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1、哈尔滨工程大学信息与通信工程学院基于单片机的手持式 RFID 读写器的设计姓名：宿腾野学号：2008081117专业：电子信息工程导师：陈立伟开题时间：2012 年 3 月 15 日评语：导师签名：哈尔滨工程大学本科生毕业设计（论文）开题报告哈尔滨工程大学本科生毕业设计（论文）开题报告姓 名宿腾野学 号2008081117报告日期3 月 15 日设 计（论 文）题 目基于单片机的手持式 RFID 读写器的设计指 导 教 师陈立伟设计（论文）起止时间2012 年 3 月 5 日至 6 月 9 日（共 14 周）1、本设计（论文）背景说明射频识别 RFID 技术是利用无线射频方式进行非接触式双向通
2、信，以达到识别目标和交换数据的目的，实现对各种对象在不同状态下的自动识别和管理的一种技术。RFID系统一般包含射频标签、读写器和应用管理系统组成。其中，射频标签具有扫描快、体积小、易封装，抗污染能力和耐久性，可重复使用，穿透性和无屏阅读，数据的记忆容量大，安全等特点。目前广泛应用于在身份识别和门禁管理、防伪、商业供应链、公共交通管理、物流管理、生产线的自动化及过程控制、动物的跟踪及管理、容器识别等领域。在门禁管理、生产线自动控制、封闭库房等领域中识别对象的位置相对固定或者所经路径相对确定，所使用的 RFID 系统一般可采用固定式读写设备，便于与计算机系统相连，并由计算机系统对识别对象进行管理。
3、但在许多场合，由于使用特殊、安装布线不便等原因，读写设备难于计算机系统相连接使用，特别是被识别的目标是位置不固定路径不确定，需要在一定范围内移动读写设备，如身份识别应用中 RFID 电子标签式的身份证随持证人而流动，车辆识别管理应用中 RFID 电子标签随车辆运行或停放而流动，防伪检查应用中商品销售渠道而流动、动物跟踪应用中因动物的迁移而流动等，在这些应用场合中射频标签随被识别目标的流动而不断改变位置，固定式读写设备很难适应要求。为适应不易安装固定式 RFID 系统的应用环境的需要，RFID 读写器一般设计成手持式读写设备。同时，为满足不同的具体应用领域需要，本设计中的手持式 RFID 读写器
4、是可进行二次开发的通用读写设备，接口功能齐全，便于根据具体应用的需要可进行相应的二次开发，具有比较大的灵活性。2、本设计（论文）的主要内容本课题设计一种基于 MSP430 单片机的手持式 RFID 读写器，射频收发芯片选用FM702SL，根据所选芯片资料设计相应的硬件系统，从而通过软件操控完成整个设计过程，设计结果需满足以下要求：1）支持 ISO14443 typeA 协议； 2）实现人机界面操作；3）读写距离大于 10mm；4）工作频率 13.56MHz；5）工作温度-10 +65；6）电压+3.3V 及+5V；7）提供 USB、RS232、网络通信接口；8）可二次开发。3、完成本设计（论文
5、）的工作方案及进度安排本设计的系统硬件主要由主控制模块、RF收发模块、实时时钟模块、扩展存储模块、USB接口模块、串行通信模块、以太网络接口模块、键盘模块及电源系统等组成，其硬件组成结构图如下：RFID读写器组成结构图主控制模块键盘模块键盘模块扩展存 储模块RF 收 发模块电源 系统实时时 钟模块USB 接 口模块串行通信 接口模块以太网络 接口模块主控模块负责执行读写器命令、对发送信号进行编码和对接收信号进行解码，完成射频标签的正确识别。MCU选用具有超低功耗特性且功能强大的MSP430F149单片机，具有易于控制的5种低功耗工作模式，工作电压为1.8-3.6V。为优化系统的低功耗特性，在手
6、持式RFID读写器设计中在相应程序中可根据不同的工作状态，MSP430可有软件选择不同的时钟源和不同频率作为系统程序运行工作时基、FLASH读写操作时基、实时时钟和低功耗的备用工作时钟频率。射频读写芯片采用复旦微电子公司的基于ISO14443标准，支持13.6MHz频率下的typeA非接触通信协议，支持MIFARE标准加密算法的专用芯片FM1702SL。该芯片内部高度集成了模拟调制解调电路，只需要最少量的外围电路，数字电路具有TTL/CMOS两种电压工作模式。数字、模拟和发射模块都有独立的电源支持宽电压(3V-5V)，功耗低，包含512字节的EEPROM、64字节的FIEO，支持SPI借口模式
7、，具有一个中断处理器。系统软件设计主要包括系统各模块的初始化程序、射频卡读写程序、数据处理以及键盘显示等程序，将相应程序分别保存于单片机片内FLASH及扩展的FLASH中，便于二次开发以及软件更新。进度安排：12 周，查看本题相关资料，进行方案初步设计，写出开题报告。 35 周，学习课程相关理论知识，如射频识别技术，并完成原理图和 PCB 设计。 68 周, 学习 MSP430 单片机的编程方法并完成相关软件方面的设计。911 周，硬件和软件相结合，对整体系统进行调试，达到设计要求。1214 周，整理材料，并撰写课题论文。4、完成本设计（论文）的主要参考资料（包括作者、出版物名称、出版单位、出
8、版年月）1 郎为民.射频识别（RFID）技术原理与应用M.北京：机械工业出版社,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 单承赣,单玉峰,姚磊.射频识别（RFID）原理与应用M.北京：电子工业出版社.2008.4 胡大可.MSP430 系 FLASH 型超低功耗 16 位单片机M.北京：北京航空航天大学出版社.2001.5 沈健华,杨艳琴,翟骁曙.MSP430 系列 16 位超低功耗单片机实践与系统设计M.北京：清华大学出版社.2005.6 胡大可.MSP430 系列超低功耗 16 位单片机原理与应用(三)M.北京：北京航空航天大学出版社，2000.7 清
9、源计算机工作室. Protel99 原理图与 PCB 设计M.北京：机械工业出版社，2000.8 张挺,熊璋,王剑昆等.一个面向低功耗设计的 RFID 系统研究与实现J.小型微型计算机系统,2006(11):2090-2093.9 潘盛辉,郭毅峰.基于 MSP430 的手持式 RFID 读写器的设计J.内蒙古大学学报,2010,41(3):346-350.10李和平,黎福海.基于 MF RC500 的 Mifare 射频卡读写器设计J.电测与仪表,2007(9):61-64.5、指导教师审阅意见指导教师(签字)： 年 月 日6、院（系）基层学术组织意见院（系）基层学术组织负责人(签字)： 年 月 日
