【正文】 unsigned int MfLength。 // unsigned char idata g_cReceBuf[64]。 //RC632 復(fù)位正常標(biāo)志 bit g_bIblock。//8 unsigned char code table_9[]={手搖臺(tái)鉆 }。 最后，我還要感謝我的同學(xué)們，在這為期三至四個(gè)月的課題研究生活中，周?chē)耐瑢W(xué)給了我許多意見(jiàn)和靈感，在這段時(shí)間里，他們給了我很多熱心的幫助和鼓勵(lì)。為以后出身社會(huì)將知識(shí)應(yīng)用與實(shí)踐打下了良好的基礎(chǔ)。主要包括以下幾個(gè)方面： （ 1）就測(cè)試使用的上位機(jī)而言，本文并沒(méi)有介紹該軟件的程序設(shè)計(jì)。論文從開(kāi)始講述新的鉆具管理模式的出現(xiàn)，到 RFID 技術(shù)和讀寫(xiě)器選用的 RC500 芯片知識(shí)的介紹，到最后的詳細(xì)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)測(cè)試，整個(gè)文章非常流暢，著重點(diǎn)突出。由于在初步設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有很多因素沒(méi)有考慮到，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)有非常多的 BUG，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢后必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。 = 1。 pi = amp。i++) WriteData(table_c[i1]) 。 //延時(shí) } （ 4）利用 FOR 循環(huán)顯示漢字： void DispalyLcd（） //初始化顯示：西南石油大學(xué)計(jì)科 請(qǐng)刷鉆具識(shí)別卡！ { unsigned char i。//延時(shí) } （ 3）寫(xiě)數(shù)據(jù)： void WriteData(unsigned char b) { E=0。 （ 2） 寫(xiě)命令： void WriteCommand(unsigned char a) { E=0。 （ 2） 屏幕初始化顯示：用 DispalyLcd（）表示 。 Case 命令碼 2：功能 2 函數(shù)； break。 在該函數(shù)中用一個(gè) status 來(lái)標(biāo)記是否有卡的存在，然后用 do while 來(lái)進(jìn)行判斷，如果有鉆具卡的存在，調(diào)用底層文件 文件中的尋卡函數(shù) PcdRequest（）函數(shù)，并且賦值給 status。然后用MI_OK 來(lái)代表卡，當(dāng) status 不等于 MI_OK 的時(shí)候，繼續(xù)賦值 status 為 PcdReset（），就是繼續(xù)復(fù)位。上位機(jī)功能模塊，主要是用 switch case 結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)功能函數(shù)的調(diào)用。在帶有顯示屏的情況下，整個(gè)上位機(jī)先是默認(rèn)的 ISO14443A 協(xié)議，然后再在顯示屏上出現(xiàn)歡迎界面。 微控制器 STC89C54RD+和 MF RC500 芯片的主要引腳連接有： （ 1） 兩者的 /RD,/WR 引腳相連接，來(lái)控制讀操作和寫(xiě)操作； （ 2） 兩個(gè)芯片的 /CS 相連接，控制整個(gè)系統(tǒng)的片選。如圖 所示：其中 L1 和 L2 均為,兩個(gè)電容為 47uH。這些引腳都有自己的功能，其中 TX1， TX2 引腳主要起到天線驅(qū)動(dòng)器的功能，有輸出緩沖的作用； DVSS,TVSS,AVSS 起到電感隔離的作用，而 WMD 引腳則是模擬參考電壓。 表 天線大小與距離的關(guān)系表 大?。?mmmm） 距離（ mm） 5050 7 6554 10 8554 12 為了能夠使天線能夠最大功率的傳輸信息，天線模塊的設(shè)計(jì)要考慮到 幾個(gè)主要的物理參量。 （ 3） 8 號(hào)引腳：這兩個(gè)引腳都是連接在 USB 接口上的，兩者都是輸入類(lèi)型的引腳，其中 7 號(hào)引腳作為中斷請(qǐng)求輸入，上升沿有效； 8 號(hào)則是自定義通用輸入。通過(guò)USB 總線提供異步串口、打印口、并口以及常用的 2 線和 4 線等同步串行接口。 （ 2） 當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入到讀寫(xiě)器的有效工作區(qū)域范圍內(nèi)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而激活能量，電子標(biāo)簽被激活，使電子標(biāo)簽將自身編碼信號(hào)通過(guò)內(nèi)置的射頻天線發(fā)送出去。雖然后者處理速度快，但本課題設(shè)計(jì)的系統(tǒng)對(duì)這方面也沒(méi)有太大的要求。整個(gè)設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言主要采用的是 C 語(yǔ)言，雖然大多數(shù)單片機(jī)開(kāi)發(fā)使用的是匯編語(yǔ)言，但是匯編語(yǔ)言有一定的缺點(diǎn)：程序的可讀性和可移植性比較差，而且編寫(xiě)的程序周期長(zhǎng)，調(diào)試非常困難。 MF RC500 支持與不同的微處理器直接接口，可與西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 個(gè)人電腦的增強(qiáng)型并口直接相連。 鉆具出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 圖 MF RC500 管腳配置 其次該芯片內(nèi)部包含了 64 個(gè)寄存器。此外， MF RC500 還支持ISO14443A 所有的層。甚至現(xiàn)在有些電子標(biāo)簽具有讀寫(xiě)的功能，能夠非常及時(shí)地更新標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。如今的社會(huì)上有著許多種讀寫(xiě)器，主要可以分為低頻讀寫(xiě)器，高頻讀寫(xiě)器，超高頻讀寫(xiě)器，雙 頻讀寫(xiě)器（所謂的雙頻讀寫(xiě)器就是指該讀寫(xiě)器可以支持兩種協(xié)議的讀寫(xiě)），防爆讀寫(xiě)器等。 設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要涉及到技術(shù)難點(diǎn)主要有： （ 1） STC89C54RD+單片機(jī)作為微控制器的程序設(shè)計(jì)； （ 2） 讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽通信標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)； （ 3） 應(yīng)用軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢后，與 不同的應(yīng)用軟件系統(tǒng)相連接可以將之投入到不同的行業(yè)中。 主要工作和任務(wù) 本課題做的 基于 RFID 技術(shù) 的鉆具 出入庫(kù)的 自動(dòng)檢 測(cè)系統(tǒng)主 要是以STC89C54RD+單片機(jī)作為微控制器，以射頻識(shí)別技術(shù)為核心的系統(tǒng)，系統(tǒng)中采用的是飛利浦公司中的 MF RC500 芯片作為整個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)的讀寫(xiě)器。 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。 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)。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。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。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。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。 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(chē)輛管理系統(tǒng)； （ 3） 自動(dòng)加油系統(tǒng)的應(yīng)用； （ 4） 門(mén)禁和安全管理系統(tǒng)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)）。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。 圖 社會(huì)上的各種讀寫(xiě)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。 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(xiě)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。首先其 32 個(gè)管腳主要有三種類(lèi)型，分別是輸入型，輸出型，電源型。 r 只讀 保存標(biāo)志，其值僅有內(nèi)部狀態(tài)決定。 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(xiě)器。事實(shí)證明：該軟件是一款非常好的輔助編程軟件。 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(xiě)器中包括了耦合模塊，高頻模塊，控制模塊和接口單元。現(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。 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。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)。 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。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。 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)。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(xiě)命令，寫(xiě)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。然后通過(guò)尋卡來(lái)判讀是否有鉆具卡進(jìn)入到讀寫(xiě)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。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。 )來(lái)表示，然后蜂鳴器再響一聲表示讀卡成功。 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。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(xiě)，每個(gè)漢字占用兩個(gè)字節(jié)。 （ 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])。 //寫(xiě)指令 delay1(5)。 //寫(xiě)數(shù)據(jù) delay1(5)。 WriteCommand(0x88)。 （ 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(lèi)型； char status。 SetBitMask(RegTxControl,0x03)。 *(pTagType+1) = [1]。 （ 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(xiě)器采用的是被動(dòng)尋卡的，而帶顯示屏的讀寫(xiě)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)。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)。 （ 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)。//8 unsigned char code table_6[]={沖擊鉆頭 }。 bit g_bReceOk。 //設(shè)備標(biāo)記 unsigned char g_cIcdevL。 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 。 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 Cha