e vysok e u cen technick e v praze · 2013. 5. 24. · 13.56mhz. d ky tomu se zvy sila rychlost p...
TRANSCRIPT
-
České vysoké učeńı technické v Praze
Fakulta elektrotechnická
Katedra kybernetiky
Čtečka RFID čip̊u
únor 2012 Autor práce: Martin Vystrčil
Vedoućı práce: Prof. Ing. Pavel Zahradńık, CSc.
-
Poděkováńı
Děkuji svému vedoućımu Prof. Ing. Pavel Zahradńık, CSc.za pravidelné konzultace a věcné
připomı́nky v rámci nich. V neposledńı řadě velice děkuji své rodině a přátel̊um za jejich
podporu.
-
Anotace
Tato bakalářská práce se zabývá stavbou rfid čtećıho zař́ızeńı pracuj́ıćıho na frekvenci
134.2kHz. Čipy pracuj́ıćı na této frekvenci slouž́ı předevš́ım pro identifikaci zv́ı̌rat. Jako
jeden z hlavńıch požadavk̊u je proto čteńı na větš́ı vzdálenost, konkrétně alespoň 50cm.
V jednotlivých částech práce jsou popsány jednotlivé kroky potřebné ke konstrukci
čtečky schopné č́ıst na deľśı vzdálenost.
Kĺıčová slova
RFID, ISO 11784, ISO 11785, RFID čtečka
Summary
This bachelor thesis deal with construction of rfid reader on frequency 134.2kHz. Transpon-
ders working on this frequency are in use mainly for animal identification. As one of main
demands is possibility of reading on long distances, exactly at least 50cm.
In every part of this bachelor thesis are described steps, which are demand to construct
reader working on 134.2kHz and reading at distance of 50cm.
Keywords
RFID, ISO 11784, ISO 11785, RFID reader
-
Obsah
1 Úvod 1
2 Úvod do RFID technologie 2
2.1 Popis RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2 Historie RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.3 RFID standarty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3 Teoretický rozbor 3
3.1 Použ́ıvané standardy pro identifikaci zv́ı̌rat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3.1.1 ISO 11784 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3.1.2 ISO 11785 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.1.2.1 Komunikačńı protokol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.1.2.2 Přenos dat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1.2.3 Kódováńı dat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1.2.4 Detekce chyb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4 Návrh řešeńı 7
4.1 Popis mikroprocesoru Propeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Procesorová jádra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5 Generováńı nosné vlny 9
5.1 Časovače . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.2 Nastaveńı časovače . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.3 Harmonický pr̊uběh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.4 HW zapojeńı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6 Zesilovaćı stupeň 10
6.1 Zapojeńı operačńıho zesilovače LM675T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.2 Proudové buzeńı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
7 Rezonančńı obvod 12
7.1 Naladěńı rezonančńıho obvodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.2 Návrh antény . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.2.1 Činitel jakosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8 Demodulace AM signálu 15
8.1 Diodová detekce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8.2 Synchronńı detekce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
-
8.2.1 Synchronńı detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
9 Měřeńı 18
9.1 Oživeńı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
9.1.1 Diodový detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
9.1.2 Synchronńı detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
9.2 Vzorkováńı zvukovou kartou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
9.2.1 Oddělovač AD215AY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
9.3 Vzorkováńı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
10 Závěr 23
A Schéma zapojeńı 26
B Obsah CD 27
-
Seznam obrázk̊u
1 Č́ıslicová amplitudová modulace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 mDBP kódováńı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 Schéma poč́ıtáńı CRC-16-CCITT kontrolńıho součtu [3] . . . . . . . . . . . 7
4 Vnitřńı uspořádáńı procesoru Propeller [15] . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5 RC dolńı propust s impedančńım odděleńım. . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6 Nosný signál . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
7 Neinvertuj́ıćı zapojeńı OZ LM675T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
8 Závislost śıly magnetického pole na vzdálenosti od středu antény. . . . . . 13
9 Zapojeńı sériového rezonančńıho obvodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
10 Zapojeńı paralelńıho rezonančńıho obvodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
11 Parametry antény zadávané do vzorce 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
12 Diodová detekce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
13 Schéma diodového detektoru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
14 Blokové schéma synchronńıho detektoru SA612 . . . . . . . . . . . . . . . 17
15 Schéma zapojeńı směšovače SA612 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
16 Amplitudově modulovaný signál . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
17 Demodulovaný AM signál . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
18 Součtová složka signálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
19 Signál s připojenou anténou, dolńı propust́ı a tagem . . . . . . . . . . . . . 20
20 Vnitřńı blokové schéma galvanického oddělovače . . . . . . . . . . . . . . . 21
21 Schéma zapojeńı galvanického oddělovače . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
22 Navzorkovaný signál . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
23 Filtrovaný signál . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
24 Celkové schéma zapojeńı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
-
Seznam tabulek
1 Použ́ıvané normy pro frekvenci 134.2kHz [10] . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Význam přenášených bit̊u [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Popis registru CTRx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
-
1 Úvod
Zadáńım práce je sestrojit čtečku RFID čip̊u pracuj́ıćı na frekvenci 134.2kHz, schopnou
č́ıst na větš́ı vzdálenosti (50 cm). V současnosti prodávané čtečky jsou schopné č́ıst na
vzdálenost několika centimetr̊u. Využit́ı v praxi by tak jistě bylo možné, např́ıklad čteńı
čip̊u divokých zv́ı̌rat bez nutnosti jejich uspáńı.
V úvodńı části je obecně představena rfid technologie, jej́ı historie a využit́ı. V daľśıch
částech práce neńı technologie rfid popisována obecně, ale pro konkrétńı frekvenci 134.2kHz.
Je zde proveden teoretický rozbor, jehož hlavńımi prameny jsou iso normy ISO 11784 a
ISO 11785. V těchto normách je detailně popsána komunikace.
V následuj́ıćıch částech práce je vždy vysloven konkrétńı požadavek na nějakou část
čtećıho zař́ızeńı. Často jsou pak porovnávány dva a v́ıce zp̊usob̊u řešeńı daného problému.
Z těchto možnost́ı je pak vybrána ta, která nejlépe splňuje požadavky, zejména požadavek
na čtećı vzdálenost.
Jednotlivé kapitoly odpov́ıdaj́ı krok̊um nutným k sestaveńı takové čtečky. Kapitoly
jsou seřazeny tak, jak byly jednotlivé kroky vykonávány,
1
-
2 Úvod do RFID technologie
2.1 Popis RFID
S RFID technologíı se dnes můžeme setkat prakticky kdekoliv. RFID tagy se použ́ıvaj́ı v
obchodech, knihovnách ale také v dopravě. RFID technologii lze rozdělit na dvě hlavńı
skupiny: tagy aktivńı a tagy pasivńı.
Aktivńı tagy jsou charakteristické t́ım, že obsahuj́ı vlastńı zdroj napájeńı. Dı́ky této
energii nav́ıc jsou schopny komunikovat na větš́ı vzdálenosti a s větš́ı spolehlivost́ı než
tagy pasivńı [7]. Aktivńı tagy jsou ovšem dražš́ı a je u nich po nějakém čase potřeba
zajistit výměnu bateríı.
Pasivńı tagy nemaj́ı žádný př́ıdavný zdroj energie. Jsou d́ıky tomu levněǰśı na výrobu.
Dosahuj́ı menš́ı komunikačńı vzdálenosti a nižš́ı spolehlivosti. Dı́ky své ceně jsou ale velice
hojně použ́ıvány [7].
Existuj́ı také tagy ze kterých lze data nejen č́ıst, ale také do nich data zapisovat.
2.2 Historie RFID
Technologie RFID se nejdř́ıve začala použ́ıvat jinak, než j́ı známe dnes. Jako prvńı začali
RFID technologii použ́ıvat němečt́ı vojáci během druhé světové války. RFID se použ́ıvalo
k rozpoznáńı, zda je přilétaj́ıćı letadlo vlastńı, či nikoliv. Jednalo se aktivńı tagy, které
ovšem nenesly žádnou přidanou informaci, jako je tomu dnes [4]. Jedno z prvńıch využit́ı
pasivńıch RFID čip̊u jak je známe dnes, bylo v druhé polovině 20. stolet́ı. U těchto čip̊u
bylo možno pouze zjistit jejich př́ıtomnost v aktivačńım poli čtečky a proto se využ́ıvaly
jako hĺıdaćı senzory v obchodech.
V roce 1973 byl poprvé vydán patent pro RFID technologii. Źıskal ho Mario W.
Cardullo a jeho tagy již obsahovaly přepisovatelnou pamět’ na data. Ve stejném roce źıskal
patent na tuto technologii také Charles Walton, který využ́ıval RFID tagy k odemykáńı
dveř́ı [9].
Všechny tyto technologie využ́ıvaly ńızké frekvence pro přenos dat tj. 125kHz. Později
však řada firem začala vyrábět čtečky a tagy pracuj́ıćı na vyšš́ıch frekvenćıch, např́ıklad
13.56MHz. Dı́ky tomu se zvýšila rychlost přenosu dat a také komunikačńı vzdálenost.
Největš́ı rozmach použ́ıváńı RFID přǐsel až s výrobou ńızkopř́ıkonových CMOS log-
ických obvod̊u. Dı́ky jejich velké paměti a ńızké spotřebě je možné na tagy ukládat
např́ıklad identifikačńı kódy.
Prvńı nasazeńı v dopravě bylo v roce 1991 v Oklahomě. Dı́ky tomuto využit́ı mohla
auta proj́ıždět skrz mýtné brány bez zpomaleńı a zvýšila se tak plynulost dopravy. S ma-
sivńım využ́ıváńım RFID čip̊u vznikla potřeba standartizovat jejich výrobu a technologii
2
-
tak, aby jednotlivé čipy byly čitelné na čtečkách r̊uzných výrobc̊u.
2.3 RFID standarty
Dı́ky velkému rozmachu RFID technologie a řadě výrobc̊u bylo nutné standardizovat
komunikačńı protokoly. Vznikla tedy řada norem, které se dnes využ́ıvaj́ı.
RFID tagy mohou pracovat na řadě frekvenćı a komunikace na každé frekvenci je
popsána ve zvláštńı normě. V této práci se budeme zabývat konstrukćı čtečky RFID tag̊u
pracuj́ıćı na frekvenci 134.2kHz. Technologie pracuj́ıćı na frekvenci 134.2kHz se ř́ıd́ı ńıže
uvedenými normami a je určena pro identifikaci zv́ı̌rat.
Frekvence Norma Popis normy
134.2kHz
ISO 11784 Struktura přenášeného kódu
ISO 11785 Technický koncept
ISO 14223 Specifikace komunikace pokročilých tag̊u
Tabulka 1: Použ́ıvané normy pro frekvenci 134.2kHz [10]
3 Teoretický rozbor
Pro komunikaci s pasivńım RFID tagem je nutné nejdř́ıve nab́ıt kondenzátor uvnitř tagu,
d́ıky čemuž poté tag může odpovědět. Toto nab́ıjeńı se děje pomoćı tzv. nosné RF vlny.
Nosná vlna je poté amplitudově modulována, č́ımž se přenáš́ı informace.
3.1 Použ́ıvané standardy pro identifikaci zv́ı̌rat
RFID technologie použ́ıvaná pro identifikaci zv́ı̌rat na frekvenci 134.2kHz je popsána ve
dvou standartech ISO 11784 a ISO 11785 [1].
• ISO 11784: struktura kódu - velikost dat, význam jednotlivých bit̊u
• ISO 11785: technický koncept - pracovńı frekvence, komunikačńı schéma
3.1.1 ISO 11784
V tomto standartu je popsán význam jednotlivých bit̊u přenášených od transpodéru ke
čtečce. Tento standart uvažuje pouze 64 bitové zprávy, proto je definováno pouze prvńıch
64 bit̊u. Transpodér ovšem může nést ještě daľśı data, jak je popsáno v odstavci 3.1.2.1.
3
-
Bity Význam Popis
10 - identifikátor jiný Zda je čtený identikátor určen pro zv́ı̌re či nikoliv
1 - identifikátor zv́ı̌rete
2 - 15 Rezervováno Rezervováno pro budoućı aplikace
160 - žádná následuj́ıćı data Zda budou přenesena daľśı data po identifikátoru
1 - následuj́ıćı data
17 - 26 Kód země Kód země podle ISO 3166
27 - 64 Národńı identifikačńı kód Unikátńı kód registrovaný u mı́stńıho registrátora
Tabulka 2: Význam přenášených bit̊u [1]
Identifikačńı kód je přenášen nejméně významným bitem napřed. Celosvětová unikátnost
kódu je zaručena kombinaćı kódu země a národńıho identifikačńıho kódu.
Význam jednotlivých bit̊u je v tabulce 2.
3.1.2 ISO 11785
V tomto standartu je popsán komunikačńı protokol mezi tagy a čtečkami. Ćılem standartu
je sjednoceńı a možné nahrazeńı čtećıch zař́ızeńı od r̊uzných výrobc̊u obecným čtećım
zař́ızeńım. Dı́ky tomu je možné zař́ızeńı pracuj́ıćı na frekvenci 134.2kHz dělit pouze mezi
tři skupiny.
Tagy vuž́ıvaj́ıćı sekvenčńı systém, tagy využ́ıvaj́ıćı half duplex systém a tagy využ́ıvaj́ıćı
full duplex systém [1]. Posledńı zmı́něná varianta bude ńıže podrobně popsána.
3.1.2.1 Komunikačńı protokol Protože se jedná o systém využ́ıvaj́ıćı full duplex
komunikaci, je možné komunikovat oběma směry zároveň. Směrem od čtečky se vyśılá
aktivačńı pole o frekvenci 134.2kHz s odchylkou ± 1.8kHz [1]. Aktivačńı pole se vyśılá podobu 50ms, poté nastane na 3ms pauza [2].
Během této pauzy čtečka naslouchá, zda se v jej́ı bĺızkosti nenacháźı daľśı čtečka
vyśılaj́ıćı aktivačńı pole. V pozitivńım př́ıpadě by se čtečky musely domluvit na jiném
komunikačńım schématě. Tato funkce nebude ve výsledné čtečce pro zjednodušeńı imple-
mentována.
Jakmile se transpodér dostane do aktivačńıho pole o dostatečné intenzitě, začne vyśılat
zprávu. Struktura zprávy je následuj́ıćı [2]:
• hlavička 11 bit̊u [0000 0000 001]
• 64 bit̊u identifikačńıho kódu
4
-
• 16 bit̊u kontrolńıho součtu
• 24 bit̊u volitelných dat
Po odesláńı hlavičky je každý 9. bit logická 1 [2], aby se zabezpečila jedinečnost
posloupnosti odeśılané jako hlavička. Význam jednotlivých bit̊u je popsán v odstavci 3.1.1.
3.1.2.2 Přenos dat Pro přenos dat se využ́ıvá č́ıslicová amplitudová modulace. Prin-
cip č́ıslicové amplitudové modulace je velmi podobný jej́ı spojité variantě. Rozd́ıl je v tom,
že mı́sto spojité změny amplitudy nosného signálu se měńı skokově.
Č́ıslicovou amplitudovou modulaci lze popsat rovnićı 1. Kde φ je fáze signálu, ω je
úhlová frekvence a Ai nabývá hodnot 0, 1 . . . M v závislosti na počtu stav̊u.
XASK(t) = Ai cos(ωt+ φ) (1)
Na obrázku 1 je zobrazen výsledný signál. V př́ıpadě, že přenášený bit je logická 0, je
Ai = 0. Pokud je přenášen bit s logickou hodnotou 1, pak Ai = A [11].
Obrázek 1: Č́ıslicová amplitudová modulace
Čtečka pak přij́ımá modulovaný signál v pásmu 129.0kHz až 139.4kHz [2]. Š́ı̌rka pásma
je tedy 10.4kHz, to je potřeba mı́t na mysli při daľśım návrhu přij́ımaćıch obvod̊u.
3.1.2.3 Kódováńı dat Během přenosu jsou data kódována modifikovaným difer-
enciálńım kódem. Toto kódováńı předepisuje změnu úrovně vždy na začátku přenášeného
bitu. Změna úrovně uprostřed přenášeného bitu znamená, že se přenáš́ı logická 0. Pokud
ke změně uprostřed intervalu nedojde, přenáš́ı logická 1 [5].
Přenos jednoho bitu trvá 32 cykl̊u nosné vlny, z čehož také vycháźı přenosová rychlost.
Přenos jednoho bitu trvá 32134.2∗10−3 = 238.45µs. Přenosová rychlost je pak 4194 bit̊u/s.
Vzhledem k nedostatku energie v pasivńıch transpodérech je obt́ıžná změna úrovně z
ńızké do vysoké. Aby se předešlo chybám při čteńı ve slabém aktivačńım poli, je každá
5
-
změna z ńızké do vysoké úrovně provedena v 8 cyklech nosné [5]. Na obrázku 2 je zobrazen
přenos sekvence [1010 0100] i se zobrazeńım 8 cykl̊u na změnu úrovně z ńızké do vysoké.
Obrázek 2: mDBP kódováńı
Dekódováńı lze provést tak, že se bude měřit čas trváńı logické úrovně. Na obrázku 2
má úroveň prvńıho bitu s logickou hodnotou 1 trváńı 32 - 8 cykl̊u nosné (24 · 1134.2∗10−3 =
178.84µs). Druhá úroveň bitu s logickou hodnotou 1 má trváńı 32 + 8 cykl̊u nosné (40 ·1
134.2∗10−3 = 298.06µs) [6].
Podobným principem lze dekódovat i logickou 0. Logická 0 se skládá ze dvou přechod̊u
ńızká - vysoká nebo vysoká - ńızká úroveň. Trváńı těchto úrovńı je od 8 cykl̊u (8 ∗· 1134.2∗10−3 = 59.61µs) do 24 cykl̊u (178.84µs) [6].
3.1.2.4 Detekce chyb Chyby jsou dle standartu detekovány poč́ıtáńım CRC (cyk-
lický redundantńı součet) s polynomem [2] P (x) = x16 + x12 + x5 + x1.
Ověřováńı pomoćı CRC součtu se provád́ı tak, že odeśılatel ho spoč́ıtá pro odeśılaná
data a odešle ho spolu s daty. Př́ıjemce pak spoč́ıtá CRC součet pro přijatá data. Pokud
se tyto dva součty sobě rovnaj́ı, pak s největš́ı pravděpodobnost́ı nedošlo během přenosu
k chybě [3]. CRC kód dokáže detekovat chybu, ale už j́ı nedokáže opravit.
Na obrázku 3 je schéma výpočtu CRC součtu podle ISO11785, je sestaveno z 16-ti
posuvných registr̊u a XOR hradel. Na začátku jsou registry naplněny bud’ $FFF nebo
$000 [3] v závislosti na výrobci transpondéru. Dekóder provád́ı XOR funkci a posunuje
data vlevo dokud neńı zpracován posledńı bit přijatých dat. Poté je výsledný CRC součet
obsažen v těchto 16-ti registrech v pořad́ı znázorněném na obrázku 2.
6
-
Obrázek 3: Schéma poč́ıtáńı CRC-16-CCITT kontrolńıho součtu [3]
4 Návrh řešeńı
Pro konstrukci čtečky bylo potřeba zvolit takový mikroprocesor, který by dovoloval č́ıslicové
zpracováńı signálu v reálném čase.
Byl zvolen digitálńı signálový procesor Propeller od firmy Parallax. Firma parallax
prodává tento procesor také jako vývojovou desku, která byla využita.
Na této desce je obsažena řada periferíı, např́ıklad 2xPS/2 pro klávesnici a myš, VGA
výstup a daľśı. Nicméně tyto periferie nebudou využity. Daľśı výhodou této desky je
př́ıtomnost kontaktńıho pole, d́ıky tomu je možné sestavit část čtečky př́ımo na vývojové
desce.
Mikroprocesory Propeller je možné programovat pomoćı vysokoúrovňového jazyka
SPIN př́ıpadně pomoćı Propeller assembleru nebo pomoćı Propeller GCC pro C/C++.
Jazyk spin má tu výhodu, že je lehký na pochopeńı a lze v něm využ́ıvat i pokročilé
funkce. Nicméně d́ıky tomu, že se muśı v pr̊uběhu programu interpretovat je zhruba 200x
pomaleǰśı než Propeller assembler.
Vzhledem k požadavk̊um na rychlost zpracováńı je firmware implementován pomoćı
Propeller assembler.
4.1 Popis mikroprocesoru Propeller
Procesory Propeller jsou navrženy pro vysokorychlostńı zpracováváńı úloh [15] ve ves-
tavěných systémech. Digitálńı signálový procesor Propeller P8X32A-Q44 poskytuje osm
nezávislých jader nazývaných cog. Dı́ky těmto osmi jádr̊um lze provádět až 8 r̊uzných úloh
paralelně, př́ıpadně je možné aby některé z osmi jader spolupracovaly na stejné úloze.
Na obrázku 4 je zobrazeno vnitřńı uspořádáńı procesoru Propeller.
4.2 Procesorová jádra
Každá procesorová jednotka se sestává z:
7
-
Obrázek 4: Vnitřńı uspořádáńı procesoru Propeller [15]
• Dva č́ıtače - A a B.
• Periferie pro generováńı videa.
• Vstupně/výstupńı stavový registr.
• Vstupně/výstupńı ovládaćı registr.
• 2kB paměti RAM pro program.
Nav́ıc maj́ı všechny cogy současně umožněn př́ıstup ke sd́ıleným prostředk̊um jako
jsou vstupně/výstupńı piny a systémové hodiny.
Každý cog má př́ıstup skrz hub k daľśım sd́ıleným periferíım. Hub je nástroj, pomoćı
kterého mohou všechny cogy přistupovat ke sd́ıleným prostředk̊um. Hub zaručuje, že
př́ıstup je povolen pouze jednomu cogu v daném čase. Sd́ılené prostředky jsou:
• Globálńı nastaveńı zdroje hodin.
• Spuštěńı nového cogu.
• 32kB sd́ılené paměti RAM.
• 32kB sd́ılené paměti ROM.
8
-
5 Generováńı nosné vlny
Čtečka muśı generovat elektromagnetické pole, aby mohla nab́ıt RFID tag a přeč́ıst ho.
Toto pole muśı mı́t harmonický pr̊uběh o frekvenci 134.2kHz. Pro generováńı harmonické
vlny bud́ıćı anténu je využit časovač jednoho cogu.
5.1 Časovače
Každý cog má dva nezávislé časovače (A, B) a každý časovač je popsán třemi základńımi
registry (CTRx, FRQx, PHSx). Při označováńı registr̊u plat́ı, že x v názvu je zaměněno
za A nebo B.
Význam jednotlivých bit̊u kontrolńıho registr CTRx je popsán v tabulce 3.
31 30..26 25..23 22..15 14..9 8..6 5..0
- CTRMODE PLLDIV - BPIN - APIN
Tabulka 3: Popis registru CTRx
• CTRMODE - určuje nastaveńı č́ıtače.
• PLLDIV - pokud je nastaven PLL mód určuje děĺıćı faktor.
• APIN/BPIN - nastaveńı vstup̊u/výstup̊u č́ıtače.
V registru PHSx je ukládána aktuálńı hodnota č́ıtače. Podle této hodnoty je pak určen
stav výstupu propojeného na č́ıtač.
V registru FRQx je uložena hodnota, která bude přidána k hodnotě v PHSx jakmile
nastane podmı́nka určená nastaveńım CTRMODE.
5.2 Nastaveńı časovače
Časovač je nutné nastavit do tzv. duty-cycle módu. Toto nastaveńı se provede následuj́ıćı
sekvenćı:
MOV DIRA, outpin ’Enable output P1
MOV CTRA, ctravalue ’Set up the DUTY-CYCLE mode timer A
MOV FRQA, frqavalue ’Set basic frequency (voltage level)
ctravalue long %00110
-
5.3 Harmonický pr̊uběh
Generováńı harmonického pr̊uběhu se děje pomoćı časovače nastaveného v takzvaném
duty-cycle módu. V tomto módu je výstup časovače nastaven na logickou 1 pokud dojde
k přetečeńı hodnoty v registru PHSx. Dı́ky tomu je možné vygenerovat téměř libovolnou
napět’ovou úroveň (v rozsahu 0 - 3.3V).
Generováńı harmonického pr̊uběhu je prováděno tzv. tabulkovou syntézou. Pr̊uběh je
rozložen do 147 vzork̊u (napět’ových úrovńı), které jsou stř́ıdány v přesně určené periodě.
Dı́ky přesnému časováńı vznikne na výstupńım RC článku harmonický signál o frekvenci
134.227kHz.
Instrukce, které nepřistupuj́ı skrz hub ke sd́ıleným prostředk̊um se zpracovávaj́ı 4
hodinové tiky. Systémové hodiny běž́ı na frekvenci 80MHz, protože se úrovně vyměňuj́ı
v každé instrukci, kterou cog zpracovává, je perioda: 4 · 180∗106 = 50ηs. Po výměně všech
vzork̊u signálu se cog muśı vrátit zase k prvńımu vzorku, což trvá jednu instrukci. Perioda
výsledného signálu je tedy 148 instrukćı ·50ηs = 7.4µs.
5.4 HW zapojeńı
Generováńı harmonické vlny se děje pulsně š́ı̌rkovou modulaćı [8], je tedy nutné výstupńı
signál filtrovat. Jako filtr výstupńıho signálu byla zvolena RC dolńı propust. RC dolńı
propust je složena z rezistoru připojeného sériově k mikroprocesoru, k němuž je paralelně
připojen kondenzátor.
Hodnoty pro odpor a kondenzátor lze spoč́ıtat podle vztahu 2. Při návrhu hodnot
součástek je nutné vźıt v úvahu vnitřńı odpory výstup̊u mikroprocesoru. Výstupy mikro-
procesoru maj́ı sériový odpor 50 - 100Ω, proto byl jako sériový rezistor s hodnotou
2,2kΩ. Poté k němu byl dopoč́ıtán paralelńı kondenzátor tak, aby hraničńı frekvence
byla 134.2kHz. Výsledná kapacita kondenzátoru je 540pF.
fc =1
2 · π ·R · C(2)
Na obrázku 5 je schéma zapojeńı RC filtru. V tomto schématu je kv̊uli impedančńımu
odděleńı zapojen operačńı zesilovač s volitelným ześıleńım.
Na obrázku 6 je zobrazen časový pr̊uběh nosné vlny. Signál je měřený za operačńım
zesilovačem a jeho amplituda je 1V.
6 Zesilovaćı stupeň
Pro vygenerováńı dostatečně silného elektromagnetického pole je nutné ześılit nosnou
vlnu. Pro ześıleńı byl vybrál výkonový operačńı zesilovač LM675T [14]. Tento operačńı
10
-
Obrázek 5: RC dolńı propust s impedančńım odděleńım.
Obrázek 6: Nosný signál
zesilovač může pracovat s napět́ım ± 30V a proudem až 3A.
6.1 Zapojeńı operačńıho zesilovače LM675T
Operačńı zesilovač je zapojen podle doporučeného zapojeńı z datasheetu. Zesilovač je
zapojen v neinvertuj́ıćım zapojeńı s laditelným ześıleńım v rozsahu 1x až 10x. Na obrázku
7 je schéma zapojeńı.
Napájećı napět́ı je źıskáno zapojeńım dvou nesymetrických zdroj̊u s plovoućı zemı́.
6.2 Proudové buzeńı
Kv̊uli požadavku na velkou čtećı vzdálenost je nutné dostatečně budit sériový rezo-
nančńı obvod. Závislost śıly magnetického pole kruhové antény na protékaj́ıćım proudu a
vzdálenosti [1] se dá určit pomoćı vzorce 3.
11
-
Obrázek 7: Neinvertuj́ıćı zapojeńı OZ LM675T
H =I ·N ·R2
2√
(R2 · x2)3(3)
Pro výpočet śıly v závislosti na proměnné vzdálenosti byl napsán skript v Matlabu.
Výstupem skriptu je graf na obrázku 3. Na ose x je vzdálenost od středu antény o poloměru
25cm při buzeńı antény proudem 0.5A pro r̊uzné počty závit̊u antény. Śıla magnetického
pole ve vzdálenosti 50cm je 2.7A/m.
Podle [1] se minimálńı śıla magnetického pole pro úspěšný přenos dat pohybuje mezi
0.5 - 1.6A/m v závislosti na natočeńı tagu a frekvenci nosné vlny.
Sestrojený rezonančńı obvod by tedy měl vyhovět i čteńı tagu na požadovanou vzdálenost
50cm.
7 Rezonančńı obvod
Sériový rezonančńı obvod vznikne sériovým spojeńım kapacitoru a induktoru. Při vy-
rovnáńı induktance (XL = 2πf0) a kapacitance (XC =1
2πf0C) je impedance v sériovém re-
zonančńım obvodu minimálńı [16]. Impedance sériového rezonančńıho obvodu se vypoč́ıtá
pomoćı vzorce 4.
Z(jω) = r + jωL+1
jωC= R + j(ωL− 1
ωC) (4)
Protože je impedance obvodu v rezonanci nulová, tak obvodem v rezonanci procháźı
12
-
Obrázek 8: Závislost śıly magnetického pole na vzdálenosti od středu antény.
maximálńı proud. Tento proud je určen ohmickým odporem jednotlivých komponent.
Sériový rezonančńı obvod je vhodný pro obvody pracuj́ıćı na krátkou vzdálenost [16].
Paralelńı rezonančńı obvod vznikne paralelńım zapojeńım kapacitoru a induktoru. Při
splněńı rezonančńı podmı́nky - ω2LC = 1 bude impedance obvodu maximálńı. Impedance
paralelńıho obvodu se vypoč́ıtá pomoćı vzorce 5.
Z(jω) =jωL
1− jω2LC(5)
Impedance obvodu je teoreticky nekonečná, proto bude také maximálńı napět́ı v ob-
vodu. Tento typ obvodu je vhodný pro čteńı na dlouhou vzdálenost [16].
7.1 Naladěńı rezonančńıho obvodu
Aby proud obvodem dosáhl maxima, je nutné aby se jeho induktance a kapacitance
vyrovnaly. Nav́ıc je nutné, aby rezonance bylo dosaženo na frekvenci aktivačńıho pole
134.227kHz.
Rezonančńı frekvence se urč́ı pomoćı Thompsonova vzorce [16].
f =1
2π√LC
(6)
Po prozkoumáńı několika již sestavených čteček byl zvolen kapacitor 1ηF a k němu byla
dopoč́ıtána velikost indukčnosti tak, aby výsledná rezonančńı frekvence byla 134.227kHz.
Výsledná indukčnost je 1.4mH.
13
-
f =1
2π√LC⇒ L = 1
4π2f 2C= 1.4mH
Obrázek 9: Zapojeńı sériového rezo-
nančńıho obvodu
Obrázek 10: Zapojeńı paralelńıho rezo-
nančńıho obvodu
7.2 Návrh antény
Při návrhu antény je potřeba zohlednit jej́ı indukčnost, jej́ı rozměry a tvar. Poloměr
antény byl stanoven na 25cm, aby mohlo být dosaženo čtećı vzdálenosti zhruba 50cm [1].
Poloměr antény (spolu s protékaj́ıćım proudem) koresponduje s maximálńı možnou čtećı
vzdálenost́ı, proto je nutné sestrojit takto velkou anténu.
Pomoćı vzorce 7 se přibližně urč́ı indukčnost pro anténu tak, aby splňovala zadané
parametry [16].
L =0.31(aN2)
6a+ 9h+ 10b[µH] (7)
Na obrázku 11 jsou znázorněny jednotlivé parametry vzorce 7.
Podle vzorce 7 vycháźı pro indukčnost 1.4mH anténa se 34 závity. Nicméně po ses-
trojeńı antény se 34 závity byla indukčnost př́ılǐs veliká. Výsledná anténa je složená ze 31
závit̊u.
Během měřeńı se byla sestrojena ještě jedna, meš́ı anténa. Menš́ı anténa (o poloměru
5cm a 74 závitech) byla sestrojena tak, aby měla stejnou indukčnost jako velká anténa.
Dı́ky tomu bylo možno kdykoliv zaměnit tyto dvě antény mezi sebou.
7.2.1 Činitel jakosti
Činitel jakosti antény udává, jak široké frekvenčńı pásmo bude možné danou anténou
přij́ımat téměř bez utlumeńı. Činitel jakosti Q lze spoč́ıtat podle vzorce 8.
14
-
Obrázek 11: Parametry antény zadávané do vzorce 7
Q =1
2πfrezCR(8)
Č́ım větš́ı Q bude, t́ım lepš́ı selektivitu bude daná anténa mı́t a t́ım menš́ı rušeńı bude
daná anténa přij́ımat. Pokud ale bude činitel jakosti př́ılǐs vysoký, pak dojde k potlačeńı
požadovaného signálu.
Š́ı̌rka pásma při přenosu je 10kHz, maximálńı činitel jakosti je pak definován jako
Qmax =f0B
= 13.42 [16]
8 Demodulace AM signálu
Signál z tagu je přij́ımaný amplitudově modulovaný, jak je popsáno v sekci 3.1.2.2. K
demodulaci amplitudově modulovaných signál̊u se použ́ıvaj́ı tzv. detektory. Mezi základńı
typy detektor̊u patř́ı diodový a synchronńı detektor, které budou popsány ńıže.
8.1 Diodová detekce
Diodový detektor je nejjednodušš́ı možný zp̊usob, jak demodulovat AM signál. K sestro-
jeńı diodového detektoru je zapotřeb́ı pouze germaniové diody, rezistoru a kondenzátoru.
Germaniové diody se použ́ıvaj́ı z toho d̊uvodu, že maj́ı ńızkou kapacitu přechodu, neovlivňuj́ı
tedy procházej́ıćı signál.
Diodový detektor funguje tak, že dioda nejdř́ıve signál usměrńı. Kapacitor se pak přes
diodu rychle nab́ıj́ı, ale d́ıky rezistoru se zároveň pomaleji vyb́ıj́ı[12]. Výsledným produk-
tem je pak tzv. obálka signálu. Princip diodové demodulace je zobrazeno na obrázku
12.
15
-
Obrázek 12: Diodová detekce
Schéma sestaveného diodového detektoru je na obrázku 13. Hodnoty součástek jsou
spoč́ıtány podle vzorce τ = 1RC
tak, aby docházelo k útlumu nosné vlny, ale zároveň aby
nedocházelo k útlumu modulačńıho signálu. Hodnota odporu byla stanovena na 1MΩ
a k ńı byla dopoč́ıtána hodnota kondenzátoru 4, 7ηF tak, aby časová konstanta byla v
rozmeńı 20− 50ms.
Obrázek 13: Schéma diodového detektoru
8.2 Synchronńı detekce
Synchronńı detektory jsou postaveny na principu analogového násobeńı signál̊u. Signály
se často označuj́ı jako LO (signál lokálńıho oscilátoru) a ANT (signál z přij́ımaný anténou).
Pokud se dva signály vynásob́ı, tak výsledkem bude součtová a rozd́ılová složka násobených
signál̊u.
V následuj́ıćıch rovnićıch je matematicky zapsán princip synchronńı detekce [12].
Rovnice 9 představuje signál přij́ımaný anténou, rovnice 10 představuje signál nosné vlny.
Um = Usig · sin(ωsig · t+ θsig) (9)
Un = Uref · sin(ωref · t+ θref ) (10)
V rovnici 11 je výsledek po vynásobeńı signál̊u. Je zde vidět, že vznikne součtová i
rozd́ılová složka. Z rovnic vyplývá, že pokud by rozd́ıl fáze mezi signál přij́ımaným anténou
16
-
a refer Součtovou složky o vyšš́ı frekvenci lze snadno odfiltrovat dolno-propustńım filtrem
Uv = Usig · Uref · sin(ωsig · t+ θsig) · sin(ωref · t+ θref ) =1
2· Usig · Uref · cos([ωsig − ωref ] · t+ θsig − θref )
−12· Usig · Uref · cos([ωsig + ωref ] · t+ θsig + θref )
(11)
8.2.1 Synchronńı detektor
Jako synchronńı detektor je použit integrovaný obvod SA612. Jedná se o dvojitě vyvážený
směšovač a oscilátor, jehož základem je Gilbertova buňka. Blokové schéma demodulátoru
je zobrazeno na obrázku 14.
Obrázek 14: Blokové schéma synchronńıho detektoru SA612
U směšovač̊u je nutné zmı́nit charakteristiku third-order intercept point [13]. Jedná se
o schopnost směšovače rozdělit dva sobě velmi bĺızké signály. Pokud by směšovač měl tuto
hodnotu př́ılǐs malou, mohlo by se při násobeńı signál̊u stát, že by produkty vyšš́ıch řád̊u
měly větš́ı amplitudu než reálný signál. Pak by se tento signál mohl přeložit na stejnou
frekvenci jako reálný signál a docházelo by k jeho zkresleńı.
Použité schéma zapojeńı vycháźı z http://www.qsl.net/k0lr/SW-RX/sw-rx.htm,
kde je směšovač NE602 použit pro př́ıjem meteorologického rádia vyśılaného na frekvenci
136kHz. Dı́ky bĺızkosti frekvenćı a podobnosti obvod̊u je možné využ́ıt zapojeńı bez větš́ıch
úprav.
Na obrázku 15 je zobrazeno upravené schéma zapojeńı směšovače. Na schématu je
signál z antény přiveden na pin označovaný jako IN-A, signál lokálńıho oscilátoru je
přiveden na pin označovaný OSC.
17
http://www.qsl.net/k0lr/SW-RX/sw-rx.htm
-
Obrázek 15: Schéma zapojeńı směšovače SA612
9 Měřeńı
Po sestaveńı celého obvodu se začalo měřeńı přij́ımaného signálu. Nejdř́ıve ale bylo nutné
obvody oživit, po oživeńı se k obvodu vždy připojil rezonančńı obvod. Pokusy byly
prováděny s paralelńım i sériovým obvodem a anténou s pr̊uměrem 50cm i 10cm.
9.1 Oživeńı
Oživeńı obou typ̊u detektor̊u prob́ıhalo podobnou cestou. Byl použit modulovatelný zdroj
signálu. Na vstup tohoto zdroje byl přiveden modulačńı signál o frekvenci 5kHz s am-
plitudou 1V. Takovýto modulačńı signál frekvenčně odpov́ıdá signálu, který by se měl
přij́ımat od tagu, má ale mnohonásobně větš́ı amplitudu. Výstupńı modulovaný signál ze
zdroje měl amplitudu 9V a frekvenci 134.2kHz.
Na obrázku 16 jsou zobrazeny oba signály. Na signálu nosné vlny je viditelná ampli-
tudová modulace.
9.1.1 Diodový detektor
Amplitudově modulovaný signál (obrázek 16) se podařilo demodulovat pomoćı diodového
detektoru popsaného v sekci 8.1. Na obrázku 17 je zobrazen demodulovaný signál.
Z obrázku je patrné, že demodulovaný signál nemá dostatečnou kvalitu. Nav́ıc mod-
ulačńı signál měl 10x - 100x větš́ı amplitudu, než signál přij́ımaný z tagu. S t́ımto typem
demodulace by tedy pravděpodobně nebylo možné č́ıst signál z tagu na požadovanou
vzdálenost.
18
-
Obrázek 16: Amplitudově modulovaný signál
Obrázek 17: Demodulovaný AM signál
Nicméně i přes to, že by tento detektor nemohl být použit ve výsledné aplikaci, byl do
něho přiveden signál z antény. Signál z antény se nepodařilo demodulovat ani v př́ıpadě,
že tag byl od antény vzdálen pouze několik centimetr̊u.
9.1.2 Synchronńı detektor
Při oživováńı synchronńıho detektoru bylo nutné sńıžit úroveň signálu lokálńıho oscilátoru
na 240mV peak-to-peak. Signál z antény pak na 110mV peak-to-peak. Toto sńıžeńı bylo
nutné kv̊uli vysoké hodnotě charakteristiy third intercept point popsané v sekci 3.1.2.2.
Oživeńı prob́ıhalo tak, že se nejdř́ıve smı́chaly dva signály o stejné frekvenci, signál
neńı filtrovaný, převládá proto součtová frekvence, v tomto př́ıpadě 268.4kHz. Tento signál
je zobrazen na obrázku 18.
19
-
Obrázek 18: Součtová složka signálu
Daľśı část živeńı prob́ıhala pomoćı amplitudově modulovatelného generátoru. Postupně
se snižovala hloubka modulace, dokud bylo možné demodulovat signál.
Po oživeńı již byl synchronńı detektor připraven na to, aby demoduloval signál z
antény. Nicméně ani v př́ıpadě synchronńıho detektoru se nepodařilo zdetekovat signál
tagu. Obrázek 18 zobrazuje výstup signálu za dolńı propust́ı, je potlačena součtová složka
signálu a rozd́ılová je zobrazena na stejnosměrný signál.
Obrázek 19: Signál s připojenou anténou, dolńı propust́ı a tagem
9.2 Vzorkováńı zvukovou kartou
Signál na výstupu na obrázku 19 má malou amplitudu. To nás vedlo k tomu, že signál z
tagu by mohl být přehlušen okolńım šumem. Vznikl tedy požadavek na vzorkováńı signálu
větš́ım počtem bit̊u. Vzorkováńı by mohlo prob́ıhat zvukovou kartou, bylo ale nutné mezi
20
-
poč́ıtač a čtečku vložit galvanické odděleńı, aby nedošlo k poškozeńı obvod̊u zvukové karty.
Daľśı d̊uležitý faktor je maximálńı napět́ı, které můžeme přivést na zvukovou kartu, to
se pohybuje mezi 1.2 - 1.7 V. Toto ale nebylo omezeńı vzhledem k tomu, že signál měl
amplitudu do 200mV.
9.2.1 Oddělovač AD215AY
Jedná se o širokopásmový oddělovač schopný ześıleńı vstupńıho signálu. Š́ı̌rka přenosového
pásma je 120kHz, což bylo naprosto dostačuj́ıćı. Blokové schéma oddělovače je zobrazeno
na obrázku 20.
Obrázek 20: Vnitřńı blokové schéma galvanického oddělovače
Zapojeńı oddělovače bylo stejné, jako v datasheetu. Nicméně pro úplnost je zobrazeno
na obrázku 21. Ześıleńı je úměrné poměru Rf ku Rg. Signál je možné zesilovat bez ztráty
š́ı̌rky pásma až na úroveň napájećıho napět́ı.
Obrázek 21: Schéma zapojeńı galvanického oddělovače
21
-
9.3 Vzorkováńı
Navzorkováńı signálu prob́ıhalo exterńım programem a výstupem byl soubor s př́ıponou
.wav. Navzorkovaný signál se poté začal č́ıslicově zpracovávat v prostřed́ı Matlab. Signál
byl nejdř́ıve normován na jednotkovou velikost, poté byla na signál aplikována dolńı pro-
pust.
Na obrázku 22 je vidět navzorkovaný signál. V navzorkovaném signálu lze vidět vysokou
úroveň šumu.
Obrázek 22: Navzorkovaný signál
Na obrázku 23 je vidět filtrovaný signál. Po vyfiltrováńı dolnopropustńım filtrem
s ořezávaćı frekvenćı 8.3kHz je viditelné zlepšeńı. Signál na obrázku je ale poz̊ustatek
součtového kmitočtu ze směšováńı signál̊u.
Obrázek 23: Filtrovaný signál
22
-
10 Závěr
Ćılem této bakalářské práce bylo sestrojit čtečku miniaturńıch RFID čip̊u pracuj́ıćı na
frekvenci 134.2kHz. Sestrojená čtečka měla být schopná č́ıst na vzdálenost zhruba 50cm.
Analyzoval jsem rfid technologii pracuj́ıćı na frekvenci 134.2kHz. Provedl jsem teo-
retický rozbor této technologie a navrhl řešeńı. V rámci bakalářské práce byly sestaveny
obvody, které slouž́ı pro generováńı aktivačńıho pole. Dále byly sestaveny obvody, které
umožňovaly demodulaci AM signálu s ohledem na vysokou kvalitu jejich výstupu.
Byly sestaveny dvě antény, nicméně ani s jednou z nich se nepodařilo přeč́ıst RFID
tag. Signál z tagu se nepodařilo detekovat, protože se nepodařilo źıskat signál z antény.
Pokud by se podařilo tento signál źıskat, tak už by se podařilo signál z tagu č́ıst alespoň
na kratš́ı vzdálenost.
Signál z RFID tagu se nepodařilo na výstupu antény zdetekovat, protože zde nebyl
př́ıtomný. Nepř́ıtomnost signálu lze vysvětlit t́ım, že se tag nenacházel v dostatečně silném
aktivačńım poli. Nedošlo tedy k nabit́ı kondenzátoru a t́ım k oživeńı funkčnosti tagu tak,
aby mohl tag zač́ıt vyśılat (ovlivnil aktivačńı pole).
23
-
Literatura
[1] FINKENZELLER, K. RFID Handbook: Fundamentals and Applications in Contactless
Smart Cards and Identification. 2nd ed. 2003.
[2] ISO 11785. Radio frequency identification of animals – Technical concept. Geneva:
ISO, 1996. 20 p.
[3] LOZANO-NIETO, A. Rfid Design Fundamentals and Applications. 1st ed. 2011.
[4] WALTER JOSEPH IMFELD IV, B.S. Low frequency radio frequency identification
antenna design. DeVry: University of Technology, 1999.
[5] KAMPERS, F., ROSSING, W., ERADUS, W. The Iso standard for radiofrequency
identification of animals. Computers and electronics in agriculture, 1999, vol. 24, p.
37–43.
[6] Bishop, J.; Pinato, T.; Viaud, P. ISO 11785 transponder performance measurements.
JRC Technical notes 2009
[7] Rubinbot Radio-frequency identification, 2013. Wikipedia. http://en.wikipedia.
org/wiki/Radio-frequency_identification (accessed March 12, 2013).
[8] DeSilvia Pulse width modulation, 2009. Propeller Wikispaces. http://propeller.
wikispaces.com/page/history/PWM (accessed Jan 11, 2013).
[9] Roberti, M. The History of RFID Technology, 2011. RFID journal. http://www.
rfidjournal.com/article/view/1338 (accessed Jan 09, 2013).
[10] Ave, M. ISO RFID Standards: A Complete List, 2012. The RFID network. http://
rfid.net/basics/186-iso-rfid-standards-a-complete-list- (accessed Jan 10,
2013).
[11] Abu Foul, M. Experiment 5, ASK modulation. [Online]. http://site.iugaza.edu.
ps/mabufoul/files/2010/09/Experiment-5.pdf (accessed Feb 16, 2013).
[12] Tichy, P. Skripta elektronika. http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/
elektronika/kap5/5_1_2.html (accessed April 15, 2013).
[13] Radio electronics. http://www.radio-electronics.com/info/
rf-technology-design/receiver-overload/intercept-point-third-order.php
(accessed April 19, 2013).
[14] Datasheet. LM675 Power operational amplifier. Texas Instruments, 2004.
24
http://en.wikipedia.org/wiki/Radio-frequency_identificationhttp://en.wikipedia.org/wiki/Radio-frequency_identificationhttp://propeller.wikispaces.com/page/history/PWMhttp://propeller.wikispaces.com/page/history/PWMhttp://www.rfidjournal.com/article/view/1338http://www.rfidjournal.com/article/view/1338http://rfid.net/basics/186-iso-rfid-standards-a-complete-list-http://rfid.net/basics/186-iso-rfid-standards-a-complete-list-http://site.iugaza.edu.ps/mabufoul/files/2010/09/Experiment-5.pdfhttp://site.iugaza.edu.ps/mabufoul/files/2010/09/Experiment-5.pdfhttp://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/elektronika/kap5/5_1_2.htmlhttp://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/elektronika/kap5/5_1_2.htmlhttp://www.radio-electronics.com/info/rf-technology-design/receiver-overload/intercept-point-third-order.phphttp://www.radio-electronics.com/info/rf-technology-design/receiver-overload/intercept-point-third-order.php
-
[15] Datasheet. Propeller P8X32A. PARALLAX inc, 2007.
[16] Datasheet. Antenna Circuit Design for RFID Applications. Microchip technology inc,
2003.
[17] Datasheet. AD215AY. Analog devices, 1996.
25
-
A Schéma zapojeńı
Obrázek 24: Celkové schéma zapojeńı
26
-
B Obsah CD
.
+-- Firmware
| +-- Main.spin
| +-- SineWave.spin
+-- Hardware
| +-- AD215.pdf
| +-- lm675.pdf
| +-- OP07CP.pdf
| +-- P8X32A.pdf
| +-- SA612.pdf
| +-- TL062CP.pdf
| +-- tl082.pdf
+-- Matlab
| +-- Anténa-LC.xls
| +-- Direct_conversion.m
| +-- ParalelRezonant.m
| +-- Signal
| +-- analyza.m
| +-- BezTagu.wav
| +-- FIRfilter.m~
| +-- FIRHighPass.m
| +-- FIRLowPass.m
| +-- FunkcniTag.wav
| +-- Print.m
+-- obsah.txt
+-- Text
+-- bibliography
| +-- ref.bib
+-- ch0-uvod
| +-- uvod.tex
+-- ch1-uvod
| +-- uvod.log
| +-- uvod.tex
+-- ch2-rozbor
| +-- img
| | +-- ask.eps
| | +-- ask.png
| | +-- ask.xcf
| | +-- crc.png
| | +-- crc.xcf
| | +-- mDBP.png
| | +-- mDBP.xcf
| +-- rozbor.log
| +-- rozbor.tex
+-- ch3-reseni
| +-- img
| | +-- cogs.png
| | +-- OZ.png
| | +-- RC.png
| | +-- sch.png
| +-- reseni.log
| +-- reseni.tex
+-- ch4-nosna
| +-- img
| | +-- RC.png
| | +-- Sinus.png
| | +-- Sinus-RC.png
| | +-- Sinus-RC[134.2].JPG
| +-- nosna.tex
+-- ch5-zesilovac
| +-- img
| | +-- OZ.png
| | +-- pole.png
| +-- zesilovac.tex
+-- ch6-rezonancni
| +-- img
| | +-- antena.png
| | +-- seriovy.png
| +-- rezonancni.tex
+-- ch7-demodulace
| +-- demodulace.tex
| +-- img
| +-- diodova.gif
| +-- diodova.png
| +-- SA612.png
| +-- schema_diodova.png
| +-- sch_sa612.png
+-- ch8-mereni
| +-- mereni.tex
+-- RFID.png
+-- title
| +-- ack.tex
| +-- img
| | +-- fel.gif
| | +-- fel.png
| +-- summary.tex
| +-- thank.tex
| +-- title.log
| +-- title.tex
+-- vystrmar.aux
+-- vystrmar.bbl
+-- vystrmar.blg
+-- vystrmar.lof
+-- vystrmar.log
+-- vystrmar.lot
+-- vystrmar.out
+-- vystrmar.pdf
+-- vystrmar.synctex.gz
+-- vystrmar.tex
+-- vystrmar.toc
23 directories, 76 files
27
ÚvodÚvod do RFID technologiePopis RFIDHistorie RFIDRFID standarty
Teoretický rozborPoužívané standardy pro identifikaci zvíratISO 11784ISO 11785Komunikacní protokolPrenos datKódování datDetekce chyb
Návrh rešeníPopis mikroprocesoru PropellerProcesorová jádra
Generování nosné vlnyCasovaceNastavení casovaceHarmonický prubehHW zapojení
Zesilovací stupenZapojení operacního zesilovace LM675TProudové buzení
Rezonancní obvodNaladení rezonancního obvoduNávrh antényCinitel jakosti
Demodulace AM signáluDiodová detekceSynchronní detekceSynchronní detektor
MereníOživeníDiodový detektorSynchronní detektor
Vzorkování zvukovou kartouOddelovac AD215AY
Vzorkování
ZáverSchéma zapojeníObsah CD