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1、 学 院毕业设计说明书(论文) 作 者： 学 号： 系 部： 通信工程学院 专 业： 电子信息工程 题 目： 数字语音系统-基于RFID技术的射频卡设计 指导者： 评阅者： 年 月 Digital Speech SystemRadio Frequency System based on RFID technologyA Thesis Submitted toNanjing Institute of TechnologyFor the Academic Degree of Bachelor of Science College of Communication EngineeringNanjin
2、g Institute of Technology June 2010摘要射频识别技术(RFID，即Radio Frequency Identificati on)是从八十年代起走向成熟的一项自动识别技术。由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，因而才进入实用化的阶段。它利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它和同期或早期的接触式识别技术不同、RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别。因此它可在更广泛的场合中应用。它可以在产品证件防伪、防盗及科学化自动化管理方面得到应用。本文主要介绍了一种基于EM4095的射频识别系统的设计和实现，该系统可以对
3、电子标签卡进行检测、识别并作相应的处理，如显示卡内信息以及判断此卡的权限等。系统的控制以单片机为核心，这里简略的介绍了它的一些特点和开发环境的使用。另外，着重介绍了该系统的功能、结构和各个模块的具体设计。通过对系统软硬件及功能的测试，对测试中遇到的问题进行了解决。文章最后对该系统的应用与设计做了一个总结，并对该系统今后的发展与研究做了一个展望。关键词： 单片机；EM4095;读卡器；电子标签；射频识别；检测；处理AbstractRFID(Radio Frequency Identification) is a kind of auto identification which came int
4、o maturity since 1980s. With the maturity of large-scale integraesd circuit technology, the volume of the radio frequency identification system was largely reduced and came to a practical stage. It develops non-contact two-way communication with the mode of radio frequency to reach the goal of ident
5、ification and the exchange of the data. It is different from the contact identification technology of the early and corresponding times. The radio frequency identity card rfic can finish the identification without contact with the printronix. Therefore, it can be used in more wide situations such as
6、 the anti-counterfeiting, theft prevention and scientific automatic management. This essay aims to introduce the design and realization of the radio frequency identification based on the EM4095. This system can be used to check the electronic tag card, to identify and to make some corresponding trea
7、tment including the indication of the information of the card and the judgement of its power and so on. The control of the system focuses on the singlechip and this essay has a brief introduction of its characteristics and the usage of its development environment. Moreover, it also introduces the fu
8、nction and structure of the system and concrete design of every module. The essay also solves the problem met in the process of the examination on the soft hardware and functions of the system. Finally, the writer concludes the application and design of the system and takes a long view of its develo
9、pment and research.Key words: single-chip;EM4095;reader;tag;RFID;detection;process;目 录第一章 绪论71.1引言71.2 课题背景与意义71.2.1 优势及特点81.2.2全球RFID产业发展现状91.2.3 RFID市场前景展望91.3 章节安排91.4本章小结10第二章 RFID系统概要与理论基础112.1 引言112.2 系统基本组成112.3 系统基本特征122.4 能量供应及耦合方式132.5 编码原理142.6本章小结14第三章 相关理论基础153.1引言153.2 EM4095芯片153.4 EM
10、4100电子标签193.4.1 无源射频芯片EM4100工作原理：193.4.2 EM4100内存储的数据格式：213.4.3 EM4095读取EM4100波形图213.5 1602液晶显示屏223.6 Keil C 开发环境243.7 VB 开发环境253.8 本章小结26第四章 系统设计274.1 引言274.2 前期工作274.3 方案的提出274.4 硬件设计304.4.1 射频接口电路设计与实现314.4.2 主控模块334.4.3 PC机通信模块354.4.4 显示模块364.4.5 报警模块374.5 硬件电路的焊接与调试384.6 软件设计394.6.1 解调输出波特点394.
11、6.2 解码软件设计思路404.6.3 接受卡内信号流程图404.6.4 软件读卡过程的流程图414.6.5 PC机上的VB软件设计思路434.7本章小结43第五章 系统测试与结果445.1 引言445.2 遇到的问题及解决方法485.3 本章小结48第六章 总结与展望49致谢50参考文献51附录53一下位机源程序代码：53二上位机源程序代码：71第一章 绪论1.1引言射频识别技术是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。近两年来，由于受以沃尔玛为代表的大型零售商的推动，R
12、FID技术在全球掀起阵阵热潮，吸引了众多厂商参与相关技术和芯片的研究、开发。目前RFID技术正处于迅速上升的时期，该技术被业界公认为是本世纪最有前途的应用技术之一，许多国家都将RFID作为一项重要产业予以积极推动。RFID（Radio Frequency Identification）是自动识别技术的一种，即通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标进行识别。一个典型的RFID系统一般由RFID标签、读写器以及计算机系统等部分组成。其中RFID标签中一般保存有约定格式的编码数据，用来唯一标明标签所附着的物体。与传统的识别方式相比，RFID技术不用直接接触、光学可视、人工干预即可完成信息输入
13、和处理，且操作方便快捷，能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等要收集和处理数据的应用领域，并被认为是条形码标签的未来替代品。1.2 课题背景与意义RFID技术的发展最早可以追溯至第二次世界大战时期，那时它被用来在空中作战行动中进行敌我识别。从历史上看，RFID技术的发展基本可按10年期划分为几个阶段（参见下表）。因此RFID并不是一个崭新的技术。从分类上看，经过多年的发展，1356MHz以下的RFID技术已相对成熟，目前业界最关注的是位于中高频段的RFID技术，特别是860MHz960MHz（UHF频段）的远距离RFID技术发展最快；而245GHz和58GHz
14、频段由于产品拥挤、易受干扰、技术相对复杂，其相关的研究和应用仍处于探索的阶段。1.2.1 优势及特点1.快速扫描条形码一次只能有一个条形码受到扫描;RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签。2.体积小型化、形状多样化RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。3.抗污染能力和耐久性传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损;RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。4.可重复使用现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFDI标签则可以重复地新增、修改、删除。RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。5.穿透性和无屏障阅读在被覆盖的情况下，RFID能穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可辨读条形码。6.数据的记忆容量大未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。7.安全性RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。近年来，RF
