基于NFC的信息无线装订系统的设计与实现

摘要

信息的无线传输在众多领域应用广泛，比如火炮发射前的诸元装订，为了能够命中目标，需要将各种数据参数装订到武器上。传统的诸元装订方式为有线装订，装订时需要插拔线缆会影响装订时间。为了提高装订速度，满足批量装订、快速发射的要求，无线装订的方式则能大大的提高效率。将有效信息输入手持设备进行整合解算，持手持设备贴近读卡器从而将信息装载进去，即简单又高效，本文就是设计与实现出这样一个信息无线装订的系统。
　　实现信息的无线传输有多种技术和方法，本文介绍的是近距离无线通讯技术(NFC技术)的一种应用。NFC技术由RFID（Radio Frequency Identification）即射频识别技术发展演变而来，不但兼容同频率下的RFID芯片，而且功能上与之相比也更加强大。RFID/NFC系统中最主要的就是读写器和标签。本文的读写器主控芯片为 STM32F103VE， RFID/NFC读写芯片为 CR95HF，可支持包括ISO15693等的多种协议；标签则采用无线存储芯片 M24LR64嵌入在手持设备中。本文手持设备当做信息源，可以将其作为能够随时更换信息的卡片。手持设备也以STM32F103VE微处理器为核心，连接M24LR64芯片，该芯片工作在13.56MHz频率，其标签的存储容量达到8K字节，该芯片为双接口芯片，单片机STM32通过I2C总线将数据存入芯片中，读卡器通过CR95HF进行无线通信将信息从M24LR64中读取出来，从而实现信息的无线装订。
　　本文详细介绍了基于单片机 STM32F103VE、RFID/NFC读写芯片 CR95HF以及支持ISO15963协议的电子标签M24LR64的NFC信息无线装订系统的设计与实现。该系统由两部分组成，分别是手持设备和读卡设备，其中详细的介绍了手持设备中标签的连接电路和数据存储程序，读卡设备中 RFID/NFC读写芯片CR95HF的连接电路和无线通信驱动，同时本文设计了良好的人机交互界面，能够将通信结果清晰的展现出来。值得一提的是我们还编写了 RFID/NFC读写芯片CR95HF对NFC Forum Type4A标签的驱动程序，扩展了RFID/NFC的通信功能。实验证明，本文设计的信息无线装订系统能稳定地进行无线数据通信，可以完成相应读写操作，具有低功耗、容量大、读写稳定性好的特点。

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第1章 绪 论

1.1课题来源

1.2研究背景及意义

1.3相关领域国内外研究现状

1.4本文主要研究内容

第2章 RFID/NFC系统工作原理介绍和系统方案选择

2.1 RFID系统介绍

2.2 NFC技术介绍

2.2近场通信原理

2.3 ISO15693协议简介

2.4系统方案选择

2.5本章小结

第3章 信息无线装订系统硬件设计

3.1 硬件系统主要结构设计

3.2 手持设备主要电路

3.3 读卡设备主要电路

3.4本章小结

第4章 信息无线装订系统软件设计

4.1 软件系统结构设计

4.2 手持设备驱动程序

4.3 读卡设备驱动程序

4.4 本章小结

第5章 信息无线装订系统测试

5.1 系统硬件测试

5.2 系统软件调试

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献