单片机ATmega88负责接收上位机的指令,驱动EM4095以及对EM4095发回的数据进行Biphase解码、校验,向上位机发送卡号。单片机ATmega88的PC2,PD7引脚控制EM4095的工作模式,EM4095解调后的数据输出给单片机的PB0引脚,此引脚具有输入捕获功能。基站天线是用铜制漆包线绕制的,天线线圈的直径远大于漆包线的直径。可以采用下面的公式对天线参数进行计算:
其中:L为线圈的电感;N为天线线圈的匝数;U。为磁导率,表征磁介质磁性的物理量,其值为1.257×10-6V·s/(A·m);R为天线线圈的半径;d为漆包线的直径。本文所用的线圈匝数为120匝,电感为1.54mH。天线线圈的电感确定后,将天线、电阻(R1)、电容(C21,C22,C23)串联构成谐振电路,可以通过下式来确定总电容值,以保证天线的频率与EM4095频率相同。
其中:F0为谐振频率;动物标签频率为134.2kHz;L为天线线圈的电感;C为电容并联的总电容值,通过计算可以得到电容值为912.65pF。在调试过程中,采用3个电容并联代替1个电容串联到电路中的做法,可以起到高频滤波、消除脉冲干扰的作用。另外通过调节C26的电容值使EM4095的第8引脚DEM0D_IN上的电压峰峰值比ANT1,ANT2引脚上的电压峰峰值小,以便消除无卡时EM4095的杂波输出,便于单片机对数据进行解码。3软件设计ISO11784/11785协议是国际标准化组织对动物RFID做出的技术规定。其中对全双工模式做了如下规定:1个11位(00000000001)的数据头用于识别数据流的开始;8个8位的码组组成64位ID号;2个8位的CRC一16校验码码组;3个8位的包含尾码的码组;每个码组的后面都加上一个控制码“1”,防止数据头重复出现。动物标签采用只读芯片EM4105,采用RF/32的传输波特率,数据编码方式为Biphase编码,存储了128位数据信息。
Biphase编码的特点是二进制码“0”在半位周期时跳变,“1”在半位周期时无跳变,并且“0”和“1”在位周期时都跳变,正好可以利用这一特点解码。通过计算可以得知位周期为238.5μs,半位周期为119μs。图3为读卡流程图。