基于Windows CE的RFID读卡器系统设计与实现

摘要

射频识别(RFID)系统是高效的信息识别、采集系统。它具有非接触识读，可同时识读多个目标，可识别高速运动物体，抗恶劣环境、保密性强等独特的优点，近年来，RFID技术不断应用到新的实际系统中，推动了新的理论和应用领域的发展。近几年来随着半导体以及微电子技术的发展，以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统得到了快速地发展。基于嵌入式系统的RFID技术开发，已经成为RFID技术发展的必然趋势。而目前国内市场上的RFID系统多基于8位、16位单片机，很少采用嵌入式操作系统，功能单一。随着系统复杂性的增加和应用范围的扩大，没有操作系统的RFID系统的缺点日益暴露。针对此种情形，本文基于32位ARM结构微处理器，引入功能强大的嵌入式实时操作系统，设计了一款可视化好，多接口、多协议支持，模块化、易扩展的RFID读卡器系统。为开发多功能、手持式RFID读卡设备提供了很好的借鉴，对RFID技术的推广应用，具备一定的现实意义。另外，针对实际应用中RFID读卡器一次性读取多张卡片时存在的冲突问题，本文利用多协议支持、高集成的13.56Mhz RFID模拟前端芯片TRF7960针对ISO15693、ISO14443 RFID协议分别采用16时隙防冲突算法以及动态二进制检索树算法，实现了一次性多卡识别，这也是本文的一大创新点。 本文所设计的RFID读卡器系统，采用三星S3C2410A微控制器和WinCE 5.0操作系统。能够正确有效地识别符合ISO15693、ISO14443 Type A/B协议标准的电子标签，并将读取结果通过设备串口发送到监控终端。能够实现一次性多卡识别。能够对电子标签进行数据读写，读写距离达10厘米以上。完全达到了高可靠性、低功耗、小型化的开发目标。文章阐述了本课题的研究目的、意义和国内外研究的现状；然后对RFID技术以及嵌入式系统进行论述，从而为后续的研究奠定理论基础；接着深入探讨了整个开发平台的构建，其中包括硬件的搭建以及操作系统的移植、驱动程序的开发，对RFID读卡器系统的主要功能与实现方法进行了重点分析，并简要介绍了RFID读卡器系统的软硬件测试方法和过程，最后对课题所作工作进行了总结和展望。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略表

声明

第1章绪论

1.1研究背景及课题来源

1.2国内外研究历史与现状

1.3课题研究的目的及意义

1.4本文主要研究内容

第2章RFID读卡器的相关技术分析

2.1 RFID技术

2.1.1 RFID系统的组成

2.1.2 RFID技术的原理

2.1.3 RFID系统的分类

2.1.4 IS015693和IS014443协议

2.2微处理器及嵌入式操作系统

2.2.1微处理器

2.2.2嵌入式操作系统

第3章基于S3C2410A的RFID读卡器系统构建

3.1 RFID读卡器系统的设计目标

3.2 RFID读卡器系统硬件选择

3.2.1微处理器芯片S3C2410A

3.2.2射频模拟前端芯片TRF7960

3.3 RFID读卡器系统硬件电路设计

3.3.1触摸屏电路

3.3.2 TRF7960电路

3.3.3阻抗匹配电路

3.3.4其他相关电路

第4章WinCE操作系统平台的构建

4.1 WinCE操作系统平台

4.1.1 WinCE的特点

4.1.2 WinCE的体系结构

4.2 WinCE操作系统BSP的移植

4.2.1 BootLoader开发

4.2.2 OAL移植

第5章RFID读卡器模块的实现

5.1串口驱动

5.2 LCD驱动

5.2.1 WinCE 5.0 LCD驱动程序结构

5.2.2.ICD驱动程序移植

5.3触摸屏驱动

5.4 WinCE 5.0下RFID驱动开发

5.4.1主要配置文件的编写

5.4.2主要接口函数的实现

5.4.3 RFID系统测试程序编写

5.4.4测试RFID驱动程序

第6章 TRF7960的通信方式与防冲突机制

6.1 S3C2410A与TRF7960通信方式

6.2数据与命令

6.2.1数据接收与发送

6.2.2协议命令的实现

6.3防冲突的实现

6.3.1 ISO15693协议防冲突的实现

6.3.2 ISO14443Type A/B协议防冲突的实现

第7章测试

7.1嵌入式系统测试概要

7.2测试流程和方法

7.2.1测试流程

7.2.2测试方法

7.3测试小结

第8章总结和展望

8.1工作成果

8.2有待进一步完善的工作

参考文献

致谢

附录