《基于CC2500的2.5GHz有源RFID数传系统设计（附电路图、程序清单）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于CC2500的2.5GHz有源RFID数传系统设计（附电路图、程序清单）（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于CC2500的2.5GHz有源RFID数传系统设计摘要RFID(Radio Frequency Identification)，即射频识别，是一种利用无线射频方式在阅读器和标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换目的的技术。本文设计的有源温度RFID系统，具有携方便、成本低廉、可靠性高、操作便捷等优势，具有广阔的市场前景。本文采用MSP430F149超低功耗单片机处理器，针对2.4GHz ISM频段的有源电子标签，完成了基于CC2500射频收发芯片的RFID系统设计。通过DS18B20采集温度数据，单片机控制CC2500射频模块实现温度的无线数传系统。本文一共分为五个部分：
2、第一部分和第二部分介绍了RFID技术的相关背景和整体设计方案，其中包括系统原理和组成；第三部分论述了射频收发系统的硬件设计，其中包括对主控器和射频芯片的介绍，以及电子标签硬件部分的设计，包括电源的设计；第四部分主要介绍RFID数传系统的软件设计，包括总体的软件设计方案和各个部分的初始化；第五部分是结束语，分析了系统存在的不足和需要进一步完成的工作。关键词：RFID电子标签；MSP430单片机； CC2500； DS18B20The Design of an Active data transfer system works at 2.4G ISM band based on CC2500Abs
3、tractRFID(Radio Frequency Identification)is a kind of technology which aim to achieve the target identification and exchange dataThis technology use radio frequency to achive non-contact two-way data transmission between tags and readersall these yearsWith the strong points of portable，cheap，reliabl
4、e and easily to use，this system owns a huge marketThe MSP430F149 Microchip has been selected as the processor of this systemThe RFID works at 2.4G ISM band and the design of RFID system which CC2500 has already completedGathering temperature data through DS18B20，we can transfer temperature data data
5、 with wireless system with CC2500 module controlled by Single Chip Microcomputer.This paper is divided into five chaptersIn the first and second chapter, the relevant background and the general design are introducedChapter 3 discusses the hardwares of the system，including the introduction of control
6、ler and the radio frequency chip. The design of power supply and the temperature module with CC2500 of this system is also introduced in this chapterChapter 4 mainly focuses on the software design of RFID readers and tags chapter 5 makes a summarization of the whole paper and gives some pieces of su
7、ggestion to improve the systemKey word：RFID；MSP430 MCU； CC2500； DS18B202 目录1绪论11.1射频识别技术概述11.2射频技术的发展前景21.3单片机概述41.4温度传感器概述51.5论文主要内容和章节安排72RFID技术相关理论92.1RFID系统通信原理92.1.1射频识别系统通信结构模型92.1.2工作流程102.2RFID关键技术102.3系统方案论证112.4本章小结123有源RFID系统硬件设计133.1主控制器部分设计133.1.1MSP430F149单片机功能特性133.1.2MSP430的JTAG接口163
8、.1.3射频芯片CC2500简介173.2信号发射/接收模块设计183.2.1电源部分设计183.2.2单片机最小系统193.2.3CC2500射频模块213.3JTAG接口电路223.4温度采集电路233.5液晶显示电路254有源RFID系统软件设计274.1软件开发调试环境274.2系统总体软件设计274.3系统初始化284.3.1系统时钟初始化284.3.2DS18B20初始化284.3.3射频通信程序实现304.3.4液晶显示初始化324.4系统数据读取及显示实现334.5本章小结345结束语355.1本文总结355.2实物展示355.3系统存在问题分析和下一步工作36致 谢37参考文
9、献38附录391 绪论1.1 射频识别技术概述射频识别技术（Radio Frequency Identification，缩写RFID）是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，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。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。RFID技术的基本工作原理：标签进入磁场后，接
10、收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 一套完整的RFID系统， 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成， 其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出，此时 Reader 便依序接收解读数据， 送给应用程序做相应的处
11、理。以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成， 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)两种， 一般低频的RFID大都采用第一种式， 而较高频大多采用第二种方式。阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。 在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传
12、送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。1.2 射频技术的发展前景RFID标签相当于条形码技术中的条形码符号，用来存储需要识别传输的信息。但与条形码相比，它有着不可比拟的优势：防水、防磁、耐高温、体积小型化、形状多样化使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如 不需要光源、可以透过外部材料读取数据、能够同时处理多个标签、可以对所附着的物体进行追踪定位等。RFID技术可广泛应用于需要对物品跟踪或分类管理的任何场合，如供应链与物流管理、生产制造与过程控制、货物的跟踪与管理、身份识别与门禁系
13、统、文档追踪与图书馆管理、交通管理与城市规划等。供应链与物流管理。供应链与物流管理被认为是RFID技术最大的舞台。虽然现有IT和自动化技术大大提高了该领域的效率，但仍有很多工作主要依靠人工来完成，例如货物的清点、盘库和数据录入等。虽然有手持式条形码识别器等辅助工具，但效率低下、差错率居高不下等问题仍然无法得到有效的解决。信息的准确性和及时性是物流及供应链管理的关键因素，对此RFID技术能够提供充分的保证。RFID系统使供应链的透明度大大提高，物品能在供应链的任何地方被实时地追踪，同时消除了以往各环节上的人工错误。安装在工厂、配送中心、仓库及商场货架上的读写器能够自动记录物品在整个供应链的流动。
14、另外，由于RFID标签的存储容量是2的96次方以上，所以物流行业第一次发现他们可以将世界上所有的商品每一个都以惟一的代码表示。以往使用条形码，由于长度的限制，物流行业只能给每一类产品定义一个类码，RFID彻底抛弃了这种限制，现在所有的产品都可以享受独一无二的ID。生产制造与过程控制。现代生产方式对各个环节的协同提出了越来越高的要求，任何一个环节的脱节 都可能导致整条生产线乃至整个生产流程的瘫痪。如何管理并且准确找到规格纷繁复杂的零部件，并将其及时运送到生产线上，这不仅困扰着复杂设备的生产商，同时也是困扰着所有采用流水线作业的企业的一个难题。借助RFID技术，就能够实现存货管理的自动化。不仅零部
15、件的位置一目了然，其数量也全在掌控之中。德国BMW 公司为保证汽车在流水线各位置准确的完成装配任务，将射频识别系统应用在汽车装配线上。货物的跟踪与管理。很多国家的航空公司将射频识别技术应用于旅客行李管理中，大大提高了分拣效率，降低了出错率。使用RFID技术，对于类似行李、邮件和包裹的处理，都会变的更有效率。身份识别与门禁系统。RFID作为一种识别技术，顺理成章地可以用来验证和检查人群与物品的身份。其显著的优点之一，就是它的无线读取方式大大提高了有效识别的距离，从而更加高效地处理有关数据，或者为对特殊情况作出反应赢得更多的时间。RFID技术为智能身份证计划的实施提供了解决方案。射频识别系统可以应用于大型停车场、军事重地、金融系统等地方的人员出入管理。将与名片大小相仿的电子标签贴附在汽车风挡玻璃或挂在人的身上，当有人员或车经过读写器时，读写器即可快速、准确地记录下所通过的车辆或人员信息及通过的时间。同时还可以对是否允许通过做出判断，自动控制出入大门开关，做到出入严格管理。文档追踪与图书馆管理。由于图书馆和档案馆等类似机构的应用环境相对稳定，数据也比较简单，所以RFID技术在这里得到了充分的展示。目前，已经有澳大
