【正文】 ......... 19 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 IV 單片機(jī)的分類 .................................................................................................. 21 單片機(jī)的工作過程 .......................................................................................... 22 單片機(jī)的硬件特性 .......................................................................................... 22 STC89C52RC 單片機(jī)的介紹 ........................................................................... 22 射頻接口模塊 ............................................................................................................ 26 天線設(shè)計部分 ............................................................................................................ 27 高頻濾波電路 .................................................................................................. 27 天線及匹配電路 .............................................................................................. 28 接收電路 .......................................................................................................... 29 電源與存儲模塊 ........................................................................................................ 30 電源電路 .......................................................................................................... 30 存儲電路 .......................................................................................................... 30 時鐘與 RS232 接口模塊 .......................................................................................... 31 時鐘電路 .......................................................................................................... 31 RS232 接口電路 .............................................................................................. 32 人機(jī)交互界面模塊 .................................................................................................... 33 5 讀寫器軟件系統(tǒng)設(shè)計 .......................................................................................................... 35 總結(jié) .......................................................................................................................................... 48 致謝 .......................................................................................................................................... 49 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 50 附錄 .......................................................................................................................................... 51 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 1 1 緒論 無線射頻識別（ RFID, Radio Frequency Identification） 技術(shù)通常是以微小的無線收發(fā)器為標(biāo)簽（ Tag）來標(biāo)志某個物體，這個物體在 RFID 技術(shù)中常稱為對象（ Object）。標(biāo)簽上攜帶有一些關(guān)于這個對象的數(shù)據(jù)信息。作為標(biāo)簽的無線收發(fā)器通過無線電波將這些數(shù)據(jù)發(fā)射到附近的識讀器（ Reader）。識讀器可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理，并且可以通過計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)處理和傳送它們。 無線射頻識別 （ RFID）是結(jié)合了無線電、芯片制造及計算機(jī)等多學(xué)科的新技術(shù)，是自動識別技術(shù)的一種全新形式 。 RFID 射頻識別技術(shù)是利用感應(yīng)，無線電波或者微波能量進(jìn)行非接觸雙向通信，達(dá)到識別及數(shù)據(jù)交換目的的自動識別系統(tǒng)。 一套完整的 RFID 系統(tǒng) , 是由閱讀器 ， 電子標(biāo)簽 （ 也就是所謂的應(yīng)答器 ），天線 及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部 分 所組成 , 其工作原理是閱讀器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給應(yīng)答器 , 用以驅(qū)動應(yīng)答器電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù) , 送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理 。 RFID 小可用于門禁控制、文件管理；大可用于提高供應(yīng)鏈的 可視化程度，確保國家、軍隊的物資供應(yīng)；日常生活中可用于身份識別、電子付費；生產(chǎn)中可用于裝配線的自動化。 射頻技術(shù)發(fā)展及對未來的展望 自 1948 年 Harry Srockman 提出的“利用能量反射的方式進(jìn)行通信” 奠定射頻識別技術(shù)理論基礎(chǔ)以來，在 1950～ 2021 年，該技術(shù)得到了空前的發(fā)展，各式各樣的 RFID產(chǎn)品已然成為人們生活的一部分，并逐漸取代了傳統(tǒng)的接觸式 IC 卡技術(shù)。隨著 RFID 技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)大，為了保證 RFID 技術(shù)同各個系統(tǒng)間的兼容，人們也意識到了建立一個 RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要性。于是由 UCC（北 美統(tǒng)一碼協(xié)會）和 EAN（歐洲商品編碼協(xié)會）共同組建的專門負(fù)責(zé) RFID 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu) —— EPCglobal（全球電子產(chǎn)品碼協(xié)會）編應(yīng)運而生了。而近幾年來， RFID 技術(shù)仍然保持著高效的增長勢頭，特別是 RFID 技術(shù)在商品流通，物流管理以及跟蹤方面的應(yīng)用，得到了很快的發(fā)展，且其技術(shù)也越來越完善。這一態(tài)勢也促使我國加大了 RFID 技術(shù)的發(fā)展力度，尤其是大型企業(yè)對 RFID 技術(shù)的需求，更大大的推動了 RFID 技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展。在政府的推動支持下，第二代身份證嵌入了 RFID標(biāo)簽，單單這項計劃的合同總額就將達(dá)到 100億。射頻識別 技術(shù)在各行各業(yè)中的實際應(yīng)用大體可以分為以下幾類： 物流管理 目前射頻識別技術(shù)在物流，特別是在供應(yīng)鏈方面的應(yīng)用，可以讓商場管理者很好的河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 管理自己的庫存，使得不會出現(xiàn)商品脫銷的情況，針對商品的銷售情況還可以 讓商家提前做出一些銷售策略，通知商家什么時 候該跟供應(yīng)商聯(lián)系等。 射 頻識別技術(shù)是否能夠成功的應(yīng)用于物流與供應(yīng)鏈的管理在于能否將射頻識別技術(shù)整合到物質(zhì)基礎(chǔ)之上，而這又要考慮到被識別物體的形狀、物理性質(zhì)、移動的速度、標(biāo)簽的成本以及系統(tǒng)所處的環(huán)境等問題。 ①如果被識別物體的形狀是規(guī)則的，那么標(biāo)簽的安裝問題就比較容易解決，只要方向正確， 閱讀器在讀卡的時候就不會出現(xiàn)錯誤；對于形狀不規(guī)則的被識別物體，安裝完標(biāo)簽后可能會影響系統(tǒng)的讀卡方向，導(dǎo)致讀卡出現(xiàn)錯誤。 ② 被識別物體的物理性質(zhì)決定了應(yīng)該采用甚么頻段的射頻識別系統(tǒng)進(jìn)行讀卡。一般來說，液體、金屬性質(zhì)的被識別物體一般 采用的是低頻段或高頻段的系統(tǒng)，而對于其他的被識別物體（可導(dǎo)電的物體除外）一般采用的是超高頻段的系統(tǒng)。 ③ 被識別物體的移動速度體現(xiàn)了它在輻射場中停留的時間長短，停留的時間越長，那么標(biāo)簽（無源）的充電時間也就越長，在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的時候就不會因為供電不足而導(dǎo)致出錯，影響系統(tǒng)的讀卡準(zhǔn)確率。 ④ 由于標(biāo)簽是一次性用品，廠家要不斷的投資生產(chǎn)，所以標(biāo)簽的使用要視被識別物體本身的價值而定。例如，機(jī)場中托 運行李的時候貼的行李標(biāo)簽和超市里商品上的標(biāo)簽的價格明顯是不一樣的。 ⑤ 由于一些特殊環(huán)境的外界干擾比較大，或者是系統(tǒng)本身的要求，所以在這一類環(huán)境中的安裝系統(tǒng)的時候，也要選取合適的頻段。 商品防偽 在標(biāo)簽的制作的時候，會在它的 ROM中寫進(jìn)一個全球唯一的序列號。利用這個顯著的特點，射頻識別技術(shù)可以做成一個很好的商品防偽系統(tǒng)；由于射頻識別具有很強(qiáng)的穿透性，所以即使是將標(biāo)簽貼在商品的外包裝內(nèi)也可以讀取標(biāo)簽的序列號，進(jìn)行真?zhèn)蔚谋嬲J(rèn)。而且標(biāo)簽本身就 具有很強(qiáng)的抗腐蝕及金屬摩擦能力，所以標(biāo)簽可以用于一些特殊的商品上，其使用壽命也更長。 門禁 一些公司目前所使用的考勤機(jī)和現(xiàn)在校園內(nèi)的門禁系統(tǒng)就是射頻識別系統(tǒng)。只不過區(qū)別與商場里的手持式讀卡器，該系統(tǒng)一般將閱讀器做成固定的形式。拿校園內(nèi)的門禁系統(tǒng)來說，一般都是事先用讀卡器將學(xué)生對應(yīng)的信息寫到射頻卡的某個塊中，而控制射頻芯片的單片機(jī)的 RAM中存有該學(xué)生的信息，該學(xué)生將卡靠近閱讀器的時候，閱讀器讀取卡中的信息，并與單片機(jī) RAM 中的信息進(jìn)行比較，如果相同，單片機(jī)便控制門鎖開鎖；河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 3 這就射頻識別技術(shù)在門禁應(yīng)用 中的思想。 軍事領(lǐng)域 射頻技術(shù)脫胎與軍事，當(dāng)然在軍事上的應(yīng)用是不容忽視的。目前射頻識別技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，可以說美國是遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在其他國家前面的。在海灣戰(zhàn)爭的時候，美國就曾把標(biāo)簽安裝到每個士兵的袖口中，用于觀察士兵的在戰(zhàn)場上的方位，如果遇到襲擊，通訊方式又被破壞的情況下，指揮中心就利用閱讀器向外發(fā)出信號，根據(jù)士兵身上的標(biāo)簽反饋回來的數(shù)據(jù)確定其所在的位置后，就可以很快的做出反應(yīng)。也可以將標(biāo)簽或閱讀器安裝到戰(zhàn)略資源上，以確保對其的管理和安全狀況。曾有一段時間聽到，美國軍方想將標(biāo)簽植入到士兵的身體內(nèi)，因 為這不僅可以跟蹤軍隊的動向，還可以根據(jù)標(biāo)簽發(fā)送回來的數(shù)據(jù)分析士兵的身體狀況。先不論該傳言是否屬實，我相信射頻技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在是完全可以實現(xiàn)的。 未來展望，我相信隨著 RFID 技術(shù)的發(fā)展，其性價比會越來越高；其功能也將會越來越強(qiáng)大，例如，讀寫模塊的功耗將越來越低；其天線的覆蓋范圍將不會存在盲區(qū)，與卡的通信距離也將會更遠(yuǎn)；而核心射頻芯片及系統(tǒng)的兼容問題將會得到更好的解決；在外觀方面，讀卡器和卡也將向著便攜式，小型化等方向發(fā)展。 射頻設(shè)別技術(shù)的優(yōu)點 IC卡按卡與外界數(shù)據(jù)傳送的形式不同，分為接觸式 IC卡和非接 觸式 IC 卡。接觸式IC卡通過 8個觸點從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)；非接觸式 IC卡通過射頻感應(yīng)從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)，所以非接觸式 IC 卡又叫射頻卡?，F(xiàn)在常見的是接觸式 IC卡，這類卡的讀寫操作速度較慢，操作也不方便，每次讀寫時必須把卡正確地插入到讀寫器的口槽才能完成數(shù)據(jù)交換。這樣，在需要頻繁讀 /寫卡的場合就很不方便，而且 IC卡的觸點暴露在外，容易損壞和搞臟而造成接觸不良。非接觸式 IC 卡是基于電磁感應(yīng)原理開發(fā)出來的產(chǎn)品。它的讀寫操作只需將卡片放在讀寫器附近一定的距離之內(nèi)就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，無需任何接觸，使用非常方 便、快捷，不易損壞。目前 Philips 公司的 Mifare卡現(xiàn)在是國內(nèi)市場的主流產(chǎn)品，應(yīng)用越來越廣。其典型型號為 Mifare1 S50，它有 1K字節(jié) EEPROM 用于存放數(shù)據(jù)，分成 16個區(qū)，每個區(qū)都有自己獨立的密碼，具有完善的安全機(jī)制。