【正文】 、調(diào)制、解碼、解密，然后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷。 （ 2）讀寫(xiě)器主要由無(wú)線收發(fā)模塊、天線、控制模塊及接口電路等組成。 RFID 系統(tǒng)基本上都由電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)三大部分組成。閱讀器通過(guò)天線發(fā)出電磁脈沖，收發(fā)器接收這些脈沖并發(fā)送已存儲(chǔ)的信息到閱讀器作為響應(yīng)。 11 1 射頻標(biāo)簽的工作原理和主要性能 射頻標(biāo)簽的工作原理 當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)中，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 Protel 99SE 由兩大部分組成：電路原理圖設(shè)計(jì)（ Advanced Schematic）和多層印刷電路板設(shè)計(jì)（ Advanced PCB）。 PROTEL 99SE PROTEL 99SE 是一個(gè)比較常用的電路原理圖編輯設(shè)計(jì)軟件，在大學(xué)期間也是我們使用做多的一個(gè)軟件了，它 是 ProklTechnology 公司開(kāi)發(fā)的基于 Windows 環(huán)境下的電路板設(shè)計(jì) 軟件 。第二項(xiàng)任務(wù)是將讀寫(xiě)器智能單元發(fā)送出的命令加工實(shí)現(xiàn)為便于調(diào)制到射頻信號(hào)上的編碼調(diào)制信號(hào)。發(fā)送出去的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)空間傳送到射頻標(biāo)簽上，射頻標(biāo)簽對(duì)照射在其上的射頻信號(hào)做出響應(yīng)，形成返回讀寫(xiě)器的反射回波信號(hào)；射頻模塊的第二項(xiàng)任務(wù)即是實(shí)現(xiàn)射頻標(biāo)簽反回到讀寫(xiě)器的回波信號(hào)進(jìn)行必要的加工處理，并從中解調(diào)提取出射頻標(biāo)簽回送的數(shù)據(jù)。 讀寫(xiě)器本身從電路視線角度來(lái)說(shuō)，可以劃分為兩大部分，即：射頻模塊與基帶模塊。 RFID 電子標(biāo)簽在圖書(shū)館中的應(yīng)用，雖然它還存在一定的問(wèn)題，相信不久的將來(lái)，隨著技術(shù)不斷的完善，圖書(shū)館自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化程度會(huì)有很大的提升，其發(fā)展前景是廣闊的。 由條型碼到 RFID 電子標(biāo)簽，也經(jīng)歷了條型碼 — 條型碼 +RFID 電子標(biāo)簽 — RFID 電子標(biāo)簽，不斷發(fā)展、探索和完善的過(guò)程。雖然它們的物理結(jié)構(gòu)相同， 但是和現(xiàn)今使用的條形碼還是有一定的區(qū)別的。 條型碼系統(tǒng)是一種二進(jìn)制代碼，這種代碼以平行的線條和分隔的 間隙組成數(shù)據(jù)，由寬的和窄的線條或間隙組成的序列，可以用數(shù)字 /字母來(lái)解釋。 MSP430系列單片機(jī)的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。它們分別是看門(mén)狗（ WDT）、模擬比較器 A、 定時(shí)器 A（ Timer_A） 、 定時(shí)器 B（ Timer_B） 、串口 0 、 1（ USART0、 1）、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、 10 位 /12 位 ADC、 16 位SigmaDeltaAD、 直接尋址模塊（ DMA）、端口 O（ P0） 、 端口 1~6（ P1~P6）、基本 定 時(shí)器 （ Basic Timer）等的一些外圍模塊的不同組合。如果晶體振蕩器在用做 CPU 時(shí)鐘 MCLK 時(shí)發(fā)生故障， DCO會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，以保證系統(tǒng)正常工作 ， 如果程序跑飛，可用看門(mén)狗將其復(fù)位。 上電復(fù)位后，首先由 DCOCLK 啟動(dòng) CPU， ，以保證程序從正確的位置開(kāi)始執(zhí)行，保證晶體振蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時(shí)間。在等待方式下，耗電為 ，在節(jié)電方式下，最低可達(dá) 。由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)打開(kāi)的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同 。由時(shí)鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時(shí)鐘。在 MSP430 系列中有兩個(gè)不同的時(shí)鐘系 統(tǒng)分別為，基本時(shí)鐘系統(tǒng)和鎖頻環(huán)（ FLL 和 FLL+） 時(shí)鐘系統(tǒng)或 DCO 數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)。 [3] 因而可使其在 1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流會(huì)在 200uA 至 400uA 左右，時(shí)鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有 。 超低功耗 MSP430 單片機(jī)之所以有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷杭办`活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。 MSP430 系列單片機(jī)的 中斷 源較多 ， 并且可以任意嵌套，使用時(shí)靈活方便。 在運(yùn)算速度方面， MSP430 系列單片機(jī)能在 8MHz 晶體的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn) 125ns 的指令周期。 強(qiáng)大的處理能力 MSP430 系列單片機(jī)是一個(gè) 16 位的單片機(jī)，采用了 精簡(jiǎn)指令集（ RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（ 7 種源操作數(shù)尋址、 4 種目的操作數(shù)尋址） 、 簡(jiǎn)潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令 ， 大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器都可參加多種運(yùn)算 ， 還有高效的查表處理指令 ， 有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅(qū)動(dòng)下指令周期為 125ns。 MSP430 系列是 一個(gè) 16 位的、具有超低功耗的、精簡(jiǎn)指令集的混合型單片機(jī)，在 1996 年問(wèn)世，由于它具有豐富的片內(nèi)外設(shè)、極低的功耗和方便靈活的開(kāi)發(fā)手段，已成為眾多單片機(jī)系列中一顆耀眼的新星 。 單片機(jī) MSP430 MSP430 系列單片機(jī)是美國(guó)德州儀器 1996 年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種 16 位超低功耗的混合信號(hào)處理器。 8 有源 RFID 技術(shù)（ 、 ） 有源 RFID 具備低發(fā)射功率、通信距離長(zhǎng)、傳輸數(shù)據(jù)量大 ,可靠性高和兼容性好等特點(diǎn)，與無(wú)源 RFID 相比，在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)非常明顯。該頻段有好的讀取距離，但是對(duì)讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義；有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在很短的時(shí)間可以讀取大量的電子標(biāo)簽。電子標(biāo)簽的天線一般是長(zhǎng)條和標(biāo)簽狀。 可能歐洲限制會(huì)上升到 2W EIRP；超高頻頻段的電波不能通過(guò)許多材料，特別是水，灰塵，霧等懸浮顆粒物資。 特性：在該頻段，全球的定義不相同，歐洲和部分亞洲定義的頻率為 868MHz，北美定義的頻段為 902 到 905MHz 之間，在日本建議的頻段為 950 到 956 之間。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，無(wú)源可達(dá) 10m 左右。 （ 3）超高頻 (工作頻率為 860MHz 到 960MHz 之間 ) 超高頻系統(tǒng)通過(guò)電場(chǎng)來(lái)傳輸能量。 特性：除了金屬材料外，該頻率的波長(zhǎng)可以穿過(guò)大多數(shù)的材料，但是往往會(huì)降低讀取距離，感應(yīng)器需要離開(kāi)金屬一段距離； 該頻段在全球都得到認(rèn)可并沒(méi)有特殊的限制；感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式；雖然該頻率的磁場(chǎng)區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對(duì)均勻的讀寫(xiě)區(qū)域；該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時(shí)讀取多個(gè)電子標(biāo)簽；可以把某些數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入標(biāo)簽中；數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快 些，價(jià)格也不是很貴。也就是通過(guò)感應(yīng)器上的負(fù)載電阻 的接通和斷開(kāi)促使讀寫(xiě)器天線上的電壓發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對(duì)天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。 主要應(yīng)用：畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)，汽車(chē)防盜和無(wú)鑰匙開(kāi)門(mén)系統(tǒng)的應(yīng)用，停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)收費(fèi)和車(chē)輛管理系統(tǒng)等方面。好的封裝形式價(jià)格貴，但是有 10 年以上的使用壽命；雖然該頻率的磁場(chǎng)區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對(duì)均勻的讀寫(xiě)區(qū)域；相對(duì)于其他頻段的 RFID 產(chǎn)品，該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢 。磁場(chǎng) 7 區(qū)域能夠很好的被定義，但是場(chǎng)強(qiáng)下降的太快。該頻率主要是通過(guò)電感耦合的方式進(jìn)行工作，也就是在讀寫(xiě)器線圈和感應(yīng)器線圈間存在著變壓器耦合作用。 不同頻段的 RFID 產(chǎn)品會(huì)有不同的特性，目前定義 RFID 產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標(biāo)準(zhǔn)的 不同的產(chǎn)品，而且不同頻段的 RFID 產(chǎn)品會(huì)有不同的特性。 至今，射頻識(shí)別技術(shù)的理論得到豐富和完善。 19902020 年：射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題日趨得到重視，射頻識(shí)別產(chǎn)品得到 廣泛采用，射頻識(shí)別產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。出現(xiàn)了一些最早的射頻識(shí)別應(yīng)用。 19601970 年：射頻識(shí)別技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開(kāi)始了一些應(yīng)用嘗試。 射頻識(shí)別的發(fā)展與現(xiàn)狀 19401950 年：雷達(dá)的改 進(jìn)和應(yīng)用催生了射頻識(shí)別技術(shù)， 1948 年奠定了射頻識(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無(wú)線可讀可寫(xiě)、無(wú)源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的射頻識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng)用。 5 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................................1 Abstract .............................................................................................................................2 引 言 ................................................................................................................................3 1 簡(jiǎn)介 ......................................................................................................................................6 單片機(jī) .........................................................................................................................8 標(biāo)簽 ...........................................................................................................................9 讀寫(xiě)器 ..................................................................................................................... 10 射頻識(shí)別的發(fā)展與現(xiàn)狀 .............................................................................................6 PROTEL 99SE ............................................................................................................ 10 2 射頻標(biāo)簽的工作原理和主要性能 ...................................................................................... 11 射頻標(biāo)簽的工作原理 ............................................................................................... 11 射頻標(biāo)簽的主要性能 ............................................................................................... 11 3 CPU 結(jié)構(gòu) ............................................................................................................................ 12 4 RFID 電子標(biāo)簽檢測(cè)系統(tǒng)硬件部分的總體設(shè)計(jì) ....................................................................... 14 設(shè)計(jì)思路 ................................................................................................................... 14 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 14 電源模塊 ................................................................................................................... 15 LCD 模塊 .................................................