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非接触式IC卡(RFID)的制作实验

关键词:IC卡 RFID 射频识别

时间:2011-11-23 15:23:00      来源:网络

RFID又称为“射频认证”、“射频识别”或“非接触式IC卡”,它的用途从食堂的饭卡、公交车、地铁的月票卡、公民身份证到物流管理、车辆通行管理等等,越来越广。

RFID又称为“射频认证”、“射频识别”或“非接触式IC卡”,它的用途从食堂的饭卡、公交车、地铁的月票卡、公民身份证到物流管理、车辆通行管理等等,越来越广。

RFID目前使用了三个频段:135kHz、13.56MHz和869MHz~915MHz。第一、二段为长波及短波,作用距离很近(被国家标准限制);第三段为UHF,作用距离最远,可达10米。由于它不易仿造,存储的信息量大,所以在发达国家已逐步代替条形码贴在商品上。将来它还可用来代替一些电脑配件的安装卡,贴在电脑配件上。众所周知,现在买一台打印机或者一块视频转接卡,得先在电脑中利用安装碟或通过其他途径安装驱动程序,这样电脑才能识别,打印机才能动作,电视节目才能收到。将来新买的电脑配件上如都贴上RFID,就不用安装碟片或寻找驱动程序,直接插入电脑便能使用。

在我国RFID技术刚起步,所以许多人对它的工作原理还不太清楚,特别是“负载调制”部分。用笔者制作的这块实验板,可以很清楚地了解它的工作原理。

图1是RFID的工作原理框图,从框图中可知,RFID由两部分组成。标签(卡)主要由LC谐振回路和无源电子开关组成。当标签(卡)靠近读卡器的L1时,由于L2、C2回路起振,此时射频振荡器的能量被吸收,流过R1的电流减小,两端压降也随之降低;这时若闭合开关K1,造成短路,使L2、C2回路失谐,射频振荡器的能量未被吸收,流过R1的电流增大,两端压降提高。所以只要不停地按动K1,则负载电阻R1两端便得到一串脉冲调幅信号。该信号再经检波即恢复出低频脉冲信号。

图2是读卡器的实验电路。两个与非门组成的晶体振荡器工作于13.5MHz,其输出经过一个与非门及一只晶体管Q1放大,较强的高频输出电流通过0.1μF电容,流过L1、C1并联谐振电路,然后再流过负载电阻R1回到地。负载电阻R1两端得到等幅的振荡信号,若该信号有外界的负载调制,会产生脉冲调幅信号,再经锗二极管检波即恢复出低频脉冲信号。脉冲信号经0.47μF电容耦合到LM386加以放大,驱动扬声器发声。

标签(卡)的实际电路见图3所示,与框图一样,L2、C2为吸收能量的并联谐振回路。但是开关K1换成了晶体管Q2的c-e,因此变成无触点开关,只需从b脚输入一个微弱的脉冲信号即可。脉冲信号本来可以用555等IC来产生,但是没有音乐片好,因为它工作电压低,又省电,声音也不单调,输出的是脉冲调宽方波。音乐片的供电是从L2、C2谐振回路上取一点能量,经锗二极管整流而得,存储在100μF电容中便够用了,达到3V即可工作,若超过6V,会烧坏音乐片,所以最好在100μF电容两端并一只稳压管来保护。

L1(3匝)和L2(5匝)都用约φ0.5mm的单心塑料铜心线绕制。在一块废的电话充值卡上打上几枚空心铆钉就可把“卡”的电路焊装上去,其外观也才像IC卡。收、发两个谐振回路都应谐振于13.5MHz,特别是“卡”,调整方法是把“卡”置于L1上面(即L2与L1重合在一块),再带电调节C2,使R2两端直流电压为最大即可,当然此时扬声器也最响。C2调好后用漆封住,该“卡”便能“投入使用”了。实践证明C1的调节作用不大,可留到以后慢慢调。

上面两个电路只能用来实验RFID最基本的工作原理,真正的RFID要复杂得多,此处的音乐片要换成单片机,扬声器要换成电脑。

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