基于射频识别技术智能计件下位机系统.doc

目录 目录 I 摘要 ABSTRACT 2 第1章 绪论 3 1.1 RFID发展与应用 3 1.2 射频技术与计件系统的结合 4 1.3 本系统研究的内容及结构安排 4 第2章 系统总体方案设计 5 2.1 系统设计原理与方案 5 2.1.1 硬件部分 6 2.1.2 软件部分 6 2.2 系统框图 6 第3章 系统硬件电路设计 8 3.1读卡器设计 8 3.1.1 非接触式智能卡的原理 8 3.1.2 读卡芯片MFRC500特性 9 3.1.3 MFRC500引脚定义 9 3.1.4 管脚描述 10 3.2 Mifare S50卡 12 3.2.1 特性 12 3.2.2 功能说明 13 3.2.3 存储器组织 14 3.3 天线的研究与设计 16 3.3.1数据（能量）传输 17 3.3.2 EMC滤波和接收电路 17 3.3.3 直接匹配天线电路设计 18 3.3.4 品质因数 19 3.4 时钟芯片设计 20 3.5 LCD显示器设计 21 3.6 存储器设计 22 3.7 看门狗复位电路设计 23 3.8 并行通信电路设计 24 3.9 传感器（信号采集块）设计 25 3.10 串口通信（与PC通信）电路设计 26 3.10.1　RS232标准简介 26 3.10.2　RS485通信设计 26 3.11 局域网络设计 27 第4章 系统软件驱动程序设计 29 4.1 模块软件设计 29 4.1.1 读卡模块程序设计 29 4.1.2 计数模块程序设计 30 4.2 掉电存储程序思路设计 31 4.3 计件中断程序设计 31 4.4主从并行通信接口的实现 32 4.5 两种并行接口方式的分析比较 33 第5章 系统的调试与优化 34 5.1 系统调试 34 5.1.1 模块调试 34 5.1.2 调试心得 36 5.2 软件优化 36 第6章 结论与展望 38 6.1 结论 38 6.2 展望 38 参考文献 40 附录 41 附录1：电路图（见插图） 41 附录：系统实物图 41 附录：部分源程序代码 42 （1）并口数据处理发送程序 42 （2）寻卡程序 42 （3）并口数据接收程序 43 （4）IIC读数据程序 43 附录5：MFRC500部分指令代码 44摘要 第1章 绪论 1.1 RFID发展与应用 RFID[1]是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术是自动识别技术中典型的一种，通过无线射频方式进行非接触双向无线通信，对被识别物体的身份加以识别，同时在身份确认之后，还可以进行数据交换。应用始于二战时期友军飞机的识别随着计算机信息技术和超大规模集成电路技术的成熟与发展，射频识别技术在各领域得到了快速的发展作为本世纪十大重要技术之一的RFIDIdentification）技术，已经在国内外逐渐得到应用，RFID的发展潜力是巨大的，它的前景非常诱人，将是一个新的、快速的经济增长点，RFID应用于国防在美国国防部发布的使用射频标签的政策文件中，自2005年1月1日起配发的服装、独立设备和工具、武器系统维修部件和元件等部分军用品必须在包装件、托盘上使用军队UID识别码、UHF860MHz至960MHz频段、最小读取范围3米的无源标签。 RFID应用于身份识别据统计，1.2 射频技术与计件系统的结合 随着现代社会生产的规模化，传统人工统计产品数量的方法难以做到及时、准确；而且 图2－2　基于射频的智能系统功能框图 第3章 系统硬件电路设计 该章节内容的设计是整个系统的硬件结构支持。良好的硬件电路的设计可使系统发挥优异的性能，具有良好的稳定性，降低模块之间的电磁干扰，延长系统使用寿命，提高安全性等。本系统硬件电路采用模块化设计思想，主要包含以下模块：读卡器模块、Mifare S50模块、天线模块、时钟芯片模块、LCD显示器模块、存储器模块、看门狗复位电路、通信电路、传感器（信号采集块）模块、局域网络设计模块等十大模块。 3.1读卡器设计 智能卡（Smart Card）[9]，又叫射频卡，其类型方面，国际上有多种标准，每个标准都偏向于不同应用场合。目前国际化组织根据接口设备与智能卡读卡距离的远近而定义了三种不同的标准，不同卡片耦合类型对应不同的读写距离，三种标准分别如表3－1所示。 表3－1非接触工智能卡国际标准 非接触式IC标准名称 卡片耦合类型 读写操作距离 ISO/IEC 10536 密耦合 0～10mm ISO/IEC 14443A 近耦合 0～100mm ISO/IEC 15693 疏耦合 0～1000mm 3.1.1 非接触式智能卡的原理 电磁场与电磁波是非接触智能卡工作的理论基础，运用L－C振荡回路工作，如图3－1所示，图中的Reader通过天线线