射频识别高频综合课程设计报告

1、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日一、设计实验目的一、学习和把握高频RFID电子标签的数据读写原理。二、体会RFID的应用实例二设计实验内容将电子标签放入RFID模块的识别范围内，RFID模块读取电子标签的卡号和余额后在LCD 上显示。同时也能够利用按键进行电子标签的余额的“消费”和“充值”。三、利用仪器电脑一台、WSN通用底板、RF2530模块、RFID模块、电子标签、zigbee多 功能仿真器（带lOpin的JTAG下载线）、A转Mini USB线。四、设计实验原理射频识别技术（RFID

2、）是一种新型自动识别技术，具有靠得住性高、保密性 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互 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，电子标签内存有必然格式的电子数据，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标签要紧分为 无源标签和有源标签两类（或是称为主动和被动）。最多见的是被动标签（无源 标签），当阅读器遇见RFID标签时，发出电磁

3、波，周围形成电磁场，标签从电 磁场中取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发还主机。MOSI和MISO传输每 一个字节时都是高位在前。MOSI上的数据在时钟上升沿维持不变，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维持不变。利用下面的结构可将数据通过兼容SPI的接口写入。如此对应一个地址能够写 入多达n个数据字节。发送的第一个字节概念了模式本身和地

4、址。字节0字节0字节0 字节0字节0MOSI地址数据0数据1 nTnMIS0XXX XX注：先发送最高位（MSB）五、注意事项一、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；二、实验进程中，严禁带电插拨器件，避免损坏电路；3、实验进程中，严禁用手触摸袒露的器件专门是芯片，避免造成短路或损坏 芯片;4、所有模块出厂前均已调试完毕，除非有专门说明，不然不建议自行对电路 中可调部份进行调剂。六、设计实验步骤一、将一个RF2530模块和RFID模块插入到WSN通用底板的相应位置。二、将zigbee多功能仿真器的一端通过10 pin下载线接到WSN通

5、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WS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，若是第一次利用的是未注册卡，那么只显示卡号, “余额”后面没有数字，按SW3键“注册”，若是成功，会发出急促的蜂鸣声， LCD显示“注册成功”字样；接着依照SW-、SW .二、SW4. SW5按键不同的功能 进行应用操作。进入消费界面，按下SW

6、1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电子标签从头放在感应区时，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八、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 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、低本钱、体积小的非接触式读写卡芯片，是

7、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 下所有 类型的被动非接触式通信方式和协议。支持IS014443A的多层应用。其内部发 送器部份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。接收器部份提供一个牢固而有效的解调和解码电路，用于处置 ISO14443A兼容的应答器信号。数字部份处置IS014443A帧和错误检测（奇偶 &CRC）。另外，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，双向数据传输速度高达424kbit/s

8、。作为 高集成度读写卡系列芯片家族的新成员,MF RC522与MFRC500 和MFRC530有很多相似的地方，同时也具有诸多特点和不同。它与主机间的通 信采纳连线较少的串行通信，且可依照不同的用户需求，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，降低本钱。九、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，同时也熟悉 到学习RFID技术能为咱们以后在通信行业的进展打下必然的基础；（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温习和巩固， 从而对能量和信息的传递进程有了更清楚的熟悉；（3）在调试之前应理清思

9、路，对实验系统的工作原理和进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形，如此才能有条不紊地进行调试； 在课设进程中碰到盲点时，应虚心地向教师同窗请教，如此能够提高知识点把握 的速度。团队合作在程序设计进程中一样重要，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，彼此检查能够提高找到错误和缺点准确率。 因此，不管是生活仍是学习，团队精神都是十分必要的。十.参考文献1周晓光.王晓华.射频识别（RFID）技术原理与应用实例M.北京：人民邮 电出版社.20062赵军辉.射频识别技术与应用以.北京：机械工业出版社，2020.3游战清.李苏剑.无线射频识别技术（RFID）

10、理论与应用M.北京：电子工 业出版社，2004.4邱李华，曹青，郭志强.Visual Basic程序设计教程M. 2版.北京：机 械工业出版社.2007.5教育部考试中心.全国运算机品级考试二级教程一一Visual Basic语言 程序设计（2020年版）M.北京：高等教育处出版社.2020.卜一、附录源程序include include ”Pl_0#define SCL*参 数：无*水返回值：无6 , j 1 卜 *, , , *j 4*,/ ., ,卜 J / , ,/ 4*, , , *j 0)/*发送就答位*/求发送非应位*/求终止总线*/*s+ = RcvByteO ;if(no 1

11、) Ack_I2c(0);else Ack_I2c (1);no；Stop_I2c();return (1);,14 Q 4 Q Q 4* 函数名称：ctrPCA9554LED*”功能描述：通过lie总线操纵PCA9554的输出，进而操纵相应的LED。* 参 数：LED -所操纵的LED* operation 一开或关操作*水返回值：无* 注 意：PCA9554的地址为：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 操纵if (operation) (output = PCA95541edstate & Oxfb;) else ( output = PCA95541edstate 0x04; break;case 1：LED2 操纵if (operation)& Oxfd;output = PCA95541edstate else (output = PCA95541edstate )break;case 2:if (operation)(output

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

14、 操纵if (operation)(output = PCA95541edstate & Oxef;)else(output = PCA95541edstate 0x10;)break;default:break;)if (ISendStr (0x40, 0x01, ftoutput, 1) /写 PCA9554 输出寄放器 (if (IRcvByte (0x40, data)读 PCA9554 输出寄放器(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 / /* 函数名称：ctrPCA9554FLASHLED水功能描述：通过IIC总线操纵PCA9554的输出，在输出操纵前，先判定所操 纵PCA9554输出* 寄放器的值，然后对所操纵的位进行取反操纵。* 参 数：led -对应PCA9554的输出端口* 返回值：无*注 意：PCA9554的地址为：0x40、 、 、 、 、 、 、 、 、4 44 44 /void ctrPCA9554FLASHLED(uint8 led) ( uint8 output = 0x00;uint

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

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

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

19、 (ISendStr (0x40, 0x01, ftoutput, 1)写输出寄放器if(IRcvByte(0x40, data)读输出寄放器PCA95541edstate = *data;保留输出寄放器当前状态。) 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) 写输出寄放器(if (IRcvByte(0x40, data)读输出寄放器(PCA95541edstate = *data;),，A JQ JQ，4，Q，A ，Q*

21、 函数名称:ctrPCA9554Key* 功能描述：读取相应10扩展芯片PCA9554的按键值* 参 数：无*水返回值：无* 注 意：PCA9554的地址为：0x40 , , , , , , *, J卜, , , , , , , *, , *, *, , , , , , , *, , , *, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , *,、 、 *Zw JQ F9uint8 ctrPCA9554Key()uint8 input = OxFF;uint8 *data = 0;if (ISendSt

22、r(0x42, 0x03, &input, 1)配置PCA9554寄放器写命令if(IRcvByte(0x42, data)读输入寄放器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* 函数名称：GetKeylnput *功能描述：挪用按键输入读取函数的到按键值，然后对输入值进行编码 *水参 数：无 *水返回值：ksaveO -按键编码值 *jq/uint8 GetKeylnput()(uint8 key;uint8 ksaveO = 0;key