大型设备管理系统阅读器和射频卡设计

摘要

RFID射频识别技术从20世纪90年代开始在世界范围内得到广泛应用。目前，RFID的应用已经涉及到多种行业，成为信息社会建设的一项基本技术。RFID技术的典型应用包括：仓库货物管理、生产线自动化、动物标签、药品生产、高速公路收费以及停车收费等。中国是将来世界上最大的RFID应用市场，但是中国的RFID产业正处于起步阶段，RFID还有很多待开发的应用领域。
　　 本文根据大型设备在运输和存放过程中不便管理的实际问题，采用了基于RFID技术的非接触式信息读取的管理方法。大型设备管理系统包括射频标签和阅读器两部分。本文的主要研究内容如下：
　　 1.射频卡设计。射频卡采用MSP430低功耗单片机作为微控制器，由纽扣电池供电。微控制器对射频芯片进行配置，微控制器与射频芯片间采用模拟SPI模式通信。利用微控制器内部定时器来控制射频芯片的工作时间，达到节能的效果，从而延长射频卡电池的使用寿命。
　　 2.阅读器设计。阅读器采用串口与上位机通信，单片机收到上位机发送来的命令，并且根据命令来控制射频芯片完成寻找射频卡、读取射频卡数据、向射频卡写入数据和修改射频卡ID号码等功能。阅读器的微控制器与射频芯片间的通信采用SPI接口，射频芯片的配置和控制工作由阅读器自身的微控制器来完成。由于一个阅读器需要管理很多射频卡，这就需要一个有效的解决射频卡之间的数据碰撞问题的方法。本设计采用了阅读器调频寻卡的方法，将射频卡设置在不同的频段内，减少射频卡的碰撞几率。
　　 本系统的研制，有效地避免了大型设备在转移和存储过程中人工管理造成的失误，电子信息不易丢失，有效避免手工记录丢失带来的经济损失。另外，本系统的非接触式信息读取方式，大大的提高了信息采集的效率和准确性。因此研究本设计具有一定得实际应用价值。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题相关领域发展现状

1.2.1 嵌入式系统发展现状

1.2.2 RFID技术发展及现状

1.3 本课题主要研究内容

第2章 射频识别技术

2.1 RFID物理学基础

2.2 RFID各工作频率特点

2.3 RFID系统选择标准

2.4 本章小结

第3章 阅读器和射频卡整体设计

3.1 设计要求

3.2 系统功能简介

3.3 系统整体设计方案

3.4 本章小结

第4章 阅读器和射频卡硬件设计

4.1 射频卡硬件电路设计

4.1.1 射频卡芯片选型

4.1.2 射频卡硬件电路设计电路设计

4.2 阅读器电路设计

4.3 串口转USB接口电路设计

4.4 功率放大器设计

4.5 本章小结

第5章 阅读器和射频卡软件设计

5.1 射频卡固件程序设计

5.2 阅读器固件程序设计

5.3 射频卡数据碰撞解决办法

5.4 本章小结

第6章 系统调试

6.1 硬件系统功能测试

6.1.1 单片机通信功能调试

6.1.2 无线射频通信功能调试

6.2 射频卡通信距离测试

6.3 射频卡功耗测试

6.4 单频道射频卡容量测试

6.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢