頻率可調的多協議RFID讀寫器設計
RFID讀寫器和標簽之間的信息能否準確地進行交換,與兩者的數據編解碼方式、數據格式、調制解調方式,以及傳輸速率有關,通信協議對此進行了規定,通信協議的結構框圖如圖3所示。本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/153722.htm

為實現對不同頻段、不同通信協議的標簽的讀取,RFID讀寫器需要解決頻率可調和通信協議可變兩大問題。對于頻率問題,讀寫器通過設置CC1101的頻率寄存器來設定頻率,這屬于系統軟件設計的內容;同時,通過改變CC1101外圍電路的元件參數值以匹配所設定的工作頻段,這屬于系統硬件設計的內容。對于協議問題,編解碼方式和數據格式可以通過在主控制器STM32F103VET6中編程實現,調制解調方式和傳輸速率都可以通過配置CC1101中的調制器配置寄存器實現,對協議的設置均屬于系統軟件設計的內容。
2 讀寫器系統硬件設計
讀寫器系統硬件部分包括STM32F103VET6主控器、CC1101射頻收發模塊、液晶顯示模塊、Wi—Fi收發模塊等。讀寫器通過CC1101射頻收發模塊與標簽進行通信,讀寫器硬件設計中最關鍵的是CC1101射頻收發模塊的外圍匹配網絡的設計。
2.1 射頻收發模塊
本設計中選用的CC1101射頻收發模塊可工作于300~348 MHz、387~464 MHz和779~928 MHz頻段,通過配置CC1101中的頻率寄存器可很方便地實現CC1101工作頻率的設定。圖4和圖5構成了整個CC1101射頻收發模塊。

圖4是CC1101的引腳連接圖,CC1101通過SPI與STM32F103VET6相連。圖5是連接CC1101的射頻端口和天線的匹配網絡圖。外圍匹配電路可以進行阻抗和頻率的匹配。當CC1101的頻率寄存器中值改變時,外圍匹配電路也需進行調整,才能適應CC1101設定的各工作頻率。
經CC1101的射頻端口RF_N與RF_P輸入、輸出的都是差分信號。與射頻端口相連的是一個巴倫轉換電路,實現差分信號和單端信號的轉換。與巴倫轉換電路的另一端相連的是兩個L型網絡,用來濾波和進行阻抗匹配。最末端連接的是天線,可以發送和接收電磁波。CC1101可以在發送模式和接收模式之間進行切換。
CC1101工作頻段較寬,一套固定的匹配網絡無法滿足工作頻段內的所有頻率。本設計中采用了兩套匹配網絡,分別對應300~410 MHz頻段和410~928 MHz頻段,從而覆蓋CC1101所有工作頻率。這兩套電路網絡只是元件參數值不同,它們的結構一致,均如圖5所示。兩套電路中均有可調電容與電感,通過改變可調電容C1和可調電感L1的值可設定對應頻段內的任意頻率點。圖6給出了頻率設定的仿真結果,其中各子圖的中心頻率分別設定為328 MHz、433 MHz、868 MHz和915 MHz。
圖6中這4條曲線的最高點對應的就是匹配網絡的中心頻率。由仿真結果可知,圖5所示匹配網絡電路可以實現中心頻率可調,解決了與CC1101中設定的工作頻率的匹配問題。












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