基于RFID技术的变电站智能钥匙设计

摘要

射频识别(RFID)技术具有快速识别、使用时间久、可穿透性强、成本低、不易被复制等特点,因此被广泛应用于安防、交通、门禁等领域。针对目前变电站内解锁钥匙繁多,管理方式落后,容易遗失、安全性差、容易引起误操作事故等一系列问题,采用RFID技术设计了一把智能钥匙。沿用传统的旋转式开锁方式,实现了工作人员分级管理,刷卡或者密码登录,通过GSM短信息对钥匙进行远程操作和设置,保存追忆信息等一系列功能。
　　本文对目前变电站解锁钥匙管理不当的几种解决方法进行了比较,调研了识别式智能钥匙的研究现状,并提出了智能钥匙的设计目标及功能要求以及智能钥匙的整体设计方案;然后构建了以STM32F103为核心的硬件系统,分别从硬件选型、硬件的组成等多个方面详细阐述了硬件电路的设计。设计了射频识别电路及天线,实现了智能钥匙对锁具的准确识别;研究了移动通信网络的GSM短信息技术,实现了管理中心与智能钥匙的远程通信;设计了USB接口电路,实现了与监管中心的数据上传与下载功能;此外,还设计了外部数据存储电路及电源电路,实现了对操作记录的存储及USB电源管理功能。最后,分析了系统软件流程及架构,在IAR Embedded Workbench for ARM环境下进行了程序设计,实现了系统功能。
　　在上述工作的基础上,搭建了智能钥匙的试验系统,对系统性能进行了测试。通过试验和分析,本课题所设计智能钥匙能够对授权锁具准确开锁,性能达到了系统要求。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景、目的和意义

1.2国内外研究现状和发展动态

1.3 本文研究内容和组织结构

第二章 系统总体方案设计

2.1 主要技术指标

2.2 系统整体方案及功能

2.3 硬件选型

2.4 系统软件介绍

2.5 拟选用的关键技术

2.6 本章小结

第三章 系统硬件电路设计

3.1 微控制单元设计

3.2 射频读写模块设计

3.3 GSM移动数据通信电路

3.4 数据存储模块设计

3.5 USB接口通信电路设计

3.6 电源设计

3.7 开锁驱动电路设计

3.8 彩屏显示电路设计

3.9 本章小结

第四章 系统软件设计及实现

4.1 主程序设计

4.2 射频识别软件设计

4.3 权限模式设计

4.4 GSM软件设计

4.5 FLASH存储软件设计

4.6 USB数据通信程序设计

4.7 本章小结

第五章 实验结果分析与总结

5.1 可靠性测试

5.2 授权测试

5.3 USB通信功能测试

5.4 性能参数测试

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文工作总结

6.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢