1、125KHZ激勵器技術方案書目錄目錄11概述12設計依據23主要技術指標24方案設計24.1設計指導思想34.2設計原理框圖34.3工作流程44.4各部分詳細設計4 125KHZ激勵器設計4硬件設計4激勵器軟件設計6125K通信鏈路物理層協議62.4G通信鏈路物理層協議74.4.2 電子標簽線圈設計82.4G射頻模塊與READER之間的通信85結構設計方案96 關鍵技術情況及解決措施91 概述125KHZ激勵器是2.4G有源RFID隨機跳頻系統的重要組成部分，工作中心頻率為125KHz，起喚醒電子標簽和定位作用。目前市面上激勵器的激活距離一般為2到4米。我們研制125KHz 低頻激勵器的目標是

2、顯著提高其激活距離。2 設計依據125KHZ激勵器規格書，版本0.1溫度標簽成都RF通信有限公司，2010.06-ISO24730-23 主要技術指標1） 產品型號產品名稱： RFC125K激勵器產品型號： 125LF_EC012） 系統性能和技術指標工作頻率： 125KHz ±1KHz激活距離： 0？m（待定） 數據速率： 1600bps調制方式： OOK調制 數據編碼： 曼徹斯特編碼 重量和尺寸： 待定 封裝材料： 待定通信接口： 2.4G無線通信接口（通信距離與標簽一致）工作電源： 待定發射功率： 待定3） 工作環境 工作溫度 -20+70存儲溫度 -40+85相對濕度 90

3、（非冷凝）靜電防護能力+/-5KVpeak4 方案設計125KHZ激勵器是2.4G有源RFID隨機跳頻系統的重要組成部分，起喚醒電子標簽和定位作用，其工作中心頻率為125KHZ，總體系統框圖如下所示。圖1 總體系統框圖4.1 設計指導思想1 低頻激勵器能夠按照既定的通信協議與RFID Reader網絡通信，數據傳輸可靠。2 低頻激勵器可以激活處于激活距離內的有源RFID標簽，并向其發送指令或數據。3 低成本原則。在滿足系統要求的前提下，盡可能的節約成本。4.2 設計原理框圖系統原理框圖如2所示，紅色框內為125KHZ激勵器項目所涉及的部分，包括125KHZ激勵器設計、電子標簽線圈設計和2.4G

4、射頻模塊與READER之間的通信三部分。圖2設計原理框圖4.3 工作流程工作時，單片機將跳頻表、激勵器ID等信息以OOK調制方式調制在125KHZ載波上形成激勵信號，并不間斷的向外發送，當有電子標簽進入其激勵區時即被喚醒。當電子標簽成功接收到激勵信息后，電子標簽由被動態變為主動態，同時將帶有激勵標識和激勵器ID信息發送給READER，READER再重新打包發送給上位機，上位機根據激勵器 ID 和電子標簽 ID 判斷在某時某標簽在某激勵器所在位置。 當需要更新激勵器中信息時，上位機將更新信息傳給READER，READER再通過2.4G射頻模塊發送到激勵器的2.4G射頻模塊，再刷新單片機中的FLA

5、SH即達到修改目的。4.4 各部分詳細設計4.4.1 125KHZ激勵器設計.1硬件設計1. 控制部分選用nrf24LE1，帶有51單片機和2.4G射頻模塊。2.4G射頻模塊設計采用PDF推薦，同時參考電子標簽設計。2. 電源模塊待定。Nrf24LE1：3.3VIR21844：15VMC1596L（預留的檢波芯片）：5V功放高端工作電壓：待定（根據功放需要）3. 聲音接口電路采用蜂鳴器，具體作用視情況而定，也可取消不用。4. 指示燈接口電路，用作上電指示、通信指示功能、報警功能等，具體作用根據實際情況而定。5. 諧振電路 諧振電路采用LC串聯諧振電路，諧振頻率125KHZ，具體可參考125KH

6、Z鴿子踏板諧振電路設計。6. 功放功率放大采用集成驅動芯片（IR21844）橋式驅動電路，如圖3，當使能端EN有效時，輸出端HO和LO的波形分別與PWM波形邏輯相同和相反，幅值放大到VCC。當PWM為高時，U1的HO輸出為高，LO輸出為低，U2的HO輸出為低，LO輸出為高，此時Q1和Q4導通，負載（諧振電路）上獲得正半周信號。同理，當PWM為低時得到Q2和Q3導通，負載（諧振電路）上獲得負半周信號。理想情況下，設MOS管的UCES0，則Uo的峰值為UCC，輸出的最大功率為與分立元件組成的BTL橋式驅動相比，采用集成芯片橋式驅動可靠性更高，且輸出的方波驅動諧振電路，沒有諧次波干擾。 圖3 功放系

7、統框圖.2激勵器軟件設計125K通信鏈路物理層協議125K通信鏈路主要用來激活標簽，并設置標簽參數，發送跳頻表。l 激勵信號數據調制與編碼激勵器以OOK調制模式向標簽發送數據，數據編碼采用曼徹斯特編碼方式。l 波形與數率數率接近1600bps，波形如下圖：圖3 OOK數據包格式l 激勵信號格式1 數據包前導數據包前導至少由8個1200us周期的脈沖構成，如果有多個數據包發送，在數據包之間必須插入2個1200us的隔離周期。2 數據包結束每個數據包都以引導開始，數據包在XOR后面必需發送連續1200us的“off”來表示數據包的結束。l 激勵數據包格式激勵信息格式見表1所示：表1 125K激勵信

8、息格式引導字節EXCITER ID參數表長發送功率空中數率跳頻表XOR0x962字節1字節4bits4bitsN字節1字節發送功率編碼：11 0dBm 10 -6dBm 01 -12dBm00 -18dBm 空中數率編碼：00 250Kb 01 1Mb10 2Mb2.4G通信鏈路物理層協議2.4G通信鏈路主要用于與Reader網絡通信。可通過Reader網絡向激勵器傳遞控制命令，達到修改激勵器ID、修改標簽參數等目的。為防止激勵器信息被惡意修改，采用密碼登陸模式。l 應用指令集表2 應用指令集CLA 命令類INS命令碼命令名稱描述0xD10xA0修改激勵器ID修改激勵器ID0xD10xA1讀T

9、AG應用參數表校準參數，過濾門限，報警參數帶0xD10xA2設置TAG應用參數表校準參數，過濾門限，報警參數帶0xD10xA3設置跳頻表設置跳頻表0xD10xA4刪除跳頻表節點0xD10xA5添加跳頻表節點0xD10xA6修改跳頻表節點l 命令格式表3 命令格式表標識內容說明CLAD1H應用命令類別INS1字節命令代碼LOG2字節登陸密碼P1命令參數P2命令參數Data 電子標簽線圈設計電子標簽線圈用來感應激勵器發出的125KHZ激勵信號，其設計原理與激勵器諧振電路相同。電子標簽將感應到的信號經檢波后輸入單片機處理，解調出所需信息，這樣標簽能檢測到的信號強度、數據格式等都須與電子標簽項目組協商

10、。另外，電子標簽線圈的大小、形狀、重量等受到電子標簽的限制，必須滿足電子標簽的相關規格。4.4.3 2.4G射頻模塊與READER之間的通信上位機對激勵器的設置信息是通過READER無線傳輸到激勵器的，在做好激勵器射頻模塊的同時，也需要 READER項目組做相關對應，這樣應注意兩個小組之間的溝通。5 結構設計方案1 基板結構設計由于2.4G對基板材料的特殊要求以及現有組員對射頻模塊設計經驗的缺乏，計劃將基板分為兩個模塊，兩模塊之間通過排針插接。射頻模塊：單片機+2.4G射頻（可借鑒現有溫度標簽基板設計）；125KHZ模塊：電源+功放+指示電路+調諧電路?；宄叽纭⒍ㄎ豢祝ùǎ?外形設計（待定）6 關鍵技術情況及解決措施1 諧振電路設計。2 功率放大電路的設計。3 激勵器與2.4G RE