基于DSP技术的商品电子防窃（EAS）系统设计

现代商业经营模式逐渐由传统的基于框台的模式转变为开放的销售模式。这种新型的销售模式给消费者带来了便利，使之在更回自和宽松的购物环境下购物，但同时也增加了商品失窃的可靠性。商品电子防窃(Electronic Article Surveillance，简称EAS)系统能有效地抑制商场失窃现象，因而被广泛地使用。

1 EAS系统的结构

EAS系统由门道检测器、示踪标签和解码板或开锁器等部分构成。

1.1 门道检测器

门道检测器是EAS系统的最关键部分，通常由一个发射器和一个接收器组成。它通常放置于商场的出口处，便于监测是否有含标签的商品通过。门道检测器的结构如图1所示。

发射器的主要作用是产生在7.7～8.7MHz频率范围内周期变化的扫频信号，并在高频天线周围产生相对平均分布的射频电磁场。其电路结构比较简单，180Hz正产生扫频信号，经宽带放大器和高频功率放大器放大驱动成型的高频天线，在一定的范围内形成射频电磁场。

接收器通过天线接收信号，并对其进行检波，同时作相应的波形变化，然后将变换后的信号(标签波形)送入A/D转换器变成数字信号，再经过数字信号处理器(DSP)处理后，便可用其判断是否有标签通过检测区域。其电路部分主要由输入阻抗匹配、带通放大、幅度检波与波形变换、FM检波与脉冲整形、A/D转换等组成，它的结构框图如图2所示。

1.2 解码板

为了提高系统的性能，在接收器前端加入了输入阻抗匹配电路，利用LC谐振电路带通特性，选出7.7～8.7MHz范围内的扫频信号，然后送高频放大器进行放大。此时信号分为两路，一路信号进行幅度检波和波形变换，变换后的信号再经过A/D转换，送入DSP;另一路进行调频检波，检测到180Hz信号后产生一个与180Hz正弦波同步的脉冲信号，这个脉冲信号作为采样的中断脉冲送入DSP。DSP在每次中断处理程序中进行波形数据采样和识别，如果有标签通过则发声报警。本系统中的DSP处理器采用TMS320F206，片内有足够4K字的RAM和32K字的FLASH，不用进行存储器扩展，从而使外围接口电路得到简化。DSP通过外中断、数据及地址总线与A/D转换器接口。通过I/O输出口直接控制声光报警电路，使其产生多种报警声音和状态。

1.3 示踪标签

示踪标签有两大类：一类是可重复使用的机械式“硬标签”。硬标签是在圆形塑料壳内将一导线绕制成圆形环，在导线的两端焊接圆片电容，构成“LC”谐振电路，它主要用于服装、箱包、鞋幅等软表面商品，且必须与专用的拔除器(开锁器)配套使用;另一类是一次性使用的“软标签”。该软标签是在4cm×4cm的不干胶载体上，腐蚀上多圈铜箔条，构成电感器，用特殊的激光工艺打上可被一定能量击穿的电容，组成“LC”谐振电路，它主要用于硬表面的商品，通过专用的解码板才能使其失铲。

解码板是一种使软标签换效的装置，其工作原理与门道检测器的发射器相似。发射部分产生一个大功率的扫频信号，将标签靠近解码板天线时，标签就会产生一个很高的谐振电压，命标签内的电容击穿，从而使标签失效。解码板一般放在商场的收银台，付款后的商品经过解码板后使标签失铲而被解除。

1.4 开锁器

开锁器是一种拔除硬标签的专用机器装置。收银员用它把安装在商品上的硬标签取下来，使商品可以安全通过门道检测器。开锁器并不损坏硬标签，拔除的硬标签中以重新使用。

2 EAS系统工作过程

商家根据商品的不同特点选用不同种类的标签，将适用的标签附着在商品上，同时在商场的出口通道处安装好检测器。顾客购买商品付款后，商场工作人员用专门的开锁器或解码板将其所购商品上的标签取下或击穿其内部电容。由于标签里的LC谐振回路到破坏，顾客携带商品通过门道时，接收器的信号不会发生感应变化，顾客可以方便安全地通过门道;如果顾客没有付款就要离去，由于商品上标签的作用，则他在通过门道检测器时，接收器接收的信号发生明显的变化，从而会对附着在商品上的示踪标签发出报警，拦截商品出门。其过程如图3所示。

3 EAS系统设计中的几个问题

3.1 实时性

EAS系统对识别的实时性要求比较高，要求系统在顾客通过门道的几百个毫秒时间内对信号进行准确的判断。识别标签的算法程序要进行大量的运算，所以要求微处理器的处理速度快。普通的单片机的一个指令周期约为1微秒，不能完成大量的运算要求。DSP采用增强的哈佛总线结构，程序采用4级流水线控制，大部分的指令均可在一指令周期中完成，使数据的处理速度大为提高。

3.2 灵敏度

当标签从不的方向通过检测区时，系统产生的标签信号强弱不同，通过特定的数字滤波技术可以提高弱感应