RFID控制阀门有什么优势？

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RFID控制阀门有什么优势？

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射频识别技术(RFID)是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无线方式对电子数据载体进行识别的新兴自动识别技术。针对低功耗和高效性，设计了一种以nuvoton  Nano110低功耗MCU为核心的125KHz的RFID控制阈系统。该系统采用分立元件搭建了成本极低的ATA5567射频卡读写电路，构建了段码式LCD显示和控制阀门的电机驱动模块。通过实践检验了系统的稳定性，可将其用于成本敏感的预付费卡表(水表、燃气表和热量表等)。

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当前在中国的各类计量行业中，使用的计量表如水表、燃气表和热量表等，绝大多数均不带流量控制功能，经常的做法是先使用后交费，这样会给用户造成很多不便，因此预付费的计量表便应运而生。本文介绍了一种广泛应用于预付费卡表的RFID控制阀门，与其它各类表的控制阀门的方式相比，用RFID控制阀门的优势在于：
1)在识别方面，使用RFID后，会使可识别的距离更灵活，具有无屏障阅读和穿透性，可以穿透非磁性材料，比如水、塑胶、混凝土等。
$ [: b6 M. b9 n, R3 F$ V: X* ~2)在耐用性方面，RFID对水、油和腐蚀性较强的化学药品等具有很强的抵抗性;同时RFID将数据存在芯片中，芯片和外界没有直接接触，因此可以免受污损。
3)在可重复使用方面，RFID标签则可以重复的修改、删除RFID内储存的数据，信息更新很方便。
5 @7 ^  ?' z% ?3 c  T$ {( t3 F4)在数据的安全性方面，RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造和变更。
5)成本低廉，可加入LC振荡器到微控制器中来实现高性价比的收发器。
: [" v0 i2 M# {/ D3 ^2 G6)可实现低功耗设计，尤其在接收端。
0 Z; M/ l, Z, q& P1 R7 y1 系统硬件设计
0 `) f! K" F6 w. `( i" Y" E2 J) z1.1 系统组成
: [6 `2 l( f% Y* U2 m控制阀系统主要由6部分组成：电子标签、射频天线及调制电路、控制核心(MCU)、电机及其控制模块、LCD显示模块和蜂呜报警模块。
% n6 [' f# L+ I1 S$ Q- k: K- f& |

" d! ~7 P( a: y: I( g$ C5 [8 k3 B1)电子标签：本系统采用的电子标签是ATA5567射频卡，该射频卡由内置芯片、内置天线和EEPROM组成。射频卡中的EEPROM用于存储数据，其中数据可以反复的读取和擦除，读写次数不少于10万次，内置电线用于与射频天线进行通信。市面上常见的电子标签都是无源的，所以需要内置天线接收射频天线传递信息的同时，通过耦合来提供EEPROM读写数据所需要的能量。内置芯片用于接收命令并根据命令的内容决定数据的发送方式。
2)射频天线及调制电路：射频天线主要用来与电子标签建立通信通路。调制电路一般包括：功率放大电路、检波电路和滤波放大整形电路3个部分。
. i! r* V  \/ Y& [3)控制核心MCU：本系统采用台湾新唐科技Nano100系列超低功耗的32位内嵌ARM  Cortex—MO核的MCU作为控制核心，其主要实现功能有：①通过CLKO输出125  KHz的载波。②通过TC0捕获调制电路输出的波形信息。③通过GPIO和ADC驱动直流有刷电机并在电机卡住时断电保护。
④通过MCU内部的LCD Driver驱动段码式LCD。⑤通过PWM控制蜂鸣器产生合适的报警声音。
. P/ q# u4 C5 v% _- s4)电机驱动及控制模块：通过H桥控制直流有刷电机的转动，电机卡住时将断电保护。
5)LCD显示模块：通过MCU驱动段码式LCD以显示金额、开阀、关阀等信息。
1 v$ m9 B9 s2 Q6)蜂鸣报警模块：通过PWM控制蜂鸣器产生适当的报警声音。
5 c+ D/ ?( Q, T- Q2 M1.2 天线及调制电路设计
; C1 U6 d" o& J1 w1)载波产生和天线驱动电路：由MCU的CLKO输出频率稳定的125  kHz的方波，经过三极管进行功率放大。之后的串联谐振电路中天线是漆包线绕制的线圈，电容采用的是精准的校正电容，加入功率放大和产生谐振的目的是获得最大的磁通量，从而产生最大的读卡距离。
2)检波电路，滤除载波信号。
4 M; ]/ H1 N, s3 M3)放大电路，采用有低廉的LM358运算放大器进行两级电压放大。
. t/ C1 l7 u) u+ B/ t6 i( L3 u3 y: A4)捕获及运算，该部分是在MCU内部完成的，由MCU中的Timer0工作在周期自由捕获模式，完成码元间隔时间的捕获，然后经过运算，得出各个Block的数值。

9 Z% s/ l1 o" I1.3 电机驱动设计
. H3 i& d, [" ]* V主体电路是由4个三极管组成的H桥驱动电路，在同一时刻最多只有2个三极管处于导通状态，可以方便的控制电机的正传和反转，再电机卡住时，由于电流是正常工作时的6～7倍，所以通过MCU内部的ADC检测电阻上的电压值，如果数值满足条件，则会给电机断电，并视情况发生报警，以免电机烧毁和设备的损坏。

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系统软件设计
本系统的软件设计主要由6个部分组成：1)读卡;2)写卡;3)GPIO控制电机和ADC过压检测;4)PWM驱动蜂鸣器;5)125  kHz载波产生;6)LCD显示。其中最主要的当属1)读卡和2)写卡了，完成读卡和写卡后，系统的躯干就有了，然后3)，4)，5)，6)就是在躯干上添枝加叶，让这个系统完整起来。
/ C9 Q1 F; ~6 U& {* @2 d$ ~2.1 ATA5567卡片的读写规则
5 F5 z7 l: o9 B, o3 P5 KATA5567中的存储是330bit的EEPROM，一共有10个块(block)，每个块有33bit，其中第一位为锁bit。一共分为两页，第一页包含8个block，编号分别为block0-block7。第二页包含2个block，为只读block，包含可回溯数据，由AIMEL公司规划。
$ {4 U7 N& p7 ~  I: |8 JATA5567的数据率和调制方式是由block0决定。

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