【正文】 關(guān)處理功能、管理內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)以及執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。 nRF24L01 工作頻率穩(wěn)定 可靠，功耗極低，曼徹斯特編解碼由片內(nèi)硬件完成，內(nèi)建待機和掉電模式，通過 SPI(串行外設(shè)接口 )與微控制器通信，特別適合低成本、低功耗但同時要求高性能和高集成度的應(yīng)用場合 [10]。因此，工作頻率的高低決定著天線的尺寸和大小。本系統(tǒng)設(shè)計了天線內(nèi)置的閱讀器，既可安裝全向鞭狀天線也可以安裝定向天線，提高 14 了閱讀器穩(wěn)定性，也方便了安裝和施工。 VDD_PA：為功率放大器供電，輸出為 V。在空閑模式下，配置字的內(nèi)容保持在nRF24L01 片內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時，用中斷請求將它喚醒只需 6us。 (3)方便高效的開發(fā)環(huán)境：目前 MSP430 系列單片機有 OTP 型、 FLASH 型和 ROM型三種類型的器件，這些器件的開發(fā)手段不同。 圖 MSP430F2101 微控制器結(jié)構(gòu) 考慮到電源的功耗和標(biāo)簽體積，電源采用 3V500mAh 紐扣電池， MSP430F2101單片機的晶振采用 35768Hz 晶振，雖然時鐘周期比較長，但是這樣 可以使微控制器待機功耗降至最低，已經(jīng)完全能滿足實際需要 [12]。 電子車牌閱讀器設(shè)計 1）射頻芯片 nRF24L01 內(nèi)置地址解碼器、先入先出堆棧區(qū)、解調(diào)處理器、時鐘處理器、GFSK 濾波器、低噪聲放大器、頻率合成器，功率放大器等功能模塊，需要很少的外圍元件，因此使用起來非常方便。 nRF24L01 應(yīng)用電路一般工作為 3V，它由低功耗微控制器 MSP430F123 進行控制。在電路設(shè)計時，采用了專用的 MAX485 接口芯片，把微控制器讀取處理后的數(shù)據(jù)通過 485 總線 （必須用雙絞線，或者網(wǎng)線的其中一組） 方式傳輸?shù)娇刂浦行摹＝饘贂绊懠钇餍盘?，避免將激勵器安裝在大塊金屬旁。 應(yīng)用程序在掃描串口并接收數(shù)據(jù)后，將二進制的車 輛信息解碼后傳到后臺數(shù)據(jù)庫中保存，數(shù)據(jù)保存后，通過交通參數(shù)計算模塊，計算出該段道路上的交通參數(shù)，并通過交通信息的查詢界面查詢?nèi)魏螘r間段內(nèi)的交通信息。 在電子標(biāo)簽和閱讀器系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，除了可使用匯編語言外，使用 C語言更能夠提高設(shè)計效率，加快開發(fā)進度。CH, 40)。 //設(shè)置 串口 通信 波特 率為 19200bps UBR0_0=0XA0。 if(TXBUF_num0) //檢測 8 個字節(jié)有沒有發(fā)送完畢 { TXBUFO=utx_buf[TX_count]。 //} } } void uart start(void) //啟動發(fā)送 { IE2|=UTXIE0。發(fā)送程序主要完成每隔 500ms 發(fā)送一次數(shù)據(jù)。此時 MCU 還可通過 SPI 口讀出 nRF24L01 接收到的有效數(shù)據(jù)。 SPI_ Write_ Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)。由此提出了RFID 技術(shù)的電子車牌系統(tǒng)的設(shè)計方案，并以 nRF24L01 和 MSP430 為核心，分別從硬件和軟件兩個方面進行了主動式電子標(biāo)簽和閱讀器的設(shè)計。 由于時間限制和作者水平有限，文中疏漏之處在所難免，真誠歡迎各位專家和讀者批評指正 ! 30 參考文獻 [1] 譚浩強 .C 語言程序設(shè)計 [J].清華大學(xué)出版社， 2021:132153. 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Symp., vol. 2, pp. 25, July 2021. 。 //設(shè)置 CRC 校驗 CE_Pin(1)。微控制器主要完成對 nRF24L01 的模式控制、產(chǎn)生定時中斷、用戶邏輯編碼等功能。此外還可以根據(jù)需要對 MCU 編程實現(xiàn)更為復(fù)雜的防碰撞或加密解密算法。 RFID 系統(tǒng)中標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)功能流程如圖 所示。 TX_count=0。 //發(fā)送中斷允許 } TXBUF_num=8。 //時鐘源為 SMCLK, UOTCTL=0。 SPI_Write_Buf(WRITE_REG+RX_ADDR_P0,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH)。射頻芯片在接收到新數(shù)據(jù)時，會自動進行數(shù)據(jù)的校驗、地址碼核對和去掉前導(dǎo)碼工作，把用戶數(shù)據(jù) 送到 MCU。 應(yīng)用系統(tǒng)軟件采用 Visual C++編程，數(shù)據(jù)庫采用 Microsoft SQL Server 2021。 圖 低頻激勵器外形 不同的激勵器之間可以串聯(lián)在一起，同時供電，如圖 所示。RS485 電路如圖 所示。 圖 MSP430F2101 微控制器結(jié)構(gòu) 19 閱讀器電路硬件主要分為射頻接口、控制系統(tǒng)和輸出接口三大部分。PROM，可以將驅(qū)動及控制 nRF24L01 的程序?qū)懭朐撻W存，無需外接 EPROM 而簡化了電路設(shè)計降低了系統(tǒng)功耗。 MSP430F2101 微控制器片內(nèi)結(jié)構(gòu)包括 16 位 RISC ( Reduced Instruction Set Computing)精簡指令的 CPU，時鐘系統(tǒng)，用于燒錄程序和仿真用的 JTAG (Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組 )接口， 1 KFlash, 128BRAM, Watchdog(看門狗電路 )，片上外圍模塊， I/O 接口等組成。它們分別是看門狗（ WDT）、模擬比較器 A、定時器 A(Timer_A)、定時器B（ Timer_B） ,串口 0、 1 (USARTO、 USRAT1),硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、 10 位 /12位 ADC、 14 位 ADC（ ADC14)、 12 位 DAC、 I2C 總線、直接數(shù)據(jù)存取 (DMA)、端口 0（ PO）、端口 1～ 6 （ P1～ P6）、基本定時器 (BasicTimer)等的一些外圍模 塊的不同組合。 16 位 的數(shù)據(jù)寬度、 125us 的指令周期以及多功能的硬件乘法器 (能實現(xiàn)乘加 )相配合，能實現(xiàn)數(shù)字信號處理的某些算法 (如 FFT 等 )。 空閑模式 nRF24L01 的空閑模式是為了減小平均工作電流而設(shè)計，其最大的優(yōu)點是，實現(xiàn)節(jié)能的同時，縮短芯片的起動時間。 15 VSS：電源地 。在使用不同形狀天線時，為了得到盡可能大的收發(fā)距離，電感電容的參數(shù)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整 [17]。當(dāng)使用圓機化天線時，常采用微帶天線形式實現(xiàn)。 通過分析 比較發(fā)現(xiàn)， Nordic 公司的 nRF2401 和 nRF24L01 都可用于 UHF RFID系統(tǒng)，而 nRF24L01 技術(shù)更新，體積更小、成本更低，且具有一些獨特的功能。另外，電子標(biāo)簽必須含有調(diào)制電路，可以 把存儲在電子標(biāo)簽內(nèi)部的被識別對象的相關(guān)數(shù)字信息調(diào)制到發(fā)射的電磁波上。 圖 閱讀器、標(biāo)簽及應(yīng)用系統(tǒng)三者關(guān)系 11 第三章 RFID 電子車牌系統(tǒng)硬件設(shè)計 RFID 電子車牌硬件結(jié)構(gòu) RFID 系統(tǒng)的目的就是 從電子標(biāo)簽中獲取被識別對象的相關(guān)信息，并且，電子標(biāo)簽可以從閱讀器的射頻場中獲得能量，可為其它部分或全部電路提供電源[8]。 當(dāng)然，為了完成這些復(fù)雜的任務(wù)，在絕大多數(shù)情況下控制單元都擁有微處理器作為核心部件。 在高頻接口中有兩個分割開來的信號通道，分別用于上下行兩個方向的數(shù)據(jù)流傳輸 [6]。 根據(jù)支持的電子標(biāo)簽類型不同以及所完成功能的不同，閱讀器的復(fù)雜程度是顯著不同的。 一般，電子標(biāo)簽應(yīng)具有如下特點 : (1)體積小，結(jié)構(gòu)牢固，耐腐蝕 。只