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1、基于单片机控制的射频ID卡考勤机的设计系 （部）：信息科学与技术系专 业 班：电子信息工程0602班姓 名：袁 园学 号：20061186065指导教师：陈 青 2010年5月45基于单片机控制的射频ID卡考勤机的设计Design of Radio Frequency ID Cards Attendance Based on Single-chip摘 要射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频识别是非接触式的自动识别，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。射频识
2、别技术中，标签与读写器通过无线射频信号交换信息。与条形码技术相比，射频识别技术可以节省更多的时间和人力、物力，降低生产成本，提高工作效率。由于RFID标签具有非接触识别、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象等突出特点，射频标签已被广泛应用于工业、商业、交通运输、物流、物品管理系统、畜禽检疫管理等众多领域。一般而言射频识别使用的通信协议为Wiegand协议（韦根协议）该协议内容并不复杂，应用广泛。另外，对于数据量较大的系统，涉及到数据存储问题，必须将数据存储区与数据处理区分开，这样有利于系统的模块化以及后续的维护。本设计以一个RFID集成模块为例，由单片机AT89C5
3、2控制器完成了公司的门禁系统并把人员考勤信息记录在片外数据存储区中以及通过液晶显示查询结果。本设计详细分析了基于单片机控制的RFID考勤机的方案和原理，分块给出了系统的硬件设计及软件编程思路。同时本设计可与上位机的数据库连接，具有实用价值。关键词：单片机AT89C52 射频识别 韦根协议 数据存储 液晶显示AbstractRadio frequency identification technology is usage of a radio frequency signal through space coupling (alternating magnetic field or elect
4、romagnetic field) to achieve non-contact transmission of information and through the message to identify the purpose. RFID is non-contact automatic identification, it gets target and relevant data through the radio frequency signal automatically, identifies without human intervention, can work in a
5、variety of harsh environments. In RFID technology, labels and readers exchange the information through radio frequency signals. Compared with bar code technology, RFID technology can save more time and manpower and material resources, reduce production costs, improve efficiency. As the RFID tag has
6、a non-contact identification, it can identify high-speed objects, anti-poor environment, confidentiality, identify multiple targets simultaneously, such salient features making it widely used in industry, commerce, transportation, logistics, materials management systems, livestock quarantine managem
7、ent and many other fields. Generally speaking, Wiegand protocol is used as communication protocol which is not complicated and widely used. In addition, large data system is related to data storage problems. It must separate data storage areas from data processing areas, which is beneficial to the s
8、ystems modular and subsequent maintenance. Regarding an RFID integrated module as sample, the design, controlled by single-chipAT89C52, complete the companys attendance system and record the personnel attendance information in the data storage area as well as carry out on liquid crystal display (LCD
9、). It gives the detailed analysis of programs and principles of the RFID Attendance based on single-chip, and the hardware design and software programming ideas. At the same time, the design which can connect with PC database has practical value.Key words: single-chipAT89C52RFIDWiegand protocoldata
10、storageLCD目 录摘要IAbstractII绪论11整体方案设计21.1系统总体基本构成21.1.1系统实现方法21.1.2系统结构21.2系统工作原理32硬件电路设计42.1系统硬件主要构成42.1.1单片机AT89C5242.1.2稳压芯片L780562.1.3射频识别集成模块RF01D62.1.4片外数据存储器AT24C1682.1.5点阵液晶屏TS1286492.2系统硬件电路模块102.2.1MCU小系统102.2.2电源模块122.2.3射频识别模块122.2.4预警模块132.2.5数据存储模块132.2.6开关控制模块132.2.7液晶显示模块143软件设计153.1主
11、程序流程图153.2各个模块的设计163.2.1显示模块163.2.2时钟模块183.2.3射频识别模块203.2.4数据存储模块223.2.5开关控制模块254系统安装与调试264.1系统硬件的安装264.2系统硬件的调试264.3系统软件的调试274.3.1显示模块的调试274.3.2时钟模块的调试274.3.3射频识别模块的调试284.3.4数据存储模块的调试284.3.5开关控制模块的调试28结论29致谢30参考文献31附录1系统原理图32附录2硬件实物图33附录3系统软件总程序34绪论单片机正以低廉的成本、强大的功能、较高的可靠性广泛应用于家电设备、仪器仪表、工业控制及城市建设各个领
12、域中。纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机1,3。随着技术进步，无线通讯和无线网络也迅速在我们日常生活中的各个方面扩展。而近年来，RFID无线射频识别技术的研究与应用也正飞速发展。射频识别技术具有很多优势：通过射频信号自动识别目标对象，无需可见光源；具有穿透性，可以透过外部材料直接读取数据，保护外部包装，节省开箱时间；射频产品可以在恶劣环境下工作，对环境要求低；读取距离远，无需与目标接触就可以得到数据；支持写入数据，无需重新
13、制作新的标签；使用防冲突技术，能够同时处理多个射频标签，适用于批量识别场合；可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位，提供位置信息。由于RFID芯片的小型化和高性能芯片的实用化，射频识别标签不仅帮助不同领域的管理者追踪物品的位置和搬运情况，还可以实时报告标签上附带的其他信息，比如温度和压力等。射频标签是通过连接到数据网络上的读写器来提供此类信息的，迄今为止射频识别标签主要作为条码的延伸而应用于工厂自动化或者库存管理等领域。但最终说来，尺寸更小的射频识别标签将应用于更先进的领域内17,18。本课题的核心在于射频识别，同时也包括数据存储和显示，通过对射频信号的编码和识别记录相关信息并进行数据存储
14、和输出显示，这使我们能够进一步掌握射频识别的原理和设计方法，对其有深入的了解和认识。并且通过实践，我们对所学过的理论知识有了更深刻的理解。另外，设计该课题使我掌握了51单片机的软硬件开发工具的使用方法，为今后从事相关行业的工作积累了经验。目前我国的信息行业发展迅速，无线通信更是在发展的前沿，但同时应该清楚的认识到我国的信息技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此本课题不论是对自己的就业还是对我国射频识别技术的发展都有非常现实与积极的意义。1整体方案设计1.1系统总体基本构成本系统以单片机AT89C52为控制核心，由电源模块、射频识别模块、预警模块、数据存储模块、开关控制模块和LCD
15、液晶显示模块组成，它们共同完成射频信号识别，信息读取、记录、查询，报警以及显示输出的任务。其中电源模块用于稳压；射频识别模块由RF01D与单片机相连接，射频信号通过触发外部中断与单片机进行通信；预警模块由蜂鸣器和LED灯构成，用于区分本地卡与对外来卡，并对外来卡进行报警；数据存储模块是由AT24C16芯片构成，进行刷卡信息的记录和存储；开关控制模块由4个按键组成，控制刷卡和时间调整；显示模块由TS12864液晶构成，用来进行刷卡信息的显示5,7。1.1.1系统实现方法电源模块以稳压芯片为核心，稳定电压的输出；射频识别模块由天线接收和射频信号解码电路集成用以采集拾取ID卡信息并编码输出；预警模块是在单片机控制下进行本地卡和外来卡的区分和报警；数据存储模块可实现对刷卡信息的记录和存储；开关控制模块主要是用来控制卡片信息的显示、查询和时间的调整；LCD液晶显示模块可根据单片机的控制显示刷卡的不同信息。1.1.2系统结构MCU小系统射频识别模块开关控制模块电源模块液晶显示模块数据存储模块图1-1 系统框图我所设计的电路基本
