【正文】 transmit mode；Logic 1：receive mode }。其中DIO0～DIO2和DIN0引腳作為SPI接口與外部存儲(chǔ)器相接，上電后存儲(chǔ)器中的程序通過(guò)SPI口進(jìn)入nRF24e1，其引腳具體功能分配如下表31：引腳功能作用DIO0串行時(shí)鐘引腳提供外部存儲(chǔ)器時(shí)鐘信號(hào)DIO1串行數(shù)據(jù)輸出口SPI數(shù)據(jù)輸出，與外部存儲(chǔ)器輸入相接DIO2片選CSGPIO口，控制外部存儲(chǔ)器是否工作DIN0串行數(shù)據(jù)輸入口SPI數(shù)據(jù)輸入，與外部存儲(chǔ)器輸出相接表31 SPI引腳功能表TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。功能是產(chǎn)生+12v和12v兩個(gè)電源，提供給RS232串口電平的需要?！狹AX232 由于設(shè)計(jì)的讀卡器是要與計(jì)算機(jī)連接，所以必須考慮到單片機(jī)的電平和計(jì)算機(jī)電平的轉(zhuǎn)換，這里我們選擇MAX232作接口電路設(shè)計(jì)。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。表23 2401配置字 在配置模式下，注意保證PWR_UP引腳為高電平，CE引腳為低電平。ShockBurstTM的配置字使nRF2401能夠處理射頻協(xié)議，在配置完成后，在nRF2401工作的過(guò)程中，只需改變其最低一個(gè)字節(jié)中的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)接收模式和發(fā)送模式之間切換。微控制器把數(shù)據(jù)從nRF2401移出；G.進(jìn)入接收狀態(tài)，把CE置高；C.微控制器把CE置低，激發(fā)nRF2401進(jìn)行ShockBurstTM發(fā)射；D.在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)加上字頭和CRC校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過(guò)程完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。猝發(fā)模式利用芯片內(nèi)部的先入先出堆棧區(qū)，使數(shù)據(jù)從低速微控制器送入，再以高速發(fā)射出去（最高可達(dá)1 Mbps），地址和校驗(yàn)碼由硬件自動(dòng)添加和去除，使用這種收發(fā)模式，不僅可使微控制器控制芯片更有效地工作；使射頻信號(hào)以高速發(fā)射，抗干擾性強(qiáng)；還減小整個(gè)系統(tǒng)的平均電流。圖23 nRF2401的功能模塊圖nRF2401 的使用非常方便，可以工作在四種不同工作模式下，其控制也只需使用 PWR_UP、CE、CS 三個(gè)引腳，如下表22所示?！猲RF24e1/nRF2401 本設(shè)計(jì)使用了NORDIC公司所推出的nRF24e1/nRF2401來(lái)實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)收發(fā)，它們都是功能強(qiáng)大的單片射頻GFSK收發(fā)芯片，～ ISM頻率，其通訊頻道可多達(dá)125個(gè)，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要，工作速率為0～1Mbps，最大發(fā)射功率0dBm，外圍元件極少，內(nèi)置硬件CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信地址控制?？紤]到標(biāo)簽一般面積都不會(huì)太大，這里選用帶有8051內(nèi)核的nRF24e1芯片作為發(fā)送端，外部存儲(chǔ)器選用25LC640存儲(chǔ)24e1的驅(qū)動(dòng)程序，每次上電后24e1通過(guò)SPI接口從存儲(chǔ)器中注入驅(qū)動(dòng)程序，進(jìn)入工作。 RFID系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案 射頻識(shí)別系統(tǒng)的傳輸協(xié)議 由于本文設(shè)計(jì)的電子標(biāo)簽為主動(dòng)式標(biāo)簽，在工作中所需要的能量由標(biāo)簽內(nèi)的電池提供，另外標(biāo)簽不需要閱讀器的激活，閱讀器和標(biāo)簽之間是單向通信，為了簡(jiǎn)化閱讀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通信方式只選擇單工，即電子標(biāo)簽主動(dòng)地每隔一定時(shí)間向外發(fā)射代表其自身編碼的微波信號(hào)，閱讀器不向電子標(biāo)簽發(fā)送指令和數(shù)據(jù)，只負(fù)責(zé)接收電子標(biāo)簽的信號(hào)。而在我國(guó)，由于射頻識(shí)別技術(shù)起步較晚，應(yīng)用的領(lǐng)域不是很廣，除了在中國(guó)鐵路應(yīng)用的車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)外，主要應(yīng)用僅限于射頻卡。目標(biāo)可為各種各樣的物體，如汽車、動(dòng)物，還有人類等等。而現(xiàn)在，EAS 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種個(gè)樣的商品中。采用有源標(biāo)簽的系統(tǒng)，其作用距離一般可以達(dá)到 30~200m 左右。實(shí)際系統(tǒng)這一指標(biāo)相差很大，取決于標(biāo)簽及閱讀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成本的要求、應(yīng)用的需求等，范圍從 0～100m 左右。標(biāo)簽未進(jìn)入工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，相當(dāng)于無(wú)源標(biāo)簽。射頻識(shí)別系統(tǒng)一般采用調(diào)幅或調(diào)頻方式。一般地，可以利用兩個(gè)參數(shù)衡量數(shù)據(jù)在空氣介質(zhì)中傳播，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x。 基本工作原理射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本模型如圖 11 所示。射頻識(shí)別系統(tǒng)從狹義的角度說(shuō)，由兩個(gè)部分組成，即電子標(biāo)簽和讀寫器。目前RFID存在兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)陣營(yíng)，一個(gè)是歐美的EPC標(biāo)準(zhǔn)，其RFID采用的是UHF頻段，如 902MHz~928MHz，側(cè)重于物流管理、庫(kù)存管理等；另一個(gè)是日本的UID標(biāo)準(zhǔn)，采用的頻段為 ，可用于庫(kù)存管理、信息發(fā)送與接收以及產(chǎn)品和零部件的跟蹤管理等。其中，射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification簡(jiǎn)稱RFID)技術(shù)是 90 年代興起的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)就是應(yīng)用一定的識(shí)別裝置，通過(guò)被識(shí)別物品和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)，自動(dòng)地獲取被識(shí)別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺(tái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)做后續(xù)處理的一種技術(shù)。如果沒(méi)有這些實(shí)際的數(shù)據(jù)支持，生產(chǎn)和決策將成為一句空話，將缺乏現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。 本文首先介紹了射頻識(shí)別技術(shù)的基本工作原理，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的RFID系統(tǒng)，包括讀卡器和有源標(biāo)簽兩部分，可以適用于停車場(chǎng)的車輛管理等場(chǎng)合。與目前廣泛采用的條形碼技術(shù)相比，RFID 具有容量大、識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快、穿透能力強(qiáng)、可多卡識(shí)別、抗污性強(qiáng)等特點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。關(guān)鍵詞射頻識(shí)別 讀卡器 有源標(biāo)簽 NRF2401/24e1 RS232 AT89S52正文 課題背景 RFID技術(shù)概述在我們的現(xiàn)實(shí)生活中，各種各樣的活動(dòng)或事件都會(huì)產(chǎn)生這樣或那樣的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括人、物質(zhì)、財(cái)務(wù)的數(shù)據(jù)，也包括采購(gòu)、生產(chǎn)和銷售中的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的采集與分析對(duì)于我們的生產(chǎn)或者生活決策來(lái)說(shuō)十分重要。在計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采集是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的分析和過(guò)濾，最終成為影響我們決策的信息。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)近幾十年來(lái)在全球范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展，初步形成了一個(gè)包括條碼技術(shù)、磁卡磁條技術(shù)、IC 卡技術(shù)、光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)、射頻技術(shù)、聲音識(shí)別及視頻識(shí)別等集計(jì)算機(jī)、光、磁、物理、機(jī)電、通信技術(shù)為一體的高新技術(shù)學(xué)科。五者各具特色也都有缺陷，前兩者使用最廣，但通信速度較慢，傳輸距離也不夠長(zhǎng)，而后三者頻段高，耗電量也大。又由于不用近距離接觸，甚至閱讀距離可以長(zhǎng)達(dá)近百米，而且電子標(biāo)簽可以粘附在任何動(dòng)態(tài)目標(biāo)上，只要運(yùn)動(dòng)速度在讀寫器識(shí)別速度限制之內(nèi)，就可以遠(yuǎn)距離讀取運(yùn)動(dòng)物品標(biāo)簽上的信息。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，讀寫器是射頻識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)保證。圖11 射頻識(shí)別系統(tǒng) 由圖 11 可以看出，在射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作過(guò)程中，應(yīng)答器與閱讀器之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)空氣介質(zhì)以無(wú)線電波的形式進(jìn)行的。在 RFID 系統(tǒng)中，載波一般由閱讀器發(fā)出并進(jìn)行調(diào)制，而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)制也有許多方法，如用數(shù)據(jù)信息改變載波的波幅即調(diào)幅、改變載波的頻率即調(diào)頻、改變載波的相位即調(diào)相。半無(wú)源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，但電池僅對(duì)標(biāo)簽內(nèi)要求供電維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路或標(biāo)簽芯片工作所需的電壓作輔助支持，標(biāo)簽電路本身耗電很少。射頻識(shí)別系統(tǒng)的另一主要性能指標(biāo)是閱讀距離，也稱為作用距離，它表示在最遠(yuǎn)距離上，閱讀器能夠可靠地與電子標(biāo)簽交換信息，即閱讀器能讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。更高頻段的系統(tǒng)一般均采用有源標(biāo)簽。早期的 EAS 主要應(yīng)用于防止貴重物品被盜，將射頻電子標(biāo)簽附在貴重商品上，讀卡器定時(shí)監(jiān)測(cè)該物品是否在商店內(nèi)，一旦監(jiān)測(cè)到物品在射頻電子標(biāo)簽未被使無(wú)效之前離開(kāi)了商店，便會(huì)發(fā)出警鐘。 可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，可提供導(dǎo)航作用。在北美、歐洲、大洋洲、亞太地區(qū)及非洲南部，射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域：汽