C52构成的检波后、得到包含ID编码的脉冲波形，然后经R43、C53构成的耦合电路获得解码信号，再通过单片机U1内的比较器得到曼切斯特编码。

本电路的连接方式为R41上拉电阻接VC1工作电源，一端接另一端接单片机的125kHz信号输出脚，从单片机发出的125kHz的方波信号通过电阻R42连接到推挽放大电路的基极，推挽放大电路由上臂NPN型三极管Q2和下臂PNP型三极管Q1构成，上臂的集电极接电源VC1正极，下臂的集电极接地，Q2、Q1的发射极连到振荡线圈L3的一端，L3的2端连接一个振荡电容C51到地，L3的2端还连接到检波二极管D9的K极，D9的A极输出的检波信号一方面由C52、R43并联组成的滤波电路接地，另一方面通过耦合电容C53连到比较器负端；由R45，R46组成的分压电路公共端接到比较器的正端，其中R45一端接VCC，R46一端接地；R44接在比较器的正负端之间起耦合作用。

Claims

1.一种射频无线读码电路，其特征在于包括六个电阻、三个电容、两个三极管以及二极管、比较器和微型天线，其中第一电阻的一端与第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别接第二三极管的集电极、比较器的一端和外部电源，第二电阻的另一端分别接两个三极管的基极，第二三极管的源极分别接第一三极管的源极和微型天线的一端，微型天线的另一端分别接第一电容的一端和二极管的阳极，二极管的阴极分别接第二、第三电容的一端和第三电阻的一端，第一三极管的集电极分别与第一、第二电容和第三、第六电阻的另一端连接接地，第六电阻的一端分别接第四、第五电阻的一端和比较器的正输入端，第三电容的另一端分别接第四电阻的另一端和比较器的负输入端，第五电阻的另一端接外部电源。

2.根据权利要求1所述的射频无线读码电路，其特征在于两个三极管为两个互补的第一PNP三极管和第二NPN三极管。

3.一种基于权利要求1所述的射频无线读码电路的解码方法，其特征是所述方法如下：用微处理器的定时器产生方波信号经两个三极管构成的推挽输出使第一电容、微型天线组成的谐振网络产生振荡电磁波由微型天线发射出去，向射频卡提供能量，射频卡工作时又发射同频率的调制信号，将卡内信息借助调制波叠加到微型天线的谐振波上得到属于曼切斯特编码格式的调制信号；所述调制信号经二极管检波，第二电容、第三电阻高通滤波，第三电容隔直得到反映调制信号的曼码，所述曼码经比较器、第五电阻、第六电阻构成的参考电平调整电路在运放的输出端得到波形规整的调制码；微处理器检测信号的上升和下降沿以及脉宽，参照信号输出的规约和校验规则，捕捉同步信息和数据信息，获取卡内数据。