【正文】 char PcdHalt() //命令卡進(jìn)入休眠狀態(tài)； 鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 char MifareProCom(unsigned char CID_NAD,unsigned char timeout,unsigned char *pLen,unsigned char *pCommand) //向 ISO144434 卡發(fā)送 COS 命令； 。 unsigned char MfData[64]。 void delay(unsigned int i) void BEEP(unsigned char i) void REDON(void) void main( ) //主函數(shù) void InitializeSystem() //系統(tǒng)初始化 。 //和上位機(jī)通訊時(shí)的緩沖區(qū) struct TranSciveBuffer{unsigned char MfCommand。 //設(shè)備標(biāo)記 unsigned char g_cIcdevL。 unsigned int g_cReceNum。 bit g_bReceOk。//8 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 unsigned char code table_a[]={鉆具卡名稱 :}。//8 unsigned char code table_6[]={沖擊鉆頭 }。在此，我要向它們每一個(gè)人表示由衷的感謝。在與 X老師交流的過(guò)程 中，他寬廣的知識(shí)面，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都在不斷激勵(lì)我好好學(xué)習(xí)。本次 設(shè)計(jì)還有許多不足的地方，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 （ 4）軟件設(shè)計(jì)的程序可能有點(diǎn)冗余，過(guò)多，沒(méi)有使用的代碼只是注釋掉了，并沒(méi)有刪除，而且有些源代碼的注釋并不完整。在 RFID系統(tǒng)中，上位機(jī)作為應(yīng)用系統(tǒng)，有著非常重要的作用。而且每次出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)花大量的時(shí)間去思考，解決不了的問(wèn)題又要花時(shí)間去查資料，問(wèn)導(dǎo)師和同學(xué)。軟件設(shè)計(jì)燒寫到硬件設(shè)備中，整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行起來(lái)，當(dāng)測(cè)試卡（ S50）進(jìn)入到讀寫器的工作范圍內(nèi)時(shí)，硬件顯示屏能夠正確顯示鉆具卡的名稱和 ID，連接上位機(jī)也能夠進(jìn)行一般的操作。 （ 2） 由于帶顯示屏的軟件程序設(shè)計(jì)和不帶顯示屏的軟件程序設(shè)計(jì)是不一樣的，其中不帶顯示屏的讀寫器采用的是被動(dòng)尋卡的，而帶顯示屏的讀寫器采用的是主動(dòng)尋卡的，所以當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)帶有顯示屏的時(shí)候，應(yīng)用測(cè)試軟件上只能夠初始化連接成功，很多功能不能夠?qū)崿F(xiàn)。整個(gè)調(diào)試過(guò)程主要是這樣的：連接硬件設(shè)備在 PC 機(jī)上，將測(cè)試卡不斷地放進(jìn)讀寫器的工作范圍內(nèi)，觀察顯示屏上的效果，能否正確顯示鉆具卡的名稱和序列號(hào)，其次 是觀察與上位機(jī)的連接功能是否存在錯(cuò)誤。 *(pTagType+1) = [1]。 [0] = req_code。 SetBitMask(RegTxControl,0x03)。MfComData。 （ 4） 卡密鑰格式轉(zhuǎn)換：用 ChangeCodeKey（）表示； 部分代碼如下：（尋卡功能） char PcdRequest(unsigned char req_code,unsigned char *pTagType) { //其中 req_code 指尋卡方式； *pTagType 指卡片類型； char status。 } 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議程序設(shè)計(jì) 該程序設(shè)計(jì)的源代碼是放在文件 中的，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的測(cè)試都是基于該標(biāo)準(zhǔn)下選擇的 TYPE A 類型卡進(jìn)行的，所以在讀寫器默認(rèn)狀態(tài)下就設(shè)置的是該標(biāo)準(zhǔn)。 WriteCommand(0x88)。 鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 WriteCommand(0x80)。 //寫數(shù)據(jù) delay1(5)。 //執(zhí)行指令 RS=1。 //寫指令 delay1(5)。 //1 讀取信息， 10 下降沿執(zhí)行指令； RS=0。 （ 5） 鉆具卡序列號(hào)的顯示：用 disCardAID(unsigned char *gID)表示，用 for 循環(huán)輸出 4 個(gè)字節(jié)的序列號(hào)： LCD_Data(gID[0+i])。因?yàn)闈h字是用字符串?dāng)?shù)字來(lái)表示鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 的，一個(gè)漢字占用 2 個(gè)字節(jié)，“西南石油大學(xué)計(jì)科”一共 8 個(gè)漢字，所以占用 16 個(gè)字節(jié)。顯示的漢字是用字符串?dāng)?shù)組的形式表達(dá)的，方便以后顯示的時(shí)候利用 FOR 循環(huán)，按照字節(jié)數(shù)來(lái)寫，每個(gè)漢字占用兩個(gè)字節(jié)。 Case 命令碼 3：功能 3 函數(shù)； break。 最后一部分也是本次設(shè)計(jì)最重要的一部分之一，就是上位機(jī)功能模塊的實(shí)現(xiàn)： 首先用偽代碼的形式來(lái)表示整個(gè)系統(tǒng)是怎么讓上位機(jī)實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信的。然后送顯示卡類型的函數(shù) disCardTYPE（）。 )來(lái)表示，然后蜂鳴器再響一聲表示讀卡成功。只有當(dāng) status 等于 MI_OK 的時(shí)候，蜂鳴器發(fā)出一聲響聲，燈亮一下。在顯示屏初始化中主要實(shí)現(xiàn)了五個(gè)功能： 功能一：設(shè)置顯示屏與單片機(jī)的連接為并口，用 PSB=1 表示； 功能二：在屏幕初始化過(guò)程中，必須要清屏，用 WriteCommand（ 0x01）表示； 鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 功能三：設(shè)置 8 字節(jié)界面，用 WriteCommand（ 0x30）表示； 功能四：整體顯示設(shè)置，用 WriteCommand（ 0x0c） 表示； 功能五：輸入方式設(shè)置，光標(biāo)右移，地址位加 1，而且是整體右移。 圖 主程序結(jié)構(gòu)圖 首先是初始化模塊包括以下幾個(gè)方面： （ 1）系統(tǒng)初始化，用的是 InitializeSystem（）來(lái)表示。然后通過(guò)尋卡來(lái)判讀是否有鉆具卡進(jìn)入到讀寫器的工作范圍內(nèi)，如果沒(méi)有鉆具卡，則繼續(xù)處于尋卡狀態(tài)；如果掃描到鉆具卡的存在，顯示屏則顯示鉆具卡的名稱和 ID，而且上位機(jī)可以接收到鉆具卡的序列號(hào)，上位機(jī)可以對(duì)鉆具卡進(jìn)行操作。然后讀卡器 開啟天線，掃描是否有電子標(biāo)簽進(jìn)入到讀卡器的工作范圍內(nèi)，并且執(zhí)行防沖撞函數(shù)，如果掃描到電子標(biāo)簽就顯示卡的類型（鉆具名稱），然后再顯示卡的序列號(hào)（鉆具卡的 ID）。其中主程序中主要包括了系統(tǒng)的初 始化，相應(yīng)上位機(jī)的各種命令；顯示屏程序設(shè)計(jì)主要包括寫命令，寫數(shù)據(jù)，初始化，顯示不同卡型號(hào)的數(shù)據(jù)； ISO14443標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議程序設(shè)計(jì)主要包括尋卡，防沖撞，選卡，與上位機(jī)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行操作。 （ 3） 微控制器的 P00(AD0)到 P07(AD7)與 P10 到 P17 引腳同時(shí)連接在 RC 500芯片的 D0 到 D7 上，采用地址數(shù)據(jù)復(fù)用方式的連接方式。 STC 系列單片機(jī)可以降低成本，提升性能，原有程序可以直接使用，硬件無(wú)需改動(dòng)。 讀寫器的天線有很多種形狀，但常見(jiàn)的只有兩種形狀，就是圓環(huán)形和矩形的。一種是適用于射頻模塊和天線之間的距離比較近的系統(tǒng)，采用直接匹配的天線；另一種是距離較長(zhǎng)的系統(tǒng)，采用 50 歐匹配的天線。 由于現(xiàn)實(shí)所設(shè)計(jì)的大部分天線模塊的電路都可以等效成一個(gè) RLC 諧振電路 ，所以可以將所有的天線模塊等效成一個(gè)如圖 這樣的等效電路。 天線主要包括了濾波器，接收電路，天線匹配電路，和天線線圈。包括磁場(chǎng)強(qiáng)度，最佳天線直徑，近場(chǎng)耦合，調(diào)諧，電感的估算，天線的品質(zhì)因數(shù)等。對(duì)于倉(cāng)庫(kù)管理鉆具 的標(biāo)簽來(lái)說(shuō)，應(yīng)該避免使用全向天線，使用的是方向性天線，方向性天線具有更少的輻射模式和返回?fù)p耗的干擾等優(yōu)點(diǎn)。 （ 4） 除此之外，在該模塊中還設(shè)計(jì)了一個(gè)開關(guān)，用來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的電源開關(guān)。 圖 CH341 芯片的主要功能 要想 CH341 芯片能夠?qū)崿F(xiàn)將 USB 接口轉(zhuǎn)換為串口的功能，有幾個(gè)引腳的連接是西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 非常重要的。 在異步串口方式下， CH341 提供串口發(fā)送使能，串口接收就緒等控制信號(hào)，以及常用的 MODEM 聯(lián)絡(luò)信號(hào)，用于將普通的串口設(shè)備直接升級(jí)到 USB 總線?，F(xiàn)如今有許多 PC 機(jī)沒(méi)有串口，將 CH341 芯片應(yīng)用到單片機(jī)中，實(shí)現(xiàn)將 USB 接口轉(zhuǎn)為串口的方法，可以解決一些 PC 機(jī)沒(méi)有串口的尷尬。 （ 3） 讀寫器的接收天線接收到電子標(biāo)簽發(fā)出的調(diào)制信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部的天線調(diào)節(jié)器將信號(hào)傳送到讀寫器的信號(hào)處理模塊。 系統(tǒng)架構(gòu) 整個(gè)系統(tǒng)是以射頻識(shí)別技術(shù)為核心，電子標(biāo)簽中擁有存儲(chǔ)芯片和耦合模塊，讀寫器中包括了耦合模塊，高頻模塊，控制模塊和接口單元。 （ 2） 讀卡芯片的選擇： 通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上部分讀卡芯片的調(diào)研，飛利浦公司的 RC500 芯片是 高整合的 非接觸 IC 卡讀寫芯片 ，而且支持 ISO14443A 協(xié)議，還具有合適的并行接口，非常適合與微控制器連接。事實(shí)證明：該軟件是一款非常好的輔助編程軟件。然而 C 語(yǔ)言就不一樣了， C 語(yǔ)言是一門國(guó)際通用的編程語(yǔ)言，具有較好的可讀性和可移植性。 正是因?yàn)樵撔酒哂羞@些特點(diǎn)，用 MF RC500 非常容易設(shè)計(jì) TYPE A型的讀寫器。該芯片還支持許多種并口信號(hào)，包括獨(dú)立的讀和寫選通信號(hào)，共用的讀和寫選通信號(hào)，帶握手的共用讀和寫選通信號(hào)。 r 只讀 保存標(biāo)志，其值僅有內(nèi)部狀態(tài)決定。主要包括了命令和狀態(tài)，控制和狀態(tài)， 發(fā)送器和編碼器控制，接收器和編碼器控制，時(shí)序和信道冗余， FIFO 定時(shí)器和 IRQ 腳配， RFU,測(cè)試控制等八頁(yè)寄存器，每頁(yè)都有八個(gè)寄存器。首先其 32 個(gè)管腳主要有三種類型，分別是輸入型，輸出型，電源型。該芯片內(nèi)部包括并行微控制器接口，雙向。 圖 常見(jiàn)的電子標(biāo)簽 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 應(yīng)用軟件系統(tǒng) 移動(dòng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)就相當(dāng)于是一個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)，而本次課題設(shè)計(jì)的上位機(jī)測(cè)試軟件就是一個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)，由于時(shí)間的關(guān)系，該軟件系統(tǒng)不是自己設(shè)計(jì)的，是在網(wǎng)上尋找的一個(gè)射頻讀卡器的應(yīng)用軟件系 統(tǒng)，所以在功能上與本課題涉及到的鉆具沒(méi)有太大的關(guān)系，但是這并不關(guān)系到讀寫器與應(yīng)用軟件系統(tǒng)的通信，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)都是參照該應(yīng)用軟件來(lái)設(shè)計(jì)的，所以制作的硬件設(shè)備基本上能夠與該軟件系統(tǒng)進(jìn)行通信，甚至使用其功能。 RFID 電子標(biāo)簽在制作時(shí)具有唯一的卡片序列號(hào)，而且該序列號(hào)無(wú)法復(fù)制，不可能出現(xiàn)兩張一模一樣的 RFID 電子標(biāo)簽，所以該標(biāo)簽具有很強(qiáng)的防偽性。 圖 社會(huì)上的各種讀寫器 電子標(biāo)簽 這 里的電子標(biāo)簽是指純粹的標(biāo)簽，常常又被叫做智能標(biāo)簽。射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展到如今的地步，有許多種芯片可以制成不同的讀寫器。除此之外，一般還要在 PC 機(jī)上建立一個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)，主要是用來(lái)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。該系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用到石油鉆井市場(chǎng)中，還可以應(yīng)用到食品溯源，倉(cāng)庫(kù)管理，小區(qū)停車等。本設(shè)計(jì)最后能夠達(dá)到的系統(tǒng)指標(biāo)主要有： （ 1） 顯示系統(tǒng)：能夠在 LCD 顯示屏上看到鉆具卡的信息； （ 2） 識(shí)別卡的信息：當(dāng)識(shí)別卡進(jìn)入到系統(tǒng)的工作范圍內(nèi)時(shí)，顯示屏上能夠正確顯示卡的型號(hào)（鉆具名稱）和 ID（鉆具編號(hào)）。不僅涉及到了該系統(tǒng)的總體架構(gòu)，系統(tǒng)工作原理，以及對(duì)硬件的設(shè)置，軟件的編程，產(chǎn)品的調(diào)試。 首先是低頻段的 RFID 主要應(yīng)用的領(lǐng)域有： （ 1） 畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)； （ 2） 自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)和車輛管理系統(tǒng)； （ 3） 自動(dòng)加油系統(tǒng)的應(yīng)用； （ 4） 門禁和安全管理系統(tǒng)等。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅可以方便管理員對(duì)石油鉆具的管理和保護(hù)，還可以將該系統(tǒng)應(yīng)用到其他行業(yè)中。只有用新的管理模式對(duì)這些鉆具做到“一對(duì)一”的管理，以及跟蹤分析，才能更好地利用這些資源。近年來(lái)， RFID 技術(shù)帶來(lái)的產(chǎn)品不斷的進(jìn)入到我們的社會(huì)生活中，其中非接觸式的 IC 卡系統(tǒng)就是一個(gè)顯著地例子。人們?yōu)榱斯?jié)約成本，時(shí)間等一系列因素，要求無(wú)論鉆井隊(duì)伍在遇到什么樣的鉆井深度和井身機(jī)構(gòu)的情況下，都只使用一套鉆具，將全部自認(rèn)為最好的鉆具混在一起形成一套鉆具，而不考慮鉆具之間的配合是否合適。早期的 IC 卡是接觸式的，有許多缺點(diǎn)，包括接觸磨損，效率低，難維護(hù)等問(wèn)題。但是，在傳統(tǒng)的管理模式中，管理員很難做到對(duì)每一種鉆具一對(duì)一的管理，導(dǎo)致許多鉆具因?yàn)楦鞣N原因“不翼而飛”，或者磨損得比較嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致人們因?yàn)閷?duì)鉆 具的使用情況不熟悉而釀成不堪設(shè)想的后果。隨著鉆井市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，我們對(duì)鉆井技術(shù)的要求也越來(lái)越高，與此同時(shí)，我們對(duì)鉆具的保護(hù)就要求更加嚴(yán)格。將RFID 技術(shù)和 IC 卡系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合就形成了非接觸式 IC 卡系統(tǒng)的產(chǎn)物。然而，傳統(tǒng)的鉆具管理模式實(shí)行鉆具定隊(duì)管理。 RFID 技術(shù)的崛起 隨著社會(huì)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)識(shí)別技術(shù)漸漸進(jìn)入我們的社會(huì)生活中，其中射頻識(shí)別技術(shù)作為這些識(shí)別技術(shù)中的一種新型技術(shù)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中迅速崛起，被譽(yù)為未來(lái)取代條形碼標(biāo)簽最具潛力的技術(shù)。 目的和意義 目的 為了使鉆具資源得到合理的利用，使鉆具的生命周期更長(zhǎng)，新的鉆具管理模式取代傳統(tǒng)的鉆具管理模式是勢(shì)在必行的。 意義 基于 RFID 技術(shù)的鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)不僅可以科學(xué)化地管理油田鉆具，同時(shí)也是我們將 RFID 技術(shù)應(yīng)用到我們社會(huì)生活中的一個(gè)具體的實(shí)踐。由于不同頻段的 RFID 產(chǎn)品有著不同的特性，因此不同頻段的 RFID 應(yīng)用到不同的領(lǐng)域中。 主要工作和任務(wù) 本課題做的 基于 RFID 技術(shù) 的