【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，尤其涉及一种自适应谐振点调谐nfc读卡器和调谐方法。
技术介绍
1、nfc(near field communication)近场通信技术是一种建立在非接触射频识别(rfid)技术基础之上的技术，结合了无线互连技术，广泛用于移动支付、门禁系统、公共交通票务和数据共享等应用场景。然而，nfc通信的距离有限，通常仅在约4厘米左右。这意味着设备之间必须非常接近才能建立通信连接，因此限制了nfc的应用范围。
2、nfc芯片的工作原理和设计方式是导致nfc通信距离短主要原因。nfc采用感应耦合(inductive coupling)技术进行通信，这种技术要求通信设备之间非常靠近，以便有效传输数据。通信设备之间必须共享相同的磁场，特别是在被动模式下，tag端需要从磁场中获取能量，只有距离够近时，tag端获取到足够的能量，才能开始工作。除此之外，在天线后端都有一个匹配电路，用来优化nfc系统中的无线能量传输和通信效率，然而，匹配电路阻抗会受到外界干扰而出现谐振频率偏移现象，当匹配电路谐振点频率与载波频率存在偏差时，能量传输效率降低，导致通讯距离变短。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种自适应谐振点调谐nfc读卡器和调谐方法，用于解决匹配电路谐振点频率与载波频率存在偏差的缺陷，实现nfc通讯距离的增加。
2、一种自适应谐振点调谐nfc读卡器，包括：
3、控制器，用于控制载波信号频率，并将载波信号传输给天线，通过天线将载波信号发送给tag
4、控制阻抗/频率选择模块，用于通过所述控制器发送的调节命令调节载波信号的频率和匹配电路的阻抗；
5、匹配电路，用于根据载波信号的频率来调节其阻抗值，以使阻抗值调节后的匹配电路的谐振点等于天线发送的载波信号的频率；
6、天线，用于发送载波信号，并接收来自tag端的应答信号，供ad模块采样；
7、ad模块，用于将采集到的来自tag的应答信号发送给所述控制器。
8、进一步地，如上所述的nfc读卡器，所述对载波信号的频率以及匹配电路的阻抗值进行动态调节包括：
9、控制器以步进频率对所述载波信号的频率不断进行调整，同时根据频率调整后的载波频率配套改变匹配电路的阻抗，使得匹配电路谐振点与所述载波信号的频率一致。
10、进一步地，如上所述的nfc读卡器，所述匹配电路的阻抗调节通过控制总线控制其开关芯片的“开”“关”状态，实现匹配电路中电容个数的调节，通过电容个数的调节来改变匹配电路阻抗。
11、进一步地，如上所述的nfc读卡器，还包括：
12、恒流驱动模块，用于将发送载波信号进行恒流驱动，以使其功率放大，并将功率放大后的恒流信号发送至所述匹配电路。
13、进一步地，如上所述的nfc读卡器，还包括：
14、上行crc模块，用于将控制器发送的控制命令进行纠错编码，得到编码后的控制信号；
15、脉宽调制模块，用于将所述编码后的控制信号转换为脉宽信号；
16、载波ask调制模块，用于将所述脉宽信号进行ask调制，得到ask调制信号；
17、二阶低通滤波器，用于将所述ask调制信号进行低通滤波，得到滤波信号并发送至所述恒流驱动模块；
18、载波解调模块，用于将所述a/d模块采集的应答信号进行解调，得到解调信号；
19、曼切斯特解码模块，用于对所述解调信号进行边沿检测，根据上升沿和下降沿个数进行解码，得到解码信号；
20、下行crc模块，用于将所述解码信号进行纠错解码，得到解码后的命令信号并将其发送至所述控制器。
21、进一步地，如上所述的nfc读卡器，所述匹配电路包括可调电容和12个开关芯片。
22、一种自适应谐振点调谐方法，包括以下步骤：
23、产生载波信号，并将所述载波信号利用天线发送给tag端，并接收来自tag端的应答信号；
24、判断天线发送的载波信号的频率是否小于预设频率，在天线发送的载波信号频率小于所述预设频率的情况下，不断调节所述载波信号的频率以及匹配电路阻抗值，并将调节频率后的载波信号通过天线发送给tag端，直到调节后的载波信号的频率大于或等于所述预设频率；
25、从接收的来自tag端的所有应答信号中选择应答信号幅值最大时对应的载波信号的频率作为目标谐振点。
26、进一步地，如上所述的谐振点自适应调谐方法，在载波信号利用天线发送前，还包括对载波信号进行恒流驱动，以使其功率放大，将功率放大后的恒流信号经过匹配电路到达天线，由天线发送给tag端。进一步地，如上所述的谐振点自适应调谐方法，所述不断调节所述载波信号的频率以及匹配电路阻抗，并将调节频率后的载波信号通过天线发送给tag端包括：
27、不断以设定的步进频率值来增加载波信号的频率，并将增加频率后的载波信号通过天线发送给tag端。
28、进一步地，如上所述的谐振点自适应调谐方法，对载波信号的频率调节包括细调载波频率和粗调载波频率；
29、其中，粗调载波频率利用分频系数，细调载波频率利用fpga中的mmcm资源。
30、本专利技术提供的自适应谐振点调谐nfc读卡器和调谐方法，通过判断天线发送的载波信号的频率是否小于预设频率，在载波信号频率小于所述预设频率的情况下，不断调节所述载波信号的频率，并将调节频率后的载波信号通过天线发送给tag端，直到调节后的载波信号的频率大于或等于所述预设频率；然后从接收的来自tag端的所有应答信号中选择应答信号幅值最大时对应的载波信号的频率作为目标谐振点，从而提高了nfc的通讯距离以及抗干扰能力。
31、同时，本专利技术采用恒流驱动，而不是仅电压放大，提高了nfc发送功率，进一步提高了nfc的通讯距离。
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1.一种自适应谐振点调谐NFC读卡器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的NFC读卡器，其特征在于，所述对载波信号的频率以及匹配电路的阻抗值进行动态调节包括：
3.根据权利要求1所述的NFC读卡器，其特征在于，还包括：
4.据权利要求3所述的NFC读卡器，其特征在于，还包括：
5.据权利要求1-4任一所述的NFC读卡器，其特征在于，所述匹配电路包括可调电容和12个开关芯片。
6.据权利要求5所述的NFC读卡器，其特征在于，所述匹配电路的阻抗调节通过控制总线控制其开关芯片的“开”“关”状态，实现匹配电路中电容个数的调节，通过电容个数的调节来改变匹配电路阻抗。
7.一种自适应谐振点调谐方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的谐振点自适应调谐方法，其特征在于，在载波信号利用天线发送前，还包括对载波信号进行恒流驱动，以使其功率放大，将功率放大后的恒流信号经过匹配电路到达天线，由天线发送给tag端。
9.根据权利要求7所述的谐振点自适应调谐方法，其特征在于，所述不断调节
10.根据权利要求9所述的谐振点自适应调谐方法，其特征在于，对载波信号的频率调节包括细调载波频率和粗调载波频率；
...【技术特征摘要】
1.一种自适应谐振点调谐nfc读卡器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的nfc读卡器，其特征在于，所述对载波信号的频率以及匹配电路的阻抗值进行动态调节包括：
3.根据权利要求1所述的nfc读卡器，其特征在于，还包括：
4.据权利要求3所述的nfc读卡器，其特征在于，还包括：
5.据权利要求1-4任一所述的nfc读卡器，其特征在于，所述匹配电路包括可调电容和12个开关芯片。
6.据权利要求5所述的nfc读卡器，其特征在于，所述匹配电路的阻抗调节通过控制总线控制其开关芯片的“开”“关”状态，实现匹配电路中电容个数的调节，通过电容个数...
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