RFID智能安全识别系统设计.doc

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.81M 资料格式：doc 举报版权申诉

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第1页.png

第1页 / 共59页

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第2页.png

第2页 / 共59页

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第3页.png

第3页 / 共59页

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第4页.png

第4页 / 共59页

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第5页.png

第5页 / 共59页

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第6页.png

第6页 / 共59页

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第7页.png

第7页 / 共59页

lihom12345-3382995-4744302543387101978.doc.pdf-第8页.png

第8页 / 共59页

第1章绪论

1．1 射频识别基本介绍

1．2 目前的状况及选题背景

1．2．1 目前的发展情况

1．2．2 应用现状

1．2．3 选题背景

1．3 本项目的主要工作

第2章系统整体设计方案

2．1 系统基本组成和工作原理

2．1．1 系统主要部分组成

2．1．2 系统工作原理

2．2 系统总体设计方案

第3章系统硬件电路设计和介绍

3．1 主控制器部分的设计

3．1．1 MSP430系列单片机功能特性

3．1．2 MSP430芯片的JTAG接口

3．2 射频收发芯片nRF24L01简介

3.2.1 nRF24L01主要特点的介绍

3.3 串口电路

3.3.1 串口电路1：普通串口

3.3.2 串口电路2：USB转串口

3.4 复位电路

3.5 晶振连接

3.6 USB供电和电源转换

3.7 指示灯电路

3.8 独立按键电路

第4章系统软件设计

4.1 总体设计

4.1.1 MSP430配置NRF24L01模块

4.1.2 MSP430向nRF24L01发送数据

4.1.3 MSP430从nRF24L01读取数据

4.2 各模块功能实现

4.2.1 串口与计算机通信的实现

4.2.2 MSP430与射频模块通信的实现

4.2.3 24L01模式转换实现

第5章制版与调试

5.1 制作电路板

5.1.1 原理图设计

5.1.2 PCB设计

5.1.3 实物图

结论

1 设计结果总结

2 课题展望

致谢

参考文献

附录A 译文

中心或角落？在液晶显示器中Mura位置的启示

苏州科技学院本科生毕业设计（论文） RFID智能安全识别系统设计摘要智能安全识别系统能提供了安全、快捷、自动化的管理模式，而且也给使用者带来了极大的方便。所以,现在安全识别系统的研究已成为企业信息化的一个重要研究课题，具有巨大的现实意义。本文主要是基于射频识别技术设计智能安全识别系统，整个设计主要由射频收发模块NRF24L01和单片机MSP430控制系统组成。射频接收模块（读卡器）可以在感应范围内正确接收到发送模块（电子标签）发出来的信息，感应距离约 5m。通过读卡器和标签之间的通信，达到对各个电子标签的管理。本文首先给出了系统设计方案，选择了适合本系统特点的硬件设备；然后根据设计方案，进行了系统硬件构成和软件部分的设计：最后，总结系统开发中的问题，并讨论了系统进一步改进研究。通过实验表明，系统达到了预期效果，并使智能安全识别系统信息管理效率得到了较大提高，但由于各方面原因，系统中有些问题及技术细节还需要进一步完善。在今后的研究中，本人将继续致力于技术的完善和系统功能的改进。关键词：智能安全识别系统；射频识别：NRF24L01；MSP430； I

苏州科技学院本科生毕业设计（论文） RFID Smart Security Identification System Design Abstract Intelligent security identification system came into being. which not only manager can provide a safe，faster, more automated management style，but also offer the users，a great convenience．Therefore, it research has become an important topic and has a great significance． This article is based on intelligent radio frequency identification technology to design secure identification systems ， The system is combined by the NRF24L01 transceiver and MSP430 microcontroller. NRF receiver module (card reader) can be correctly received in the sensing range to the send module (card) issued to the information, the distance of reading card is 5 m roughly ．Through communication between reader and tag to manage each electronic tag . This article provided the system design way, selected features hardware for the system; then design system hardware and software .Finally, sum up problems that we meet and discuss how to improve the system. The experiments show that system reaches expected results, and make intelligent security recognition system manage more efficiently, As a various of reasons, the system has some problems and it can be improved. In future research, I will continue to work to improve the function of systems． Keywords: Identification: NRF24L01; MSP430 Smart Security Identification System; Radio Frequency II

苏州科技学院本科生毕业设计（论文）目录第 1 章绪论 ...................................................................................................................................... 1 1．1 射频识别基本介绍 ..........................................................................................................1 1．2 目前的状况及选题背景 ..................................................................................................2 1．2．1 目前的发展情况................................................................................................2 1．2．2 应用现状 ............................................................................................................ 3 1．2．3 选题背景 ............................................................................................................ 6 1．3 本项目的主要工作 ..........................................................................................................6 第 2 章系统整体设计方案 .............................................................................................................. 7 2．1 系统基本组成和工作原理..............................................................................................7 2．1．1 系统主要部分组成 ............................................................................................7 2．1．2 系统工作原理 ....................................................................................................8 2．2 系统总体设计方案 ..........................................................................................................8 第 3 章系统硬件电路设计和介绍 ................................................................................................ 11 3．1 主控制器部分的设计.................................................................................................... 11 3．1．1 MSP430 系列单片机功能特性.........................................................................12 3．1．2 MSP430 芯片的 JTAG 接口 ...............................................................................14 3．2 射频收发芯片 nRF24L01 简介 ......................................................................................14 3.2.1 nRF24L01 主要特点的介绍.................................................................................16 3.3 串口电路 .......................................................................................................................... 17 3.3.1 串口电路 1：普通串口.......................................................................................17 3.3.2 串口电路 2：USB 转串口....................................................................................17 3.4 复位电路 .......................................................................................................................... 18 3.5 晶振连接 .......................................................................................................................... 18 3.6 USB 供电和电源转换.......................................................................................................19 3.7 指示灯电路...................................................................................................................... 20 3.8 独立按键电路 .................................................................................................................. 20 第 4 章系统软件设计 .................................................................................................................... 21 4.1 总体设计 .......................................................................................................................... 21 4.1.1 MSP430 配置 NRF24L01 模块 ...............................................................................21 4.1.2 MSP430 向 nRF24L01 发送数据 ...........................................................................22 4.1.3 MSP430 从 nRF24L01 读取数据 ...........................................................................22 4.2 各模块功能实现.............................................................................................................. 24 4.2.1 串口与计算机通信的实现 ..................................................................................24 4.2.2 MSP430 与射频模块通信的实现.........................................................................24 4.2.3 24L01 模式转换实现 ...........................................................................................26 第 5 章制版与调试 ........................................................................................................................ 29 5.1 制作电路板...................................................................................................................... 29 5.1.1 原理图设计 ..........................................................................................................29 5.1.2 PCB 设计 ............................................................................................................... 31 5.1.3 实物图 .................................................................................................................. 32 5．2 软件开发调试环境 ........................................................................................................32 III

苏州科技学院本科生毕业设计（论文）结论.............................................................................................................................................. 34 1 设计结果总结 ...................................................................................................................... 34 2 课题展望 .............................................................................................................................. 34 致谢.............................................................................................................................................. 35 参考文献 .......................................................................................................................................... 36 附录 A 译文 ................................................................................................................................... 37 中心或角落？在液晶显示器中 Mura 位置的启示 ........................................................................37 附录 B 外文原文 ........................................................................................................................... 46 IV

苏州科技学院本科生毕业设计（论文）第 1 章绪论 1．1 射频识别基本介绍 RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一，在生产、零售、物流、交通等各个行业等各个行业有着广阔的应用前景。利用智能电子标签来标识各种物品的一种新的识别技术，其核心是智能电子标签，这种标签根据无线射频标识原理RFID(Radio Frequency Identification System) 而生产，它与读卡器通过无线射频信号交换信息，电子标签是未来标签市场的一种终极产品。一个最基本的RFID系统一般包括以下几个部份：一个载有目标物相关信息的 RFID标签，在读卡器及RFID单元问传输RF信号的天线和一个接收从RFID单元上返回的RF信号并将解码的数据传输到主机系统以供处理的读卡器。电子标签、天线、读卡器及主机可局部或全部集成为一个整体，或集成为少数的部件。近年来，无线射频识别(RFID)技术逐渐成为一种主流应用技术，该技术使快速物品识别成为可能。RFID技术与早期的条形码识别技术不同，它不需要近距离使用读码器，通过射频信号，可以实现远距离识别。RFID标签还可以将产品生产商、产品类型以及环境变量等各种信息作为身份的标识，不必像条形码那样使用斑马线标签。另外，RFID系统还能从不同方向自动识别RFID标签，与条形码识别相比，极大提高了识别速率。尽管RFID在诞生之初就展现出很大优势，但其高昂的费用阻碍了它在商业上的应用。随着电子工业的进步、电子设备的集成化和小型化，使RFID设备成本逐步下降，因而使它具有了与传统的条形标签相竞争的能力。在某些大型商业场所， RFID对于商品监管的优势是普通识别技术难以比拟的。 1

苏州科技学院本科生毕业设计（论文） 1．2 目前的状况及选题背景 1．2．1 目前的发展情况二十世纪九十年代以来，RFID技术得到了快速的发展。经济发达国家和地区已经将其应用于很多领域，并积极推动相关技术与应用标准的国际化。近年来，中国已初步开展了RFID相关技术的研发及产业化工作，并在部分领域开始应用，但相对基础薄弱，缺乏核心技术，应用分散。 RFID技术涉及信息、制造、材料等诸多高技术领域，涵盖无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。一些国家和国际跨国公司都在加速推动RFID技术的研发和应用进程。在过去十年间，共产生数千项关于RFID技术的专利，主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。在应用系统集成和数据管理平台等方面，某些国际组织提出基于RFID的应用体系架构，各大软件厂商也在其产品中提供了支持RFID的服务及解决方案，相关的测试和应用推广工作正在进行中。中国在RFID应用架构、公共服务体系、中间件、系统集成以及信息融合和测试工作等方面取得了初步成果，建立国家RFID测试中心已经被列入科技发展规划。近年来中国对RFID技术相当重视。2005年12月中国电子标签国家标准工作组再度启动，加紧了相关标准的制定工作，为RFID产业发展和市场应用提供有力保障。同时为了加速推进中国RFID产业化的进程，科技部决定加大对该产业的扶植力度，将在国内10-15个企业中实施政策性倾斜和资金投入。2006年6月9同，中华人民共和国科学技术部等十五部委出台的《中国射频识别(RFID) 技术政策白皮书》为我国未来RFID技术的发展指明了方向。2006年9月，国家863计划发布了十一五《射频识别(RFID)技术与应用项目指南》，从RFID技术研究、产业应用、标准制定等多方面给予了资金引导与扶持。 RFID应用领域之广，发挥作用之大，怎么估算都不为过，因为它将深入到人们生活、社会各个角落，发挥其巨大的作用。中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管等。 2

苏州科技学院本科生毕业设计（论文） 1．2．2 应用现状目前RFID主要应用于封闭市场。例如，低频RFID系统主要在智能安全识别管理、动物的跟踪和管理、生产线自动化及过程控制等领域应用，高频RFID系统主要在车辆自动识别、高速公路收费、大宗货物跟踪和监控等领域应用RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性实现对被识别物体的自动识别。RFID技术的应用最早可以追溯到第二次世界大战时期英国的空军基地，近年来随着微电子、计算机和网络技术的发展，该技术的应用范围和深度也都获得到了迅速发展。 RFID技术的发展得益于多项技术的综合发展，包括芯片技术、天线技术、无线技术、电磁传播技术、数据交换与编码技术等。一套典型的RFID系统由电子标签、读卡器和信息处理系统组成。电子标签与读卡器配合完成对被识别对象的信息采集功能：信息处理系统则根据需求承担相应的信息控制和处理工作。与传统的识别方式相比，RFID技术无需宜接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，并且操作快捷方便，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、标签上数据存储量大、可以加密和更改等优点，可广泛应用于生产线自动监测、商品库存管理、物流、零售、售后服务等领域。根据工作频率的不同，RFID系统大体分为中低频段和高频段两类，典型的工作频率为135kHz以下、13．56MHz、433MHz、860—960MHz、2．45GHz和5．8GHz 等。不同频率RFID系统的工作距离不同，应用的领域也有差异。低频段的RFID 技术主要应用于动物识别、工厂数据自动采集系统等领域；13．56MHz的RFID技术已相对成熟，并且大部分以IC卡的形式广泛应用于智能交通、智能安全识别、防伪等多个领域，工作距离

苏州科技学院本科生毕业设计（论文）应用，还是物流应用均走在世界的前列：在产业方面，TI、Intel等美国集成电路厂商目静都在RFID领域投入巨资进行芯片开发。Symbol等已经研发出同时可以阅读条形码和RFID的扫描器，IBM、Microsoft等也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用。欧洲的英国和德国的零售企业也已经开展了RFID系统的试验，很多欧洲企业都在积极进行RFID芯片、读卡器产品的开发。日本已在图书馆管理、工业制造等领域开始应用RFID技术，政府制定E-Japan和U-Japan计划，指导企业对RFID在物流领域的应用进行开发、测试和应用试验，鼓励企业尝试RFID 在开放系统中的应用。国内的RFID技术起步较晚，但是发展迅速，市场潜力巨大。目前，国内RFID 技术主要应用在以下领域：电子防盗系统、移动数据采集、定位系统。根据不同的应用场合，可以建立北京奥运应用RFID智能智能安全识别系统、基于RFID医院预防于术失误技术、医院母婴追踪管理系统，病人自动识别管理系统，有源RFID港口自动化管理系统、应用RFID实现的停车管理、高速路不停车收费系统以及铘井井下人员等位系统等等。北京奥运应用RFID智能智能安全识别系统：由于奥运场馆的分白比较分散、且存在跨地区，所以就要求智能安全识别系统的传输足跨网段网络传输，确保信息及时准确的传输给各工作站和奥运中央安全管理中心。预防手术失误技术：病人的名字和手术位置被打印在标签上，其内嵌的芯片还编码纪录了手术的类型、手术日期和手术的名称。在实施手术之前，先对标签进行扫描，然后对病人进行询问来证实标签上的信息是否真实。母婴追踪管理系统：在各个监护病房的出入口布置固定式RFID读卡器，每次有护士和婴儿需要通过时，通过读取护士身上的RFID身份识别卡和婴儿身上的 RFID母婴识别带，身份确认无误后监护病房的门才能被打开。同时，护士的身份信息，婴儿的身份信息及出入时间被记录入数据库中。配合监控录像，保安能随时监视重点区域的情况。病人自动识别管理系统：通过使用特殊设计的病人标识腕带，将标有病人重要资料的标识带系在病人手腕上进行24小时贴身标识，能够有效保证随时对病人进行快速准确的识别。同时，特殊设计的病人标识带能够防止被调换或除下，确保标识对象的唯一性及正确性。 4

分享到：

赞收藏

资料库

RFID智能安全识别系统设计.doc

相关推荐

安全技术

热门标签

最新资料