用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器技术方案

本发明专利技术公开了用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，包括自动调谐模块和地感线圈，自动调谐模块包括单片机、推挽式低频功放电路、推挽式低频功放电源输入控制电路、信号采样电路和自动调谐电容匹配电路；所述单片机上的PWM端口通过推挽式低频功放电路与信号采样电路连通，所述信号采样电路与所述单片机上的A/D端口连通，所述单片机上的IO端口与所述自动调谐电容匹配电路连通，所述推挽式低频功放电源输入控制电路与所述推挽式低频功放电路电连接，本发明专利技术的有益效果为：通过将原有的磁棒天线替换为地感线圈从而达到辐射距离远等效果，通过自动调谐克服了采用地感线圈在绕制过程中由于环境因素等影响导致电感值变化影响谐振频率的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及源射频识别系统领域，具体涉及一种用于RFID有源射频识别系统中 的自动调谐激励器。 用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器
技术介绍
125kHz低频激励器，为激励式RFID有源射频识别系统的重要组成部件，发射 125KHZ激励信号来激活处于休眠状态的激励标签，它具有激励区域调整功能，可实现激励 区域分区控制和无缝覆盖。通过由有源RFID读写器、低频激励器和激励标签构成的激励式 射频识别系统，可实现区域定位。 基于RFID有源射频识别系统中，目前市场上的125kHz低频激励器成熟产品中， 对L、C谐振电路的L即电感一般选用的是小体积的磁棒天线或者磁棒天线级联的形式，磁 棒天线受制于加工工艺、应用环境等因数，存在电感量的一致性较差，在大批量的应用环境 中，需要针对每根磁棒天线不同的电感量来匹配电容，工作量较大。 在RFID有源射频识别系统中，不同的应用环境对125kHz低频激励器的激活距离 有不同的要求，由于磁棒天线的体积小，其电磁场的辐射范围小，激励距离一般在2m-3m左 右，不适合应用于激励距离较远的环境，并且磁棒天线属于单轴天线，对接收端的125KHZ 激励标签有严格的方向性要求，否则不能唤醒125KHZ激励标签，严重制约了其工程应用。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中采用磁棒天线或者磁棒天线级联的形式带来的需要针 对每根磁棒天线不同的电感量来匹配电容，工作量较大；不适合应用于激励距离较远的环 境等不足，提供一种用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器。 本专利技术采用以下技术方案： -种用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，包括相互电连接的自动 调谐模块和地感线圈，所述自动调谐模块包括单片机、推挽式低频功放电路、推挽式低频功 放电源输入控制电路、信号采样电路和自动调谐电容匹配电路；所述单片机上的PWM端口 通过推挽式低频功放电路与信号采样电路连通，所述信号采样电路与所述单片机上的A/D 端口连通，所述单片机上的10端口与所述自动调谐电容匹配电路连通，所述推挽式低频功 放电源输入控制电路与所述推挽式低频功放电路电连接。 本技术方案中通过采用地感线圈来替代传统的磁棒天线，地感线圈就是一个振荡 电路，它的构成为，在地面上先造出一个圆形的沟槽，直径大概1米，或者面积相当的矩形 沟槽，再在这个沟槽中埋入两到三匝导线，这就构成了一个埋于地表的电感线圈，地感线圈 作为一个电感与电容构成调谐电路。 地感线圈可以根据应用环境的不同绕制成不同的形状与尺寸，其最大特点是辐射 距离远，电磁场为三锥形式辐射，对接收端的激励标签无方向性的要求。 由于地感线圈在绕制过程中，受制于绕制工艺水平的限制、导线老化、加之实际应 用环境中，地表下埋设的各种电缆管线、钢筋、下水道盖等金属物质，这些都会对地感线圈 的实际电感值产生很大影响，以及地感线圈自身的寄生电容存在，地感线圈的电感值与实 际埋设好后的电感值两者会有较大的差异，如果针对不同的环境来单独调整谐振频率，将 耗费巨大的人力、物力成本，所以通过本技术方案中的自动调谐模块克服上述的所有因数 对地感线圈感值的影响，实现谐振的，频率保持在125KHz。 更进一步的技术方案是，所述地感线圈上连接有输出馈线，且所述地感线圈通 过输出馈线与自动调谐模块连接，所述地感线圈为长方形，所述地感线圈的电感量为 100uH-300uH。 更进一步的技术方案是，所述输出馈线长度不超过l〇m，所述输出馈线采用双绞 线，所述双绞线为每lm绞合20次的双绞线。 本技术方案中通过保持地感线圈的电感量为100uH-300uH，从而使LC谐振电路处 于最佳的工作状态，通过使用双绞线形式的输出馈线避免外界环境的干扰，使地感线圈电 感值不稳定的不足。 更进一步的技术方案是，所述推挽式低频功放电路由相互电连接的第一三级管和 第二三级管组成。 更进一步的技术方案是，所述推挽式低频功放电源输入控制电路包括电流输出降 压开关型集成稳压电路、第一可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第四可调电阻、第五 可调电阻、第六可调电阻、第七可调电阻、第一晶体三级管、第二晶体三级管和第三晶体三 级管，所述第一晶体三极管通过相互并联的第一可调电阻和第二可调电阻与电流输出降压 开关型集成稳压电路的FB管脚连通，所述第二晶体三极管通过相互并联的第三可调电阻 和第四可调电阻与电流输出降压开关型集成稳压电路的FB管脚连通，所述第三晶体三极 管通过相互并联的第五可调电阻和第六可调电阻与电流输出降压开关型集成稳压电路的 FB管脚连通，所述电流输出降压开关型集成稳压电路的OUT管脚通过第七可调电阻与电流 输出降压开关型集成稳压电路的FB管脚连通。 更进一步的技术方案是，所述电流输出降压开关型集成稳压电路为LM2576HV_ ADJ。 更进一步的技术方案是，所述信号采样电路包括运算放大器和功率电阻，所述运 算放大器的第一管脚和第二管脚分别于功率电阻连通，所述运放放大器的第三管脚与单片 机的A/D端口连通。 更进一步的技术方案是，所述自动调谐电容匹配电路包括由三个继电器组成的阵 列开关，所述阵列开关与单片机的10端口连通，所述阵列开关上连接有至少一组电容，所 述一组电容包括若干并联的电容。 更进一步的技术方案是，所述地感线圈埋设在地表下。 本技术方案中地感线圈埋设的方法为，首先要用切路机在路面上切出槽来。在四 个角上进行45度倒角，防止尖角破坏线圈导线。切槽宽度为5mm-10mm，深度30mm-50mm， 切槽深度越浅越好，切槽内必须清洁无水或其它液体渗入。绕线圈时必须将线圈拉直，但 不要绷得太紧并紧贴槽底。将线圈绕好后，将双绞好的输出馈线通过引出线槽引出，在地感 线圈埋好以后，为了加强保护，可在线圈上绕一圈尼龙绳。最后用浙青或软性树脂将切槽封 上。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： 1、本专利技术中通过采用自动调谐模块后，可以适应任何工程应用环境对地感线圈的 参数影响，包括系统本身的LC元器件老化等引起的电容值、电感值的变化，均能使谐振频 率保持稳定； 2、本专利技术相对于传统125KHZ激励器的激活距离在2m-4m左右的激活距离更远，激 活距离在l〇m以上，并且长时间稳定可靠。 3、本专利技术通过控制加载在地感线圈上的125KHZ信号的功率（信号幅度）的大小， 从而对电阻标签的激活距离可自动控制。 【附图说明】 图1为本专利技术一种实施例的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器的 电路原理图。 图2为本专利技术一种实施例的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器中 的推挽式低频功放电路的电路原理图。 图3为本专利技术一种实施例的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器中 的推挽式低频功放电源输入控制电路的电路原理图。 图4为本专利技术一种实施例的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器中 的信号采样电路的电路原理图。 图5为本专利技术一种实施例的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器中 的自动调谐电容匹配电路的电路原理图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，包括相互电连接的自动调谐模块和地感线圈，所述自动调谐模块包括单片机、推挽式低频功放电路、推挽式低频功放电源输入控制电路、信号采样电路和自动调谐电容匹配电路；所述单片机上的PWM端口通过推挽式低频功放电路与信号采样电路连通，所述信号采样电路与所述单片机上的A/D端口连通，所述单片机上的IO端口与所述自动调谐电容匹配电路连通，所述推挽式低频功放电源输入控制电路与所述推挽式低频功放电路电连接。

【技术特征摘要】
1. 一种用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，包括相互电连接的自动调 谐模块和地感线圈，所述自动调谐模块包括单片机、推挽式低频功放电路、推挽式低频功放 电源输入控制电路、信号采样电路和自动调谐电容匹配电路； 所述单片机上的PWM端口通过推挽式低频功放电路与信号采样电路连通，所述信号采 样电路与所述单片机上的A/D端口连通，所述单片机上的10端口与所述自动调谐电容匹配 电路连通，所述推挽式低频功放电源输入控制电路与所述推挽式低频功放电路电连接。2. 根据权利要求1所述的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，其特征在 于：所述地感线圈上连接有输出馈线，且所述地感线圈通过输出馈线与自动调谐模块连接， 所述地感线圈为长方形，所述地感线圈的电感量为100uH-300uH。3. 根据权利要求2所述的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，其特征 在于：所述输出馈线长度不超过l〇m，所述输出馈线采用双绞线，所述双绞线为每lm绞合20 次的双绞线。4. 根据权利要求1所述的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，其特征在 于：所述推挽式低频功放电路由相互电连接的第一三级管和第二三级管组成。5. 根据权利要求1所述的用于RFID有源射频识别系统中的自动调谐激励器，其特征在 于：所述推挽式低频功放电源输入控制电路包括电流输出降压开关型集成稳压电路、第一 可调电阻、第二可调电阻、第三可调电阻、第四可调电阻、第五可调电阻、第六...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宝，
申请(专利权)人：成都阿艾夫通信有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51