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电子防盗标签检测系统Q值稳定性分析 李佳骏 杨成忠 杨志凯 黄 林 杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州310018 摘要：该文针对电子防盗标签检测系统测定Q值出现不稳定的问题，提出了系统改进方案。首先 从系统软、硬件角度提出影响系统Q值的3种因素。然后通过实验，发现滤波是影响Q值最大的 因素，最后通过matlab仿真给出了滤波前后的对比，说明了利用滤波来改进系统的可行性。 关键词：标签检测系统；滤波算法；仿真；系统改进 TP274 A 第4期 李佳骏等：电子防盗标签检测系统Q值稳定性分析 149 当发生谐振时，LC回路就具有选频特性。除中一1、5,频率之外，还有—个体现电路选频特性的好坏程度的重 要参数，那就是品质因素Q值，由电路分析可知，Q值越大，曲线越尖锐，选频特性越好。Q值的定义为： Q=昔=击 (4) 由于L、R、C是电子标签的内部参数，无法具体测量，所以考虑间接的测量方式来计算Q值。对于 谐振曲线，总能找到上、下两个半功率点，据此，得到另一个Q值计算方法： Q=击=面f (5) 式中，f为LC串联回路谐振频率，f1和f2分别为上半功率点频率和下半功率点频率。本文所研究电 子防盗标签检测系统的理论基础和计算方法就是，首先在检测区域内设置某一频率范围内的稳定磁场， 当有标签通过时，标签中的电感就会与磁场发生耦合，当两者频率相同时就会产生谐振，并得到谐振频 率，根据谐振频率可得半功率点，最后根据式5求得Q值。 2 电子防盗标签检测系统Q值稳定性分析 由式5可知，f和△f直接影响Q值的稳定性，所以，研究Q值的稳定性可以通过分析f和△f的稳 定性来得到。首现，分析f的稳定性。选用中心频率为8．2MHz的标签，采集200个最大频率值，从采集 到的数据分析可得，f的变化范围基本维持在8．142—8．144之间，相对变化率很小，表现稳定，所以f对 Q值的影响很小。接下来分析△f的稳定性，通过采样lOO个采样点，△f的变化范围为o．075±0．005， 相对变化量为7．14％，Af的相对变化率还是比较大的，所以从以下3个方面来分析。观察什么因素对 △f影响较大，从而改进系统，使得系统能有较稳定的Q值。 不同放大倍数对稳定性的影响，对接收到的信号经 行了放大处理，从信号放大处理的阶段分析△f的变化， 观察不同的放大倍数是否对△f有较大影响。在这个环 节中，利用微调电阻对输出信号放大倍数经行调节，随 着信号放大倍数的增加，电压幅值在不断增大，但是通 过计算，△f的变化始终维持在o．08一o．09，相对变化 率较小。由此可得，信号放大倍数对△f的影响并不是 很大。所以，放大倍数的变化对Q值的影响并不是很 大，在检测系统中，只要保持一定的放大倍数即可。 标签和传感器相对位置对稳定性的影响，本文从标 签与传感器的相对位置的角度，观察不同的位置是否对 △f有较大影响。在这个环节，把标签分别放在离接收 线圈0mm、5mm、10mm、15mm的位置，检测对应位置的 图2 不同位置下△f的实验值 电压幅值，计算△f的值。通过实验，得到以下数据如图2所示： 滤波算法对系统稳定性的影响，最后，从软件的角度来分析，在程序中，对信号分别经行了滑动均值 滤波和尖峰脉冲滤波两种滤波方式。首现简单介绍两种滤波方式的原理。 滑动均值滤波的原理：首先通过扫频芯片产生1000个扫频点，并采集相应幅值，分别记为X(i)，接 下来，对采集到的数据做4点滑动均值滤波处理，其均值算法如下： x(i)=业盟幽号竽坐巫盟 对前后各32个采样点数据求均值，分别记为a，，a2 2±兰i兰2±：：：±兰i!兰2 。一兰!1 (7) 叫 32