射頻識(shí)別高頻綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：射頻識(shí)別原理與應(yīng)用題 目：高頻綜合專業(yè)信息工程系班級(jí)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)號(hào)姓名成績(jī)指導(dǎo)教師2015年1月5日至2015年1月9日一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、學(xué)習(xí)和把握高頻RFID電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀寫原理。二、體會(huì)RFID的應(yīng)用實(shí)例二設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將電子標(biāo)簽放入RFID模塊的識(shí)別范圍內(nèi)，RFID模塊讀取電子標(biāo)簽的卡號(hào)和余額后在LCD 上顯示。同時(shí)也能夠利用按鍵進(jìn)行電子標(biāo)簽的余額的“消費(fèi)”和“充值”。三、利用儀器電腦一臺(tái)、WSN通用底板、RF2530模塊、RFID模塊、電子標(biāo)簽、zigbee多 功能仿真器（帶lOpin的JTAG下載線）、A轉(zhuǎn)Mini USB線。四、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理射頻識(shí)別技術(shù)（RFID

2、）是一種新型自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有靠得住性高、保密性 強(qiáng)、方便快捷的特點(diǎn)，它利用無(wú)線射頻方式，通過(guò)電磁感應(yīng)、無(wú)線電波或微波能 量，在讀寫基站和應(yīng)答目標(biāo)之間進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)互 換的目的，這項(xiàng)技術(shù)簡(jiǎn)稱為“電子標(biāo)簽”。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽（射頻 標(biāo)簽）和閱讀器組成，電子標(biāo)簽內(nèi)存有必然格式的電子數(shù)據(jù)，常以此作為待識(shí)別 目標(biāo)的標(biāo)示性信息。應(yīng)用中將電子標(biāo)簽附在待識(shí)別目標(biāo)上，作為待識(shí)別目標(biāo)的電 子標(biāo)記，閱讀器與電子標(biāo)簽可按約定的通信協(xié)議互傳信息，RFID標(biāo)簽要緊分為 無(wú)源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽兩類（或是稱為主動(dòng)和被動(dòng)）。最多見的是被動(dòng)標(biāo)簽（無(wú)源 標(biāo)簽），當(dāng)閱讀器遇見RFID標(biāo)簽時(shí)，發(fā)出電磁

3、波，周圍形成電磁場(chǎng)，標(biāo)簽從電 磁場(chǎng)中取得能量激活標(biāo)簽中的微芯片電路，芯片轉(zhuǎn)換電磁波，然后發(fā)送給解讀器, 解讀器把它轉(zhuǎn)換成相關(guān)數(shù)據(jù)。在SPI通信中RC522用作從機(jī)。SPI時(shí)鐘由主機(jī)產(chǎn)生。數(shù)據(jù)通過(guò)MOSI線從 主機(jī)傳輸?shù)綇臋C(jī)；數(shù)據(jù)通過(guò)MISO線從RC522發(fā)還主機(jī)。MOSI和MISO傳輸每 一個(gè)字節(jié)時(shí)都是高位在前。MOSI上的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿維持不變，在時(shí)鐘的下 降沿改變。MISO也與之類似，在時(shí)鐘下降沿，MISO上的數(shù)據(jù)由RC522來(lái)提供, 在時(shí)鐘的上升沿?cái)?shù)據(jù)維持不變。利用下面的結(jié)構(gòu)可將數(shù)據(jù)通過(guò)兼容SPI的接口寫入。如此對(duì)應(yīng)一個(gè)地址能夠?qū)?入多達(dá)n個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。發(fā)送的第一個(gè)字節(jié)概念了模式本身和地

4、址。字節(jié)0字節(jié)0字節(jié)0 字節(jié)0字節(jié)0MOSI地址數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1 nTnMIS0XXX XX注：先發(fā)送最高位（MSB）五、注意事項(xiàng)一、實(shí)驗(yàn)前，請(qǐng)正確安裝RF2530模塊和RFID模塊，注意其絲印方向應(yīng)與底 板絲印方向一致，嚴(yán)禁反接；二、實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，嚴(yán)禁帶電插撥器件，避免損壞電路；3、實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，嚴(yán)禁用手觸摸袒露的器件專門是芯片，避免造成短路或損壞 芯片;4、所有模塊出廠前均已調(diào)試完畢，除非有專門說(shuō)明，不然不建議自行對(duì)電路 中可調(diào)部份進(jìn)行調(diào)劑。六、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟一、將一個(gè)RF2530模塊和RFID模塊插入到WSN通用底板的相應(yīng)位置。二、將zigbee多功能仿真器的一端通過(guò)10 pin下載線接到WSN通

5、用底板的 JTAG接口上，另一端通過(guò)USB線接到PC機(jī)上，并正確下載相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)例程（實(shí)驗(yàn)例程 hex格式實(shí)驗(yàn)代碼感知層實(shí)驗(yàn)RFID應(yīng)用實(shí)驗(yàn)RFID應(yīng)用.HEX）。3、通過(guò)USB外接電源（或鋰電池BT）給WS通用底板供電并將電源開關(guān)撥至USB 供電（或鋰電池BT供電）的位置，程序自動(dòng)運(yùn)行，LCD顯示“歡迎光臨”；將RFID電 子標(biāo)簽放 在RFID模塊上方，若是第一次利用的是未注冊(cè)卡，那么只顯示卡號(hào), “余額”后面沒有數(shù)字，按SW3鍵“注冊(cè)”，若是成功，會(huì)發(fā)出急促的蜂鳴聲， LCD顯示“注冊(cè)成功”字樣；接著依照SW-、SW .二、SW4. SW5按鍵不同的功能 進(jìn)行應(yīng)用操作。進(jìn)入消費(fèi)界面，按下SW

6、1即可，SW2設(shè)置消費(fèi)金額加10, SW3 設(shè)置消費(fèi)金額減10,按下SW5設(shè)置成功；進(jìn)入充值界面，按下SW2即可，SW2設(shè) 置充值金額加10, SW3設(shè)置充值金額減10,按下SW5設(shè)置成功；SW4讀取卡號(hào) 信息，包括余額和卡號(hào)。注意：RFID電子標(biāo)簽從頭放在感應(yīng)區(qū)時(shí)，需要等待2s左右，即會(huì)顯示卡號(hào)和余額數(shù) 值。4、實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源，各模塊放回原位七、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序流程圖八、各模塊功能說(shuō)明(1)射頻卡電路(2)讀卡器芯片(MFRC522)介紹MF RC522是應(yīng)用于 非接觸式通信中高集成度讀寫卡系列芯片中的一員。是NXP公司針對(duì)“三表”應(yīng)用推出的一款低電壓、低本錢、體積小的非接觸式讀寫卡芯片，是

7、智能儀表和便攜式手持設(shè)備研 發(fā)的較好選擇。MF RC522利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在 下所有 類型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。支持IS014443A的多層應(yīng)用。其內(nèi)部發(fā) 送器部份可驅(qū)動(dòng)讀寫器天線與ISO 14443A/MIFARE卡和應(yīng)答機(jī)的通信，無(wú)需其 它的電路。接收器部份提供一個(gè)牢固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于處置 ISO14443A兼容的應(yīng)答器信號(hào)。數(shù)字部份處置IS014443A幀和錯(cuò)誤檢測(cè)（奇偶 &CRC）。另外，它還支持快速CRYPTO1加密算法，用于驗(yàn)證MIFARE系列產(chǎn)品。 MFRC522支持MIFARE更高速的非接觸式通信，雙向數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)424kbit/s

8、。作為 高集成度讀寫卡系列芯片家族的新成員,MF RC522與MFRC500 和MFRC530有很多相似的地方，同時(shí)也具有諸多特點(diǎn)和不同。它與主機(jī)間的通 信采納連線較少的串行通信，且可依照不同的用戶需求，選取SPI、I2C或串行 UART （類似RS232）模式之一，有利于減少連線，縮小PCB板體積，降低本錢。九、總結(jié)（1）通過(guò)學(xué)習(xí)，了解到了 RFID在通信領(lǐng)域和物流領(lǐng)域的應(yīng)用意義，同時(shí)也熟悉 到學(xué)習(xí)RFID技術(shù)能為咱們以后在通信行業(yè)的進(jìn)展打下必然的基礎(chǔ)；（2）通過(guò)課程設(shè)計(jì)對(duì)高頻電子線路和通信原理等專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了溫習(xí)和鞏固， 從而對(duì)能量和信息的傳遞進(jìn)程有了更清楚的熟悉；（3）在調(diào)試之前應(yīng)理清思

9、路，對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理和進(jìn)程有一個(gè)全面準(zhǔn)確的 地把握，了解每一個(gè)工作部件的正常工作情形，如此才能有條不紊地進(jìn)行調(diào)試； 在課設(shè)進(jìn)程中碰到盲點(diǎn)時(shí)，應(yīng)虛心地向教師同窗請(qǐng)教，如此能夠提高知識(shí)點(diǎn)把握 的速度。團(tuán)隊(duì)合作在程序設(shè)計(jì)進(jìn)程中一樣重要，有時(shí)候由于自身思維模式的限制 難以找到實(shí)驗(yàn)電路中的錯(cuò)誤和不足，彼此檢查能夠提高找到錯(cuò)誤和缺點(diǎn)準(zhǔn)確率。 因此，不管是生活仍是學(xué)習(xí)，團(tuán)隊(duì)精神都是十分必要的。十.參考文獻(xiàn)1周曉光.王曉華.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例M.北京：人民郵 電出版社.20062趙軍輝.射頻識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用以.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2020.3游戰(zhàn)清.李蘇劍.無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）

10、理論與應(yīng)用M.北京：電子工 業(yè)出版社，2004.4邱李華，曹青，郭志強(qiáng).Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程M. 2版.北京：機(jī) 械工業(yè)出版社.2007.5教育部考試中心.全國(guó)運(yùn)算機(jī)品級(jí)考試二級(jí)教程一一Visual Basic語(yǔ)言 程序設(shè)計(jì)（2020年版）M.北京：高等教育處出版社.2020.卜一、附錄源程序include include ”Pl_0#define SCL*參 數(shù)：無(wú)*水返回值：無(wú)6 , j 1 卜 *, , , *j 4*,/ ., ,卜 J / , ,/ 4*, , , *j 0)/*發(fā)送就答位*/求發(fā)送非應(yīng)位*/求終止總線*/*s+ = RcvByteO ;if(no 1

11、) Ack_I2c(0);else Ack_I2c (1);no；Stop_I2c();return (1);,14 Q 4 Q Q 4* 函數(shù)名稱：ctrPCA9554LED*”功能描述：通過(guò)lie總線操縱PCA9554的輸出，進(jìn)而操縱相應(yīng)的LED。* 參 數(shù)：LED -所操縱的LED* operation 一開或關(guān)操作*水返回值：無(wú)* 注 意：PCA9554的地址為：0x40、 、 、 、 、 、 、 、 、 4 4 4 Q Q /void ctrPCA9554LED(uint8 led,uint8 operation)uint8 output = 0x00;uint8 *data = 0

12、;if (ISendStr (0x40, 0x03, ftoutput, 1) 配置 PCA9554 寄放器switch(led)case 0:/LED1 操縱if (operation) (output = PCA95541edstate & Oxfb;) else ( output = PCA95541edstate 0x04; break;case 1：LED2 操縱if (operation)& Oxfd;output = PCA95541edstate else (output = PCA95541edstate )break;case 2:if (operation)(output

13、 = PCA95541edstate )else(output = PCA95541edstate )0x02;/LED3操縱& Oxfe;0x01;break;case 3:if (operation)/LED4操縱output = PCA95541edstate & 0xF7;)else(output = PCA95541edstate 0x08;)break;case 4：LED5 操縱if (operation)(output = PCA95541edstate & Oxdf;)else(output = PCA95541edstate 0x20;)break;case 5：/LED6

14、 操縱if (operation)(output = PCA95541edstate & Oxef;)else(output = PCA95541edstate 0x10;)break;default:break;)if (ISendStr (0x40, 0x01, ftoutput, 1) /寫 PCA9554 輸出寄放器 (if (IRcvByte (0x40, data)讀 PCA9554 輸出寄放器(PCA95541edstate = *data; j 卜 / , /j / / 卜 rj / , /j / 卜 rj / / ,j / / 卜j r卜卜 /卜j / j 卜 rj 卜 /

15、/ /j 卜j 卜j 卜 / , ,j / 卜 rj / / ,j ( 卜 卜j / 卜 , /j / 卜卜j / 卜 / /* 函數(shù)名稱：ctrPCA9554FLASHLED水功能描述：通過(guò)IIC總線操縱PCA9554的輸出，在輸出操縱前，先判定所操 縱PCA9554輸出* 寄放器的值，然后對(duì)所操縱的位進(jìn)行取反操縱。* 參 數(shù)：led -對(duì)應(yīng)PCA9554的輸出端口* 返回值：無(wú)*注 意：PCA9554的地址為：0x40、 、 、 、 、 、 、 、 、4 44 44 /void ctrPCA9554FLASHLED(uint8 led) ( uint8 output = 0x00;uint

16、8 *data = 0;if (ISendStr (0x40, 0x03, ftoutput, 1) 寫配置 (switch(led) (case 1：/LED1 操縱output = PCA95541edstate & 0x04;if (output)output = PCA95541edstate & Oxfb;)else( output = PCA95541edstate 0x04;break;case 2：LED2 操縱output = PCA95541edstate & 0x02; if (output) (output = PCA95541edstate & Oxfd;)else(

17、 output = PCA95541edstate 0x02;)break;case 3：LED3 操縱output = PCA95541edstate & 0x01; if (output) (output = PCA95541edstate & Oxfe;)else( output = PCA95541edstate 0x01;)break;case 4:/LED4 操縱output = PCA95541edstate & 0x40; if (output)output = PCA95541edstate & Oxbf;)else( output = PCA95541edstate 0x4

18、0;)break;case 5：LED5 操縱output = PCA95541edstate & 0x20; if (output) (output = PCA95541edstate & Oxdf;)else( output = PCA95541edstate 0x20;)break;case 6：/LED6 操縱output = PCA95541edstate & 0x10; if (output) (output = PCA95541edstate & Oxef;)else( output = PCA95541edstate 0x10;) break;default:break;)if

19、 (ISendStr (0x40, 0x01, ftoutput, 1)寫輸出寄放器if(IRcvByte(0x40, data)讀輸出寄放器PCA95541edstate = *data;保留輸出寄放器當(dāng)前狀態(tài)。) 廿7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、6 , j 1 卜 *, , *j4 / *, , /. / , , 卜 / J / , , / 4 - * / , , *j 4j

20、 *, , /*4 j *, , */ *4w *1* * , , 卜 J卜、 、 4 4 4 Q Q /void PCA95541edInit()(uint8 output = 0x00;uint8 *data = 0;if (ISendStr (0x40, 0x03, Soutput, 1) 配置 PCA9554 寄放器 (output = OxBF;if (ISendStr (0x40, 0x01, ftoutput, 1) 寫輸出寄放器(if (IRcvByte(0x40, data)讀輸出寄放器(PCA95541edstate = *data;),，A JQ JQ，4，Q，A ，Q*

21、 函數(shù)名稱:ctrPCA9554Key* 功能描述：讀取相應(yīng)10擴(kuò)展芯片PCA9554的按鍵值* 參 數(shù)：無(wú)*水返回值：無(wú)* 注 意：PCA9554的地址為：0x40 , , , , , , *, J卜, , , , , , , *, , *, *, , , , , , , *, , , *, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , *,、 、 *Zw JQ F9uint8 ctrPCA9554Key()uint8 input = OxFF;uint8 *data = 0;if (ISendSt

22、r(0x42, 0x03, &input, 1)配置PCA9554寄放器寫命令if(IRcvByte(0x42, data)讀輸入寄放器if (ISendByte (0x42, 0x00)return *data;)return 0;)/j j卜j卜j卜 j卜，卜j卜j卜j卜j卜 j卜，卜j卜j卜j卜j卜 j卜，卜j卜j卜j卜j卜 j卜，卜j卜j卜j卜j卜 j卜，卜j卜j卜j卜j卜 j卜，卜j卜j卜j卜j卜 j卜，卜j卜j卜j卜j卜/*，卜j卜j卜j卜j卜 jq* 函數(shù)名稱：GetKeylnput *功能描述：挪用按鍵輸入讀取函數(shù)的到按鍵值，然后對(duì)輸入值進(jìn)行編碼 *水參 數(shù)：無(wú) *水返回值：ksaveO -按鍵編碼值 *jq/uint8 GetKeylnput()(uint8 key;uint8 ksaveO = 0;key