基于藍牙通信的移動抄表終端的設計

　　RS485通信為差分信號傳輸，為消除在通信電纜中信號反射在通信過程中，在RS485通信終端加偏置電阻R36的方法減弱反射信號對通信的影響，R36的具體阻值需要根據實際線路進行調試確認。

1.5 紅外模塊

　　圖7是紅外模塊的通信電路。移動抄表終端的紅外模塊電源通過P溝道MOS管Q4實現控制。紅外接收器U6是AT138RV3，它的工作電壓是+5V，而單片機是+3V系統，故采用R31、R32分壓方式實現單片機數據接收采樣，R31=30k，R32=58k。紅外發射器HL5采用AT205B，抄表要求紅外通信距離大于5米，需要提高紅外發射功率保證通信距離，設計上三極管Q8工作在飽和狀態，Q8為NPN管2N8050。經實際調試，三極管Q8基極電流為3mA，R20=1k;紅外發射電流為70mA左右，R30=50?。

1.6 高頻RFID模塊

　　移動抄表終端選用了NXP公司的MF RC522進行高頻RFID(13.56MHz)的電路設計。芯片具有功耗低、尺寸小、成本低的優點，支持ISO/IEC 14443A通信協議，可以通過SPI、I²C和串行UART方式實現與主控芯片的通信。電路設計中采用了通信速率更快的SPI方式。高頻RFID的具體硬件電路圖如圖8所示。

　　在天線的匹配中為保證產生一個盡可能強的電磁場，天線的輸出能量必須保證足夠的通帶范圍來傳送調制后的信號。L1=L2=1μH，C7=C9=56pF，C6=C11=47pF，其組成的LC諧振電路對由包絡信號調制的13.56MHz的載波能量進行濾波。C3、C12、C5、C10、R5、R6組成了阻抗匹配電路，電阻電容值跟天線線圈設計有關。C1、C13、R1、R2組成了信號接收電路，其工作原理是利用了卡的響應信號在副載波的雙邊帶上都具有調制這一功能進行的。信號接收使用了RC522內部產生的VMID電勢作為Rx管腳的輸入電勢。為了穩定VMID輸出，需在VMI和GND之間連接一只電容C13。接收電路需在RX和VMID之間接一分壓電路。C13 =0.1μF，C1=0.1μF，R1=820?，R2=5.1k。關于MFRC522的具體硬件電路設計及天線匹配設計見相關資料^[15-16]。

　　在實際測試中，高頻RFID模塊能與電子封印實現3cm的距離通訊(有效距離與電子封印功耗、電子封印天線大小、工作環境相關)。

1.7 超高頻RFID模塊

　　JT2860是一款由深圳捷通科技有限公司推出的超高頻RFID(902~928MHz)讀寫模塊，具有低功率輸出、體積小、貼片式模塊的特點，其最大輸出功率為24dBm，最大電流為200mA，功耗1.5W。模塊采用了40mm*40mm大小、3dBi的陶瓷天線，通信距離可達到0.8m~1.2m。支持ISO18000-6C(EPC G2)協議，對外提供了UART通信接口，默認通信速率為9600bps。

　　圖9為超高頻模塊通信電路，模塊工作電壓為+5V，電源通過P溝道MOS管Q1實現控制。C19=0.1μF，C47=10μF，用來濾波和增強輸出電壓的電容。指示燈HL6在模塊讀卡時會閃爍點亮。模塊提供的UART接口電平為3V信號，與主控芯片STM32F103R8可以直接進行通信。

　　在實際測試中，超高頻模塊RFID讀取電子標簽的距離達到100cm，寫入距離達到15cm(有效距離與天線、電子標簽及工作環境相關)。