射频识别高频综合.docx

1、射频识别高频综合 课程设计报告课程名称：射频识别原理与应用题 目： 高频综合 专 业 信息工程系 班 级 物联网 学 号 _姓 名 成 绩 _指导教师 2015年1月5日至2015年1月9日1、设计实验目的 1、学习和掌握高频RFID 电子标签的数据读写原理。 2、体会RFID 的应用实例二、设计实验容 将电子标签放入RFID 模块的识别围，RFID 模块读取电子标签的卡号和余额后在LCD 上显示。同时也可以利用按键进行电子标签的余额的“消费”和“充值”。3、使用仪器 电脑一台、WSN 通用底板、RF2530 模块、RFID 模块、电子标签、zigbee 多功能仿真器(带10pin的JTAG

2、下载线)、A 转Mini USB 线。4、设计实验原理 射频识别技术（RFID）是一种新型自动识别技术，具有可靠性高、性强、方便快捷的特点，它利用无线射频方式，通过电磁感应、无线电波或微波能量，在读写基站和应答目标之间进行非接触双向通信，以达到目标识别和数据交换的目的，这项技术简称为“电子标签”。射频识别系统通常由电子标签（射频标签）和阅读器组成，电子标签存有一定格式的电子数据，常以此作为待识别目标的标示性信息。应用中将电子标签附在待识别目标上，作为待识别目标的电子标记，阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息，RFID 标签主要分为无源标签和有源标签两类（或是称为主动和被动）。最常见的是被

3、动标签（无源标签），当阅读器遇见RFID 标签时，发出电磁波，周围形成电磁场，标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，然后发送给解读器，解读器把它转换成相关数据。 在SPI 通信中RC522 用作从机。SPI 时钟由主机产生。数据通过MOSI 线从主机传输到从机；数据通过MISO 线从RC522 发回主机。MOSI 和MISO 传输每个字节时都是高位在前。MOSI 上的数据在时钟上升沿保持不变，在时钟的下降沿改变。MISO 也与之类似，在时钟下降沿，MISO 上的数据由RC522 来提供，在时钟的上升沿数据保持不变。 使用下面的结构可将数据通过兼容SPI 的接口写入。这样

4、对应一个地址可以写入多达n 个数据字节。发送的第一个字节定义了模式本身和地址。字节0字节0字节0.字节0字节0MOSI地址数据0数据1.n-1nMISOXXX.XX注：先发送最高位（MSB）5、注意事项 1、实验前，请正确安装RF2530 模块和RFID 模块，注意其丝印方向应与底板丝印方向一致，严禁反接； 2、实验过程中，严禁带电插拨器件，防止损坏电路； 3、实验过程中，严禁用手触摸裸露的器件特别是芯片，防止造成短路或损坏芯片； 4、所有模块出厂前均已调试完毕，除非有特别说明，否则不建议自行对电路中可调部分进行调节。6、设计实验步骤 1、将一个RF2530 模块和RFID 模块插入到WSN

5、通用底板的相应位置。 2、将zigbee 多功能仿真器的一端通过10 pin 下载线接到WSN 通用底板的JTAG 接口上， 另一端通过USB 线接到PC 机上，并正确下载相应的实验例程(实验例程hex 格式 实验代码感知层实验RFID 应用实验RFID 应用.HEX)。 3、通过USB 外接电源(或锂电池BT)给WSN 通用底板供电并将电源开关拨至USB 供电(或 锂电池BT 供电)的位置，程序自动运行，LCD 显示“欢迎光临”；将RFID 电子标签放 在RFID 模块上方，如果首次使用的是未注册卡，则只显示卡号，“余额”后面没有数字，按SW3 键“注册”，如果成功，会发出急促的蜂鸣声，LC

6、D 显示“注册成功”字样；接着根据SW1、SW2、SW4、SW5按键不同的功能进行应用操作。进入消费界面，按下SW1 即可，SW2 设置消费金额加10，SW3设置消费金额减10，按下SW5 设置成功；进入充值界面，按下SW2 即可，SW2 设置充值金额加10，SW3 设置充值金额减10，按下SW5 设置成功；SW4 读取卡号信息，包括余额和卡号。 注意： RFID 电子标签重新放在感应区时，需要等待2s 左右，即会显示卡号和余额数值。4、实验完毕，关闭电源，各模块放回原位七、设计实验程序流程图 8、各模块功能说明（1）射频卡电路（2）读卡器芯片（MFRC522）介绍 MF RC522 是应用于

7、13.56MHz 非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员。是NXP 公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。MF RC522 利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持ISO14443A 的多层应用。其部发送器部分可驱动读写器天线与ISO 14443A/MIFARE卡和应答机的通信，无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于处理ISO14443A 兼容的应答器信号。数字部分处理ISO14443A 帧和错误检测（奇偶CRC）。此外，

8、它还支持快速CRYPTO1 加密算法，用于验证MIFARE 系列产品。MFRC522支持MIFARE更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s。作为 13.56MHz 高集成度读写卡系列芯片家族的新成员，MF RC522 与MF RC500 和MF RC530 有不少相似之处，同时也具备诸多特点和差异。它与主机间的通信采用连线较少的串行通信，且可根据不同的用户需求，选取SPI、I2C 或串行UART(类似RS232)模式之一，有利于减少连线，缩小PCB 板体积，降低成本。9、总结（1）通过学习，了解到了RFID在通信领域和物流领域的应用意义，同时也认识到学习RFID技术能为我

9、们以后在通信行业的发展打下一定的基础；（2）通过课程设计对高频电子线路和通信原理等专业知识进行了复习和巩固，从而对能量和信息的传递过程有了更清晰的认识；（3）在调试之前应理清思路，对实验系统的工作原理和过程有一个全面准确的地把握，了解每一个工作部件的正常工作情况，这样才能有条不紊地进行调试；在课设过程中遇到盲点时，应虚心地向老师同学请教，这样可以提高知识点掌握的速率。团队合作在程序设计过程中同样重要，有时候由于自身思维模式的限制难以找到实验电路中的错误和不足，相互检查可以提高找到错误和缺陷准确率。因此，无论是生活还是学习，团队精神都是十分必要的。10参考文献1周晓光.王晓华.射频识别（RFID

10、）技术原理与应用实例M.：人民邮电.20062军辉.射频识别技术与应用M.：机械工业，2008.3游战清.剑.无线射频识别技术（RFID）理论与应用M.：电子工业，2004.4邱华，青，郭志强.VisualBasic程序设计教程M.2版.：机械工业.2007.5教育部考试中心.全国计算机等级考试二级教程VisualBasic语言程序设计（2008年版）M.：高等教育处.2008.11、附录 源程序#include ioCC2530.h #include hal_mcu.h#define SCL P1_0 /IIC时钟线#define SDA P1_1 /IIC数据线#define ON 0x0

11、1 /LED状态#define OFF 0x00/定义IO方向控制函数#define IO_DIR_PORT_PIN(port, pin, dir) do if (dir = IO_OUT) P#port#DIR |= (0x01(pin); else P#port#DIR &= (0x01(pin); while(0)#define OSC_32KHZ 0x00 /使用外部32K晶体振荡器/时钟设置函数#define HAL_BOARD_INIT() uint16 i; SLEEPCMD &= OSC_PD; /* 开启 16MHz RC 和32MHz XOSC */ while (!(SL

12、EEPSTA & XOSC_STB); /* 等待 32MHz XOSC 稳定 */ asm(NOP); for (i=0; i504; i+) asm(NOP); /* 延时63us*/ CLKCONCMD = (CLKCONCMD_32MHZ | OSC_32KHZ); /* 设置 32MHz XOSC 和 32K 时钟 */ while (CLKCONSTA != (CLKCONCMD_32MHZ | OSC_32KHZ); /* 等待时钟生效*/ SLEEPCMD |= OSC_PD; /* 关闭 16MHz RC */ #define IO_IN 0 /输入#define IO_OU

13、T 1 /输出uint8 ack; /应答标志位uint8 PCA9554ledstate = 0; /所有LED当前状态/* * 函数名称：QWait * * 功能描述：1us的延时 * * 参 数：无 * * 返 回 值：无 */ void QWait() asm(NOP);asm(NOP); asm(NOP);asm(NOP); asm(NOP);asm(NOP); asm(NOP);asm(NOP); asm(NOP);asm(NOP); asm(NOP); /* * 函数名称：Wait * * 功能描述：ms的延时 * * 参 数：ms - 延时时间 * * 返 回 值：无 */ void Wait(unsigned int ms) unsigned char g,k; while(ms) for(g=0;g=167;g+) for(k=0;k=48;k+); ms-; /* * 函数名称：Start_I2c * * 功能描述：启动I2C总线,即发送I2C起始条件. * * 参