RFID技术解析：全国电子设计大赛历年试题中的无线识别装置

"全国电子设计大赛历年试题解析，主要涵盖了2007年B题——无线识别装置的设计，涉及RFID技术的应用。该系统由低电压、高性能的T89C2051控制的无源应答器和外部单电源供电的阅读器组成，通过无线射频进行非接触式双向通信。应答器通过耦合接收阅读器的射频能量，转换为工作电压。系统分为应答器和阅读器两部分，其中应答器在一定范围内耦合能量，并通过编码模块发送信息，阅读器则接收并解码信息，通过单片机控制显示。设计中考虑了调制方式和电源设计方案，最终选择了数字调制的ASK方式和并联电容的电源设计以提高性能和稳定性。" 全国电子设计大赛是针对电子设计领域的专业竞赛，历年试题提供了丰富的实践案例和学习资料。2007年的B题关注的是无线识别装置，采用RFID技术，这是一种非接触式的自动识别技术，通过无线电频率信号交换数据，用于识别目标物体并读取或写入数据。 系统的核心是无源应答器和阅读器。无源应答器不自带电源，而是依靠阅读器发射的射频波束获取能量，经过整流、滤波存储后供内部电路使用。这种设计使得应答器体积小、无需电池，但其工作范围受限于耦合能量的有效传输。 调制方式的选择对于系统的性能至关重要。模拟调制（如AM）虽然易于实现，但效率低且对发射功率要求高，不适合本系统。相反，数字调制（如ASK）能减少失真和衰减，更适合本题目的需求。 电源设计是另一关键环节。最初方案包括仅靠线圈耦合能量，但电压传输效率低。方案2引入并联电容以改善耦合电压，但电压稳定度不高。最终采用的方案是在线圈并联电容的同时，负载电阻上并联一个与电压相关的分流电阻，以提高输出电压的稳定性和抗干扰能力。 此试题解析详尽地展示了RFID系统设计的各个方面，包括能量获取、信号调制、电源优化等，为学习者提供了深入理解无线识别系统及其设计原理的机会。通过这样的分析，参赛者和学习者可以提升在电子设计和RFID应用方面的技能，为未来的创新项目打下坚实基础。