【正文】 和寫(xiě)的操作。一般可以分為低頻 （ 125K~） ，高頻 （ ） ，超高頻等技術(shù)。 RFID 讀寫(xiě)器通過(guò)天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子標(biāo)簽的讀操作和寫(xiě)操作。一般的讀寫(xiě)器可以包括手持式的讀寫(xiě)器和固定式的讀寫(xiě)器。 RFID 標(biāo)簽具有很多種優(yōu)點(diǎn)，包括存儲(chǔ)的信息量大，信息接收傳播性強(qiáng)，非常持久，種類(lèi)繁多等。 電子標(biāo)簽根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以分為不同的種類(lèi)。 （ 1） 一卡通服務(wù)：擁有一人一卡一序列號(hào)，錢(qián)包初始化，充值，扣錢(qián)等功能； （ 2） 考勤管理：用戶名稱(chēng)，打卡時(shí)間，打卡次數(shù)等功能； （ 3） 倉(cāng)庫(kù)管理：管理員登錄，物品名稱(chēng)，出入情況等； （ 4） 校園圖書(shū)館管理：用戶名，借閱時(shí)間，借閱書(shū)籍等功能； （ 5） 門(mén)禁系統(tǒng)管理：用戶名，用戶權(quán)限，用戶地址等功能； RC500 MF RC500 是飛利浦（ Philips）公司中應(yīng)用于 非接觸式通信中高集成讀卡 IC 系統(tǒng)中的一員，該讀卡 IC 系列利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在 下所有類(lèi)型的被動(dòng)非接觸式通信方式和協(xié)議。該芯片相對(duì)于其他的芯片來(lái) 說(shuō)，應(yīng)用范圍更加廣泛，資料更加齊全，更適合做本次設(shè)計(jì)的讀寫(xiě)芯片。每個(gè)引腳都有自己的功能，正是這些引腳的選擇不同，才會(huì)體現(xiàn)出該芯片的功能。 表 寄存器位的狀態(tài)和設(shè)計(jì) 縮寫(xiě) 狀態(tài) 描述 r/w 讀和寫(xiě) 通過(guò)微控制器讀和寫(xiě)，它們的內(nèi)容不會(huì)被內(nèi)部狀態(tài)機(jī)影響。 最后該芯片還 支持并行接口。 （ 1） 擁有唯一的序列號(hào)； （ 2） 集成有 64 字節(jié)的收發(fā) FIFO 緩存器； （ 3） 集成了編碼調(diào)制和解調(diào)解碼的收發(fā)電路； （ 4） 天 線驅(qū)動(dòng)電路僅需要少量的外圍元件，可以近距離操作（ 100mm） 。本次設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)主要采用的是 Keil 作為編寫(xiě)程序的軟件，主要生成 Hex 文件，然后通過(guò) STC_ISP_V488 向硬件中燒寫(xiě)程序，其中 STC_ISP_V488 是一款專(zhuān)門(mén)燒寫(xiě) STC89 系列單片機(jī)的軟件。在該軟件中用 C 語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序可以做到事半功倍的效果，是本設(shè)計(jì)選擇軟件的不二之選。兩者相比較而言：前者算術(shù)功能強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大，容易我們掌握；后者集成 度高，成本也偏高?，F(xiàn)在有很多 PC 機(jī)沒(méi)有串口，采用第二種方法就能夠解決 PC 機(jī)沒(méi)有串口的尷尬。 電 子 標(biāo) 簽 讀 寫(xiě) 器天 線存儲(chǔ)芯片耦合模塊控制模塊接口單元高頻模塊耦合模塊應(yīng) 用 系 統(tǒng)（ 電 腦 ）載 波 信 號(hào)反 射 信 號(hào) 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 整個(gè)系統(tǒng)的工作原理是： （ 1） 讀寫(xiě)器通過(guò)發(fā)射天線向外發(fā)射特定頻率的無(wú)線電載波信號(hào)。 鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 （ 5） 移動(dòng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算識(shí)別該電子標(biāo)簽的身份，針對(duì)不同的設(shè)定作出相應(yīng)的處理和控制，最后發(fā)送指令信號(hào)給讀寫(xiě)器完成最后的讀操作和寫(xiě)操作。 CH341 是一個(gè) USB 總線的轉(zhuǎn)接芯片，一般來(lái)說(shuō)，該芯片有四個(gè)功能用途。 在并口的方式下， CH341 主要用于在不需要單片機(jī) /DSP/MCU的環(huán)境下，直接輸入輸出數(shù)據(jù)。 （ 2） 19 號(hào)引腳： TEN.只有當(dāng)該引腳必須接地的時(shí)候，芯片才能夠向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)然這個(gè)引腳是由微控制器控制的，當(dāng)微控制器有空閑接收的數(shù)據(jù) 的時(shí)候?qū)⒃撘_設(shè)置為低電平就可以了。而且為了使天線能夠最大功率傳輸，天線的芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配。下表是當(dāng)電子標(biāo)簽與天線之間的耦合系數(shù)為 的情況下，天線大小與距離之間的關(guān)系表。至于最佳天線直徑，每一個(gè)讀寫(xiě)器都有自己適合的天線最佳直徑，并不是天線直徑越大越好，也不是越小越好，而是在合適的直徑上。此外， RC 500 芯片的 TX1， TX2， DVSS,TVSS,AVSS,WMD等引腳都是與天線模塊相連接的。 圖 天線線圈等效電路 整個(gè)等效電路是將電容 C 和天線線圈電路并聯(lián)，所以可以看成是一個(gè)振諧電路，振諧頻率就是 ,其值是由湯姆遜公式得來(lái)的： 從（ 1）式子中可以看出頻率 f 與 LC 有關(guān)。 而且在整個(gè)讀寫(xiě)器中，其工作 頻率是由一個(gè) 的石英晶體發(fā)出的，在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)在射頻模塊的發(fā)送端口 TX TX2 引腳和地 TVSS， DVSS 之間引入一個(gè)濾波器電路。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 微控制器設(shè)計(jì) 本次課題設(shè)計(jì)采用的是用 STC89C54RD+來(lái)作微控制器，主要完成了數(shù)據(jù)的采集，處理，存儲(chǔ)和控制整個(gè)硬件電路。 STC89C54RD+單片機(jī)中將可用的 Data flash(EEPROM)的地址分成了 64 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū) 512 字節(jié)，一般最好只用 128 字節(jié)以下。 軟件設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)除了硬件設(shè)計(jì)之外，軟件設(shè)計(jì)也是相當(dāng)?shù)闹匾?。其中帶有顯示屏的是讓讀寫(xiě)器主動(dòng)尋卡，只有當(dāng)卡進(jìn)入到讀卡器的工作范圍內(nèi)時(shí)候，整個(gè)上位機(jī)才正常工作；而沒(méi)有顯示屏的是讓讀寫(xiě)器被動(dòng)尋卡。因此，主程序中的設(shè)計(jì)大部分是與上位機(jī)的功能有關(guān)的，單片機(jī)中的程序主要包括了系統(tǒng)初始化， MF RC500 芯片初始化，響應(yīng)上位機(jī)發(fā)送的天線命令，響應(yīng)上位機(jī)的驗(yàn)證 A 卡秘鑰的命令，響應(yīng)上位機(jī)的讀卡命令，響應(yīng) 上位機(jī)的寫(xiě)卡命令，以及串行中斷，接收上位機(jī)的數(shù)據(jù)等函數(shù)。 主程序的設(shè)計(jì)模塊主要可以分成三個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)：初始化模塊，主要包括系統(tǒng)初始化，顯示屏初始化，芯片初始化，以及默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；顯示屏模塊，主要是調(diào)用顯示屏模塊中的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在顯示屏上顯示鉆具卡的名稱(chēng)和 ID。 功能二：波特率的設(shè)置，本次設(shè)計(jì)的波特率設(shè)置為 19200，用 TH1=TL1= BOUND19200 來(lái)表示。用一個(gè)變量 status來(lái)記錄是否有卡的到來(lái)，先要設(shè)置該變量為復(fù)位 RC500 的函數(shù) PcdReset（）。 （ 4）整個(gè)系統(tǒng)默認(rèn)使用的是 typeA 協(xié)議的卡，用 PcdConfigISOType( 39。調(diào)用 文件中的 DisplayLcd（）來(lái)實(shí)現(xiàn)； （ 2）顯示鉆具卡的名稱(chēng)：調(diào)用尋卡函數(shù) RequestA（）來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二個(gè)參數(shù)變量表示的是卡的類(lèi)型，其中 0x0400 就表示石油鉆桿類(lèi)型的卡片。 Switch（接收到的命令碼） { 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 Case 命令碼 1：功能 1 函數(shù)； break。 Default:AnswerErr（ FAULT11）； break。 主要功能的實(shí)現(xiàn)有： （ 1） 屏幕初始化：用 initial_LCD（）表示；首先設(shè)置 PSB=1 來(lái)表示顯示屏選擇并口，然后調(diào)用寫(xiě)命令函數(shù) WriteCommand(unsigned char a)來(lái)進(jìn)行清屏，功能設(shè)置，顯示設(shè)置和輸入方式設(shè)置。 （ 3） 寫(xiě)命令函數(shù)：用 WriteCommand（ unsigned char a）表示；通常用該函數(shù)來(lái)表示在顯示屏上顯示的位置，例如在歡迎界面中，在第一行顯示“西南石油大學(xué)計(jì)科”，就必須設(shè)置為 WriteCommand（ 0x80） ,在第二行顯示“請(qǐng)刷鉆具卡！”，設(shè)置位置就是WriteCommand（ 0x88）。 顯示屏流程圖如下： 圖 顯示屏流程圖 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 部分代碼如下： （ 1）字符串?dāng)?shù)組定義漢字： unsigned char code table_1[]={西南石油大學(xué)計(jì)科 }。 //0=寫(xiě)指令或者寫(xiě)數(shù)據(jù)， 1=讀 LCD 信息； E=1。 //執(zhí)行指令 delay1(5)。 //寫(xiě)數(shù)據(jù) E=1。 //執(zhí)行指令 delay1(5)。i=16。i=15。包括讀寫(xiě)器尋卡，防沖撞，選卡，數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)基本功能，休眠狀態(tài)等。 struct TranSciveBuffer *pi。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 ClearBitMask(RegControl,0x08)。 = PCD_TRANSCEIVE。 if (!status) { if ( != 0x10) { status = MI_BITCOUNTERR。 } 鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 4 系統(tǒng)測(cè)試 在整個(gè)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)完成后，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中主要測(cè)試的有以下幾個(gè)方面： （ 1） LCD 顯示屏的顯示情況：當(dāng)測(cè)試卡進(jìn)入到讀寫(xiě)器的工作范圍內(nèi)時(shí)，顯示屏上的顯示是否正確； （ 2） 蜂鳴器的發(fā)聲情況：當(dāng)硬件設(shè)備連接電源后，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，蜂鳴器只發(fā)出一聲“嘀”的聲音，顯示屏正常顯示歡迎界面；當(dāng)測(cè)試卡進(jìn)入到讀寫(xiě)器的工作范圍內(nèi)時(shí)，蜂鳴器同樣發(fā)出一聲“嘀” ，代表讀卡成功；運(yùn)行 PC 機(jī)上的上位機(jī)測(cè)試軟件的時(shí)候，蜂鳴器能夠一直發(fā)出“嘀”的聲音，直到有測(cè)試卡進(jìn)入到讀寫(xiě)器的工作范圍內(nèi)或者上位機(jī)初始化成功后，聲音消失； （ 3） 硬件設(shè)備連接上位機(jī)，測(cè)試上位機(jī)的基本功能能否實(shí)現(xiàn)：由于本次課題設(shè)計(jì)的讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)基本上是根據(jù)上位機(jī)來(lái)進(jìn)行編寫(xiě)的，所以整個(gè)系統(tǒng)在很大程度上都要滿足上位機(jī)的基本功能。論文的重點(diǎn)非常突出，從整體上來(lái)看，論文 的重點(diǎn)在于詳細(xì)設(shè)計(jì)；而從詳細(xì)設(shè)計(jì)中來(lái)看，重點(diǎn)在于軟件設(shè)計(jì)，輕重層次分明。讀寫(xiě)器中的設(shè)計(jì)包括有 USB 接口提供電源和與上位機(jī)的通信， LCD 顯示，蜂鳴器發(fā)聲等。雖然這次設(shè)計(jì)在總體來(lái)說(shuō)是成功的，但是由于時(shí)間和自己知識(shí)的有限，還有許多地方時(shí)不足 的，是可以有所提高的。 （ 2）在大多數(shù)的射頻識(shí)別系統(tǒng)中，上位機(jī)與讀寫(xiě)器的通信通常采用的是 RS232串口進(jìn)行通信，而本次設(shè)計(jì)使用的是將 USB 接口與 CH341 芯片相結(jié)合，組成串口的功能才能進(jìn)行通信。 通過(guò)這次課題設(shè)計(jì)，使我對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)的使用和新知識(shí)的了解都積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)到了很多不錯(cuò)的東西，獲益匪淺。剛開(kāi)始的時(shí)候，由于自己對(duì)這個(gè)課題的主題不是非常的了解，是 XXX 老師給我講解題目的關(guān)鍵所在，應(yīng)該會(huì)涉及到的知識(shí)，在這方面老師給了我很好的引導(dǎo)；在對(duì)電路的設(shè)計(jì)和軟件的編碼階段，自己也經(jīng)常向梅大成老師請(qǐng)教。 其次我要感謝我的學(xué)校，在學(xué)校里不僅給我們提供了豐富的圖書(shū)館資源，還給我們提供了做畢業(yè)設(shè)計(jì)良好的環(huán)境：豐富的教學(xué)資源，安靜的工作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)室，以及網(wǎng)絡(luò)資源。 unsigned char code table_4[]={麻花鉆頭 }。//6 unsigned char code table_8[]={沙拉鉆頭 }。 //9 unsigned char code table_c[]={請(qǐng)刷鉆具識(shí)別卡 !}。 //接收到上位機(jī)發(fā)送的 AA 字節(jié)標(biāo)志 bit g_bRc632Ok。 //接收到的命令碼 unsigned char data g_cSNR[4]。 // unsigned char g_cCidNad。 unsigned char MfData[64]。 extern struct TranSciveBuffer{unsigned char MfCommand。 char PcdRequest(unsigned char req_code,unsigned char *pTagType) //尋卡； char PcdAnticoll(unsigned char *pSnr) //防沖撞； char PcdSelect(unsigned char *pSnr,unsigned char *pSize) //選卡； char ChangeCodeKey(unsigned char *pUncoded,unsigned char *pCoded) //將 Mifare_One卡密鑰轉(zhuǎn)換為 RC500 接收格式； char PcdAuthKey(unsigned char *pKeys) //將已轉(zhuǎn)換格式后的密鑰送到 RC500 的FIFO 中； char PcdAuthState(unsigned char auth_mode,unsigned char block,unsigned char *pSnr) //用存放 RC500 的 FIFO 中的密鑰和卡上的密鑰進(jìn)行驗(yàn)證； char rf_M1_read(unsigned char addr,unsigned char *pReaddata) //讀 mifare_one 卡上一塊 (block)數(shù)據(jù) (16 字節(jié) )； char PcdWrite(unsigned char addr,unsigned char *pWritedata) //寫(xiě)數(shù)據(jù)到卡上的一塊； char PcdValue(unsigned char dd_mode,unsigned char addr,unsigned char *pValue) //扣款和充值； char PcdRestore(unsigned char addr) //將 mifare_one 卡一塊數(shù)據(jù)調(diào)入卡緩沖區(qū)； char PcdTransfer(unsigned char addr) //將卡緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)保存到塊；