基于過(guò)采樣技術(shù)的遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

摘 要: 針對(duì)目前125 kH z讀卡器的曼徹斯特解碼的波形為矩形波、讀卡距離較近(一般只有數(shù)十毫米) 、抗干擾能力較差的狀況，提出了一種基于AD過(guò)采樣技術(shù)的三角波解碼方式。此方式大大的提高了讀卡距離，配合大尺寸的振蕩線圈讀卡距離超過(guò)了1 000 mm。

　　0、引言

　　目前125 kH z讀卡器的技術(shù)相對(duì)成熟，系統(tǒng)價(jià)格便宜,在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，例如: 人員的身份識(shí)別，物品的信息管理，液化氣的管理，動(dòng)物的識(shí)別，酒店的門(mén)禁管理等用唯一識(shí)別號(hào)可以標(biāo)識(shí)物體屬性的地方都有應(yīng)用。在一些應(yīng)用場(chǎng)合10多毫米的讀卡距離不能滿足遠(yuǎn)距離讀卡的要求,為此本文提出了一種基于AD過(guò)采樣技術(shù)的曼徹斯特解碼方式，較現(xiàn)有的方波解碼方式讀卡距離有了大的提高，配合大尺寸的振動(dòng)線圈，讀卡距離超過(guò)了1 000 mm。

　　1、系統(tǒng)的構(gòu)成

　　系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，125 kH z的振蕩電路，檢波放大電路，自動(dòng)調(diào)諧電路，低通濾波電路，這幾部分構(gòu)成了整個(gè)讀卡器的射頻通信控制，m cu部分，AD采樣部分構(gòu)成了系統(tǒng)的核心，這兩個(gè)部分完成了振蕩系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)諧，卡片數(shù)據(jù)的解碼，數(shù)據(jù)的發(fā)送、顯示等功能。

　　2、曼徹斯特編碼原理

　　曼徹斯特編碼(M ancheSTer Encod ing)，也叫做相位編碼( PE)，是一個(gè)同步時(shí)鐘編碼技術(shù)，被物理層使用來(lái)編碼一個(gè)同步位流的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)。曼徹斯特編碼被用在以太網(wǎng)媒介、無(wú)線鏈路等系統(tǒng)中。曼徹斯特編碼提供一個(gè)簡(jiǎn)單的方式給編碼簡(jiǎn)單的二進(jìn)制序列，而沒(méi)有長(zhǎng)的周期，沒(méi)有轉(zhuǎn)換級(jí)別，因而防止時(shí)鐘同步的丟失，或來(lái)自低頻率位移在貧乏補(bǔ)償?shù)哪M鏈接位錯(cuò)誤。在這個(gè)技術(shù)下，實(shí)際上的二進(jìn)制數(shù)據(jù)被傳輸通過(guò)這個(gè)電纜，不是作為一個(gè)序列的邏輯1 或0 來(lái)發(fā)送的( 技術(shù)上叫做反向不歸零制( NRZ) )。相反地，這些位被轉(zhuǎn)換為一個(gè)稍微不同的格式，它通過(guò)使用直接的二進(jìn)制編碼有很多的優(yōu)點(diǎn)。

　　在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào); 曼徹斯特編碼從高到低的跳變是0 從低到高的跳變是1。還有一種是差分曼徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時(shí)鐘定時(shí)，而用每位開(kāi)始時(shí)有無(wú)跳變表示0 或1 ，有跳變?yōu)? ，無(wú)跳變?yōu)? 。

　　兩種曼徹斯特編碼是將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)包含在數(shù)據(jù)流中，在傳輸代碼信息的同時(shí)，也將時(shí)鐘同步信號(hào)一起傳輸?shù)綄?duì)方，每位編碼中有一跳變, 不存在直流分量, 因此具有自同步能力和良好的抗干擾性能。但每一個(gè)碼元都被調(diào)成兩個(gè)電平,所以數(shù)據(jù)傳輸速率只有調(diào)制速率的1 /2。

　　3、過(guò)采樣技術(shù)原理

　　采樣頻率超出信號(hào)帶寬的兩倍, 用數(shù)字濾波器替換性能不好的模擬抗混疊濾波器, 這個(gè)過(guò)程稱為過(guò)采樣。AD 轉(zhuǎn)換的過(guò)采樣技術(shù)一般分三步: ( 1) 高速(相對(duì)于輸入信號(hào)頻譜)采樣模擬信號(hào); ( 2) 數(shù)字低通濾波; ( 3) 抽取數(shù)字序列。

　　采用這項(xiàng)技術(shù), 既保留了輸入信號(hào)的較完整信息, 降低了對(duì)輸入信號(hào)頻譜的要求, 又可以提高采樣子系統(tǒng)的精度。