基于过采样技术的远距离读卡系统的实现

率的情况下可以将信噪比提高3 dB 或者说增加半位的分辨率, 对于精度要求不太高的系统是不错的选择。这种方式需要通过某种方法产生白噪声, 有时AD转换器内部的噪声已经足够, 也就不用外加噪声源了。该方式对于输入原始波形没有限制, 尤其适合于过采样倍数可以做的较高的系统。

4、过采样解码原理

只读型125 kH z ID卡编码规则: 芯片采用曼彻斯特编码规则, RF周期与数据位周期的比率是RF /64, 卡片的全部数据位为64位, 包含9个开始位(全为1) 40个数据位( 8 个厂商码+ 32个数据位)、14个行列校验位( 10个行校验+ 4个列校验)、1个停止位。卡片在向读卡器传送数据时先传送9个开始位, 然后传送8个厂商码, 然后传送32个数据位。其中15个校验和结束位用以跟踪包含厂商码在内的40位数据。

　由图2可知, 解码的关键是要正确识别文件头和其余的数据, 即正确的识别逻辑1和逻辑0, 当ID卡由远到近接近读卡器时, ID卡从读卡器的电磁波辐射场获得能量, 对电磁场进行负载调制, 发回自己携带的信息; 当距离比较远时, 读卡器接收回的信号较弱, 放大之后不能达到MC?? 可以识别的数字信号, 显示为三角波, 而且幅值较小, 这样必须通过AD转换才能转换为MCM 可以识别的数字信号。由曼彻斯特的编码规则可知从高到低的跳变是0从低到高的跳变是1, 当信号通过低通滤波电路输入AD转换端时, 信号为三角波, 三角波的上升沿代表了曼彻斯特编码的低到高的跳变,即逻辑1, 下降沿代表了曼彻斯特编码的高到低的跳变, 即逻辑0, 上升沿和下降沿持续的时间即代表了逻辑1和逻辑0持续的时间, 有了这几个参数后MCM 就可正确的识别ID卡的信息, 进行曼彻斯特编码的解码了。

5、实例应用

识别卡采用曼彻斯特编码方式, RF周期与数据位周期的比率是RF /64, 即512 s就会有一个上跳沿或是下跳沿,从接收到的波形上看高电平或是低电平的最长持续时间为512 s(理想值), 最短持续时间为256 s(理想值)。因此通过判断高低电平的时间, 即可还原出时钟信号和数据。

在实际的应用中, 采用了AD 采样速度较高, 转换精度较高, 运算速度较高的ARM 作为主处理器, 型号为STM32F103X, 此款芯片的AD 转换速度可到1M, 精度达到12位, 运算速度最高达到72MH z, 通过1M 速度的AD转换,当前值和原来的值相比较即可判断是上升沿高电平还是下降沿低电平, 通过对转换次数的计数可以得到高电平或低电平持续的时间, 对这些数据进行数字滤波, 抗干扰处理, 得到了曼彻斯特编码的的数字数据, 对这些数据进行处理即可正确识别还原曼彻斯特编码波形, 然后根据曼彻斯特的编码规则和ID卡的编码规则即可还原ID卡所包含的信息。在理想状态下, 电平的最短持续时间为256 s, 最长持续时间为512 s, 但由于射频场信号的强弱和外界的影响, 最短持续时间和最长持续时间不是一个稳定的值, 因此在实际应用中, 应是一个取值范围。例如: 最短持续时间为170 s ~360 s, 最长持续时间为400 s~ 600 s(这些取值范围并不是固定的, 也没有太严格的要求。在实际应用中, 最好对所使用的ID卡进行测量一下, 然后参考测量的结果来选取。

具体的解码过程好多文章都有介绍, 本文就不在重复叙述。

图3为AD转换的程序流程图。

　　6、总结

通过过采样技术和自动调谐技术的应用, 本文所设计的读卡器成功的将读取距离扩展到1 000 mm 以上, 读卡稳定,探头间不相互影响, 在实际中得到了广泛的应用, 得到了客户的好*。