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提供一种无线射频识别技术的开发,具体如下:以STC11F32XE单片机为核心,设计了一个无线射频识别的读卡器。本设计中,印制在PCB板上的磁场耦合天线通过磁场感应收集到IC卡上的数据信号(这里是模拟信号),然后天线将收集到的数据信号传回给TRF7960无线射频识别芯片,TRF7960再将此信号进行数据预处理,即模拟信号的数字化,然后将此数字化后的信号通过串口通信的方式传送给STC11F32XE单片机,STC11F32XE单片机会驱动12864液晶,最终将IC卡上的数据信息显示在12864液晶屏上。
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射频识别()节点技术设计及应用开发
摘要:本文以 单片机为核心,设计了一个无线射频识别的读卡器。本设计中,印制
在 板上的磁场耦合天线通过磁场感应收集到 卡上的数据信号(这里是模拟信号),然后天
线将收集到的数据信号传回给 无线射频识别芯片, 再将此信号进行数据预处
理,即模拟信号的数字化,然后将此数字化后的信号通过串口通信的方式传送给 单
片机, 单片机会驱动 液晶,最终将 卡上的数据信息显示在 液晶屏
上。
文章详细介绍了 芯片的工作原理和读卡器具体的硬件与软件设计方案、思路及实现方
法。设计中,功能实现的步骤包括寻卡、读卡和中断等,该读卡器可实现对 类型卡的
识别功能。
关键词:射频识别;非触碰式 卡;读卡器;;
Radio Frequency Identification (RFID) Technology Node
Design and Application Development
Abstract: This paper STC11F32XE microcontroller as the core, the design of a radio frequency
identification reader. The design, printed on the PCB of the magnetic field coupling to the antenna through
the magnetic field induction to collect data on the IC card signal (analog signal here), then the antenna will
collect the data signal back to the radio frequency identification chip TRF7960, TRF7960 then this signal
data pre-processing of digital or analog signal, then this digitized signal transmitted through the serial
communication to STC11F32XE microcontroller, STC11F32XE 12864 chip will drive the LCD, the final
data on the IC card information displayed on the LCD 12864 screen.
The article details the TRF7960 chip works, reader specific hardware and software design solutions,
ideas and implementation. Design features to achieve the steps include seeking cards, readers and
interruption, the reader can achieve the type of card ISO14443A recognition.
Keywords: Radio frequency identification; Non-touch-type IC card; Reader; TRF7960; ISO14443A
目 录
第 1 章 绪论.......................................................................................................................................................1
I
1.1 射频识别技术的研究和意义...............................................................................................................1
1.2 国内外研究现状和发展.......................................................................................................................1
1.3 本论文研究内容..................................................................................................................................2
第 2 章 无线射频识别系统的基本组成及工作原理......................................................................................3
2.1 RFID 系统基本组成.............................................................................................................................3
2.3 无线射频识别工作的物理学原理.......................................................................................................4
2.4 读写器..................................................................................................................................................5
2.4.1 读写器的作用及分类.....................................................................................................................5
2.4.2 读写器的基本构成.........................................................................................................................5
2.5 读写器天线.........................................................................................................................................6
2.5.1 读写器天线简介.............................................................................................................................6
2.5.2 读写器天线设计技术.....................................................................................................................6
2.5.3 读写器天线制造技术.....................................................................................................................6
2.6.1 射频电子标签概述.........................................................................................................................7
2.6.2 无源电子标签的构成和工作原理.................................................................................................8
2.6.3 RFID 标签天线设计.....................................................................................................................10
2.7 客户机、服务器和通信网络.............................................................................................................10
第 3 章 系统方案及其基本架构.....................................................................................................................11
3.1 方案选择.............................................................................................................................................11
3.2.1 TRF7960 芯片...............................................................................................................................12
3.2.2 STC11F32XE 芯片........................................................................................................................14
3.2.3 PL2303 芯片介绍..........................................................................................................................15
3.2.4 128X64LCD 液晶显示器.............................................................................................................18
3.2.5 无源射频卡...................................................................................................................................19
第 4 章 系统硬件设计.....................................................................................................................................21
4.1 设计思路............................................................................................................................................21
4.2 本设计工作原理................................................................................................................................21
4.3 各模块设计原理图.............................................................................................................................21
4.3.1 TRF7960 设计原理图及 PCB 图..................................................................................................21
4.3.2 STC11F32XE 单片机设计原理图...............................................................................................23
4.3.3 PL2303 设计原理图......................................................................................................................23
4.3.4 LCD 液晶设计原理图..................................................................................................................24
4.3.5 天线网络设计...............................................................................................................................25
4.4 硬件 PCB 设计及注意事项..............................................................................................................26
第 5 章 系统软件设计.....................................................................................................................................27
5.1 各应用子程序介绍.............................................................................................................................27
5.1.1 读写子程序...................................................................................................................................27
5.1.2 初始化 TRF7960 子程序..............................................................................................................27
5.1.3 获取 ID 号子程序.........................................................................................................................28
5.1.4 中断处理子程序...........................................................................................................................29
II
5.1.5 LCD 液晶显示子程序..................................................................................................................31
5.2 软件设计总体介绍.............................................................................................................................33
第 6 章 系统硬件与软件的调试.....................................................................................................................35
6.1 系统硬件的调试................................................................................................................................35
6.1.1 调试思路及用到的工具...............................................................................................................35
6.1.2 调试过程中遇到的问题及解决方法...........................................................................................35
6.2 系统软件的调试................................................................................................................................36
6.2.1 子程序编译...................................................................................................................................36
6.2.2 下载调试.......................................................................................................................................38
6.3 软件编写和调试经验总结.................................................................................................................41
第 7 章 结 论....................................................................................................................................................43
致 谢.................................................................................................................................................................44
参考文献..........................................................................................................................................................45
附录 1 各硬件效果图......................................................................................................................................47
附录 2 源程序清单..........................................................................................................................................52
III
第1章 绪论
射频识别技术的研究和意义
( !"#!$%"$!)无线射频识别技术是 世纪 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。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,常以此作为待识别物品的标识性信息。
阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息,通常的情况是由阅读器向电子标签发送命令,电
子标签根据收到的阅读器的命令,将内存的标识性数据回传给阅读器。射频识别系统的另一主要性
能指标是阅读距离,也称为作用距离。在低频 ()*+、高频 (,*+ 频点上一般均采用无源
标签,作用距离在 ~ 厘米左右
&'
。在超高频 -* 频段,无源标签的作用距离可达到 ~
米。
典型应用包括:在物流领域用于仓库管理、生产线自动化、日用品销售;在交通运输领域
用于集装箱与包裹管理、高速公路收费与不停车收费;在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果等的管理
以及宠物、野生动物跟踪;在医疗行业用于药品生产、病人看护、医疗垃圾跟踪;在制造业用于零
部件与库存的可视化管理。超高频和微波 射频识别作用距离远,无源标签便宜而被备受瞩目
市场研究公司 指出:( 年整个 在中国的市场容量是 亿人民币,到 年这
个市场会膨胀到 ( 亿,其年复合增长率大约是 (.。
国内外研究现状和发展
各国及相关国际组织都在积极推进 技术标准的制定。目前,还未形成完善的关于
的国际和国内标准。当前主要的 相关规范有欧美的 规范、日本的 -(-/ $ 0
)规范和 系列标准
&4('
。
规范由 $1中心及后来成立的 23/3负责制定。 $1中心于 年由美
国麻省理工大学(,)发起成立,其目标是创建全球“实物互联”网(!$!$4$5!20),该中
心得到了美国政府和企业界的广泛支持。 年 月 日,成立了新的 23/3组织接替
以前 $1中心的工作,管理和发展 规范
&'
。
-(-/ $ 0)规范由日本泛在 中心负责制定。日本泛在 中心由 1!2! 论坛
发起成立,其目标是建立和推广物品自动识别技术并最终构建一个无处不在的计算环境。该规范对
1
频段没有强制要求,标签和读写器都是多频段设备,能同时支持 (,*+或 (6*+频段。
中国在 7(低频)和 *(高频)频段 标签芯片和读写器设计方面的技术比较成熟,*
频段方面的芯片设计技术接近国际先进水平,已经自主开发出符合 #8、#8
和 ( 标准的 芯片,并成功地应用于交通一卡通和中国二代身份证等项目。国内在
-* 和微波频段的标签芯片设计和阅读器设计方面起步较晚。
国内日益重视发展 技术,( 年 计划第三批立项课题中信息技术领域立项 项
相关研究。国家科技部正在建立 与条码应用于物流的综合示范项目。湖南省科技厅将
“射频标识和基于 9 的实物互联网应用技术”列为 年度科技计划项目
&1'
。
本论文研究内容
本设计以 ( 单片机为设计平台,主要由 单片机、液晶显示、电源、键盘和
- 串口转换、 无线射频识别芯片及外围电路等模块组成,实现对 卡卡号数据的读
取。设计通过印制在 板上的磁场耦合天线将磁场感应收集到 卡上的数据信号(这里是模拟
信号)传送给 无线射频识别芯片, 将此信号进行数据预处理即模拟信号的数
字化,然后将此数字化后的信号通过串口通信的方式送入给 单片机,
单 片机 会 驱 动 液 晶 , 最终 把 卡 上 的 数据 信 息 显 示在 液 晶 屏 上。 设 计 的
型卡的识别系统充分发挥了 单片机具有高速数据处理的特点,结合现
有技术,大大降低了电路的设计复杂度,该系统具有读卡准确,人机界面友好,稳定性高、抗干扰
能力强等特点,具有良好的现实应用价值。
本设计的主要目标:系统能将 型卡的卡号通过磁场耦合天线读取到 芯
片中,并通过 使 7 液晶显示此卡号。
设计中采用 7 芯片实现 - 转串口的程序烧写,硬件电路图和 图均使用 3$ :
02! 软件制作,软件程序使用 ;3( 软件编写和调试。
2
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- konexgsp2014-05-14还好吧,看完有收获。
taiyang19891685
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