基于蓝牙通信的移动抄表终端的设计

　　RS485通信为差分信号传输，为消除在通信电缆中信号反射在通信过程中，在RS485通信终端加偏置电阻R36的方法减弱反射信号对通信的影响，R36的具体阻值需要根据实际线路进行调试确认。

1.5 红外模块

　　图7是红外模块的通信电路。移动抄表终端的红外模块电源通过P沟道MOS管Q4实现控制。红外接收器U6是AT138RV3，它的工作电压是+5V，而单片机是+3V系统，故采用R31、R32分压方式实现单片机数据接收采样，R31=30k，R32=58k。红外发射器HL5采用AT205B，抄表要求红外通信距离大于5米，需要提高红外发射功率保证通信距离，设计上三极管Q8工作在饱和状态，Q8为NPN管2N8050。经实际调试，三极管Q8基极电流为3mA，R20=1k;红外发射电流为70mA左右，R30=50Ω。

1.6 高频RFID模块

　　移动抄表终端选用了NXP公司的MF RC522进行高频RFID(13.56MHz)的电路设计。芯片具有功耗低、尺寸小、成本低的优点，支持ISO/IEC 14443A通信协议，可以通过SPI、I²C和串行UART方式实现与主控芯片的通信。电路设计中采用了通信速率更快的SPI方式。高频RFID的具体硬件电路图如图8所示。

　　在天线的匹配中为保证产生一个尽可能强的电磁场，天线的输出能量必须保证足够的通带范围来传送调制后的信号。L1=L2=1μH，C7=C9=56pF，C6=C11=47pF，其组成的LC谐振电路对由包络信号调制的13.56MHz的载波能量进行滤波。C3、C12、C5、C10、R5、R6组成了阻抗匹配电路，电阻电容值跟天线线圈设计有关。C1、C13、R1、R2组成了信号接收电路，其工作原理是利用了卡的响应信号在副载波的双边带上都具有调制这一功能进行的。信号接收使用了RC522内部产生的VMID电势作为Rx管脚的输入电势。为了稳定VMID输出，需在VMI和GND之间连接一只电容C13。接收电路需在RX和VMID之间接一分压电路。C13 =0.1μF，C1=0.1μF，R1=820Ω，R2=5.1k。关于MFRC522的具体硬件电路设计及天线匹配设计见相关资料^[15-16]。

　　在实际测试中，高频RFID模块能与电子封印实现3cm的距离通讯(有效距离与电子封印功耗、电子封印天线大小、工作环境相关)。

1.7 超高频RFID模块

　　JT2860是一款由深圳捷通科技有限公司推出的超高频RFID(902~928MHz)读写模块，具有低功率输出、体积小、贴片式模块的特点，其最大输出功率为24dBm，最大电流为200mA，功耗1.5W。模块采用了40mm*40mm大小、3dBi的陶瓷天线，通信距离可达到0.8m~1.2m。支持ISO18000-6C(EPC G2)协议，对外提供了UART通信接口，默认通信速率为9600bps。

　　图9为超高频模块通信电路，模块工作电压为+5V，电源通过P沟道MOS管Q1实现控制。C19=0.1μF，C47=10μF，用来滤波和增强输出电压的电容。指示灯HL6在模块读卡时会闪烁点亮。模块提供的UART接口电平为3V信号，与主控芯片STM32F103R8可以直接进行通信。

　　在实际测试中，超高频模块RFID读取电子标签的距离达到100cm，写入距离达到15cm(有效距离与天线、电子标签及工作环境相关)。