射频识别高频综合

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1、 课程设计报告课程名称：射频识别原理与应用题 目： 高频综合专 业 信息工程系 班 级 物联网 学 号 _ 姓 名 成 绩 _ 指导教师 2015 年 1 月 5 日至 2015 年 1 月 9 日1、设计实验目的设计实验目的1、学习和掌握高频 RFID 电子标签的数据读写原理。2、体会 RFID 的应用实例二、二、设计实验内容设计实验内容将电子标签放入 RFID 模块的识别范围内，RFID 模块读取电子标签的卡号和余额后在 LCD 上显示。同时也可以利用按键进行电子标签的余额的“消费”和“充值”。3、使用仪器使用仪器电脑一台、WSN 通用底板、RF2530 模块、RFID 模块、电子标签、z

2、igbee 多 功能仿真器(带 10pin 的 JTAG 下载线)、A 转 Mini USB 线。4、设计实验原理设计实验原理射频识别技术（RFID）是一种新型自动识别技术，具有可靠性高、保密性强、 方便快捷的特点，它利用无线射频方式，通过电磁感应、无线电波或微波能量， 在读写基站和应答目标之间进行非接触双向通信，以达到目标识别和数据交换 的目的，这项技术简称为“电子标签”。射频识别系统通常由电子标签（射频 标签）和阅读器组成，电子标签内存有一定格式的电子数据，常以此作为待识 别目标的标示性信息。应用中将电子标签附在待识别目标上，作为待识别目标 的电子标记，阅读器与电子标签可按约定的通信协议互

3、传信息，RFID 标签主 要分为无源标签和有源标签两类（或是称为主动和被动）。最常见的是被动标 签（无源标签），当阅读器遇见 RFID 标签时，发出电磁波，周围形成电磁场， 标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，然后发 送给解读器，解 读器把它转换成相关数据。在 SPI 通信中 RC522 用作从机。SPI 时钟由主机产生。数据通过 MOSI 线从 主机传输到从机；数据通过 MISO 线从 RC522 发回主机。MOSI 和 MISO 传输每 个字节时都是高位在前。MOSI 上的数据在时钟上升沿保持不变，在时钟的下降 沿改变。MISO 也与之类似，在时钟下降沿，MISO

4、 上的数据由 RC522 来提供， 在时钟的上升沿数据保持不变。使用下面的结构可将数据通过兼容 SPI 的接口写入。这样对应一个地址可以 写入多达 n 个数据字节。发送的第一个字节定义了模式本身和地址。 字节 0字节 0字节 0.字节 0字节 0MOSI地址数据 0数据 1.n-1nMISOXXX.XX 注：先发送最高位（MSB）5、注意事项注意事项1、实验前，请正确安装 RF2530 模块和 RFID 模块，注意其丝印方向应与底 板丝印方向一致，严禁反接；2、实验过程中，严禁带电插拨器件，防止损坏电路；3、实验过程中，严禁用手触摸裸露的器件特别是芯片，防止造成短路或损坏 芯片；4、所有模块出

5、厂前均已调试完毕，除非有特别说明，否则不建议自行对电路 中可调部分进行调节。6、设计实验步骤设计实验步骤1、将一个 RF2530 模块和 RFID 模块插入到 WSN 通用底板的相应位置。2、将 zigbee 多功能仿真器的一端通过 10 pin 下载线接到 WSN 通用底板的 JTAG 接口上， 另一端通过 USB 线接到 PC 机上，并正确下载相应的实验例程(实验例 程hex 格式 实验代码感知层实验RFID 应用实验RFID 应用.HEX)。3、通过 USB 外接电源(或锂电池 BT)给 WSN 通用底板供电并将电源开关拨至 USB 供电(或 锂电池 BT 供电)的位置，程序自动运行，L

6、CD 显示“欢迎光临”；将 RFID 电子标签放 在 RFID 模块上方，如果首次使用的是未注册卡，则只显示卡号， “余额”后面没有数字，按 SW3 键“注册”，如果成功，会发出急促的蜂鸣声， LCD 显示“注册成功”字样；接着根据 SW1、SW2、SW4、SW5 按键不同的功能进 行应用操作。进入消费界面，按下 SW1 即可，SW2 设置消费金额加 10，SW3 设 置消费金额减 10，按下 SW5 设置成功；进入充值界面，按下 SW2 即可，SW2 设置充值金额加 10，SW3 设置充值金额减 10，按下 SW5 设置成功；SW4 读取 卡号信息，包括余额和卡号。注意：RFID 电子标签重

7、新放在感应区时，需要等待 2s 左右，即会显示卡号和余额 数值。 4、实验完毕，关闭电源，各模块放回原位七、设计实验程序流程图七、设计实验程序流程图8、各模块功能说明各模块功能说明（1）射频卡电路射频卡电路（2）读卡器芯片（读卡器芯片（MFRC522）介绍）介绍MF RC522 是应用于 13.56MHz 非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员。是 NXP 公司针对“三表”应用推出的一款低 电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备 研发的较好选择。MF RC522 利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在 13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协

8、议。支持 ISO14443A 的多 层应用。其内部发送器部分可驱动读写器天线与 ISO 14443A/MIFARE卡和应答 机的通信，无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电 路，用于处理 ISO14443A 兼容的应答器信号。数字部分处理 ISO14443A 帧和错 误检测（奇偶CRC）。此外，它还支持快速 CRYPTO1 加密算法，用于验证 MIFARE 系列产品。MFRC522 支持 MIFARE更高速的非接触式通信，双向数据传 输速率高达 424kbit/s。作为 13.56MHz 高集成度读写卡系列芯片家族的新成 员，MF RC522 与 MF RC500 和 MF

9、 RC530 有不少相似之处，同时也具备诸多特 点和差异。它与主机间的通信采用连线较少的串行通信，且可根据不同的用户 需求，选取 SPI、I2C 或串行 UART(类似 RS232)模式之一，有利于减少连线， 缩小 PCB 板体积，降低成本。9、总结总结（1）通过学习，了解到了 RFID 在通信领域和物流领域的应用意义，同时也认识到学习 RFID 技术能为我们以后在通信行业的发展打下一定的基础； （2）通过课程设计对高频电子线路和通信原理等专业知识进行了复习和巩固，从而对能量和信息的传递过程有了更清晰的认识； （3）在调试之前应理清思路，对实验系统的工作原理和过程有一个全面准确的地把握，了解每

10、一个工作部件的正常工作情况，这样才能有条不紊地进行调试；在课设过程中遇到盲点时，应虚心地向老师同学请教，这样可以提高知识点掌握的速率。团队合作在程序设计过程中同样重要，有时候由于自身思维模式的限制难以找到实验电路中的错误和不足，相互检查可以提高找到错误和缺陷准确率。因此，无论是生活还是学习，团队精神都是十分必要的。1010参考文献参考文献1 周晓光.王晓华.射频识别（RFID）技术原理与应用实例M.北京：人民邮 电出版社.2006 2 赵军辉.射频识别技术与应用M.北京：机械工业出版社，2008. 3 游战清.李苏剑.无线射频识别技术（RFID）理论与应用M.北京：电子工 业出版社，2004.

11、 4 邱李华，曹青，郭志强.Visual Basic 程序设计教程M.2 版.北京：机械 工业出版社.2007. 5 教育部考试中心.全国计算机等级考试二级教程Visual Basic 语言程 序设计（2008 年版）M.北京：高等教育处出版社.2008. 11、附录附录 源程序源程序#include “ioCC2530.h“ #include “hal_mcu.h“#define SCL P1_0 /IIC 时钟线#define SDA P1_1 /IIC 数据线#define ON 0x01 /LED 状态#define OFF 0x00/定义 IO 方向控制函数#define IO_DI

12、R_PORT_PIN(port, pin, dir) do if (dir = IO_OUT) P#port#DIR |= (0x01 0) *s+ = RcvByte();if(no 1) Ack_I2c(0); /*发送就答位*/ else Ack_I2c(1); /*发送非应位*/no-;Stop_I2c(); /*结束总线*/ return(1);/* 函数名称：ctrPCA9554LED* 功能描述：通过 IIC 总线控制 PCA9554 的输出，进而控制相应的 LED。* * 参 数：LED - 所控制的 LED* operation - 开或关操作* 返 回 值：无* * 注 意

13、：PCA9554 的地址为：0x40*/ void ctrPCA9554LED(uint8 led,uint8 operation)uint8 output = 0x00;uint8 *data = 0;if(ISendStr(0x40,0x03,elseoutput = PCA9554ledstate | 0x04;break; case 1: /LED2 控制if (operation)output = PCA9554ledstate elseoutput = PCA9554ledstate | 0x02;break;case 2: /LED3 控制if (operation)output

14、 = PCA9554ledstate elseoutput = PCA9554ledstate | 0x01;break;case 3: /LED4 控制if (operation)output = PCA9554ledstate elseoutput = PCA9554ledstate | 0x08;break;case 4: /LED5 控制if (operation)output = PCA9554ledstate elseoutput = PCA9554ledstate | 0x20;break;case 5: /LED6 控制if (operation)output = PCA9554ledstate elseoutput = PCA9554ledstate | 0x10;break;default:break;if(ISendStr(0x40,0x01,/* 函数