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基于嵌入式以太网的RFID系统应用技术研究

作　者: 孙鹏
导　师: 王宜怀
学　校: 苏州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 射频识别嵌入式以太网二代身份证硬件中间件 TCP/IP
分类号: TP393.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 193次
引　用: 5次
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内容摘要

射频识别是一种非接触式的自动识别技术,目前已广泛应用于物流、制造、公共信息服务等行业。而嵌入式系统的网络化也已成为当今后PC时代的重要特征。因此,RFID技术与嵌入式以太网技术的结合已经成为学术研究的热点之一。我国的RFID推广由于缺乏成熟的应用模式以及受成本制约,与国外相比还有很大差距。本文通过读取二代身份证中射频芯片的全球唯一序列号UID,使用二代身份证代替传统只读电子标签,节省了制卡费用。并结合嵌入式以太网技术,给出了以二代身份证为载体的局域网内射频识别系统的应用模型。文章首先分析了射频识别和嵌入式以太网技术的应用现状和工作原理。然后设计了基于嵌入式以太网的可读取二代身份证UID号的读写器设备,该读写器主要分为读写模块硬件中间件和具有以太网通信功能的主控系统两部分。读写模块硬件中间件被设计成DIP40标准封装形式,完成读卡操作并对外提供通信接口,用户通过该接口可直接获得电子标签信息而无需考虑射频实现细节,方便了RFID应用层的开发。主控系统采用飞思卡尔新一代16位微控制器MC9S12NE64,实现了单芯片的以太网接入方案。在实现以太网模块驱动程序的基础上,设计了一个精简的嵌入式TCP/IP协议栈,适合无操作系统支持的嵌入式系统使用。论文的最后通过对应用实例的分析,给出了本文基于嵌入式以太网的RFID系统的应用方法和适用场合。本文的研究成果对局域网内的嵌入式系统应用,现有只读卡系统的升级换代以及二代身份证的应用扩展具有参考价值和实际意义。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-17
  1.1 课题背景  8-12
    1.1.1 射频识别系统简介  8-9
    1.1.2 射频识别系统的发展及国内外应用现状  9-11
    1.1.3 嵌入式技术在以太网中的应用  11-12
  1.2 设计思路与课题意义  12-14
    1.2.1 设计思路  12-14
    1.2.2 课题意义  14
  1.3 本文工作和结构  14-17
    1.3.1 本文工作  14-16
    1.3.2 本文结构  16-17
第二章相关理论知识概要  17-29
  2.1 RFID 系统相关基础知识  17-22
    2.1.1 RFID 系统基本原理  17-18
    2.1.2 RFID 系统中信号的编码与调制  18-19
    2.1.3 电子标签的分类  19-20
    2.1.4 近耦合RFID 的国际标准ISO/IEC 14443  20-22
  2.2 计算机网络知识简介  22-28
    2.2.1 网络参考模型  22-23
    2.2.2 以太网技术  23-24
    2.2.3 TCP/IP 协议原理  24-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章读写器硬件设计  29-47
  3.1 读写模块硬件中间件  29-37
    3.1.1 中间件设计思路  29-30
    3.1.2 芯片选型及功能概述  30-33
    3.1.3 读写模块硬件电路设计  33-37
  3.2 主控系统硬件设计  37-44
    3.2.1 以太网接入解决方案的选择  38
    3.2.2 主控芯片简介  38-39
    3.2.3 电源电路设计  39-40
    3.2.4 MC9S12NE64 最小系统  40-41
    3.2.5 以太网接口硬件设计  41-42
    3.2.6 SPI 通信接口  42
    3.2.7 SCI 通信接口  42-43
    3.2.8 LCD 显示电路  43-44
  3.3 硬件测试及设计体会  44-46
    3.3.1 硬件模块测试  44-45
    3.3.2 硬件设计体会  45-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章读写器软件设计  47-70
  4.1 读写模块  47-57
    4.1.1 MC68HC908JB8 工程文件  47-48
    4.1.2 主函数设计  48-49
    4.1.3 I/O 口模拟SPI  49-52
    4.1.4 RC531 驱动  52-54
    4.1.5 TYPE A & B 电子标签的UID 识别  54-57
  4.2 嵌入式以太网  57-66
    4.2.1 解决方案设计  57-59
    4.2.2 MC9S12NE64 以太网驱动  59-61
    4.2.3 嵌入式TCP/IP 协议栈  61-65
    4.2.4 网络参数的在线修改  65-66
  4.3 软件测试与设计体会  66-69
    4.3.1 软件测试  66-68
    4.3.2 软件设计体会  68-69
  4.4 本章小结  69-70
第五章应用实例设计与分析  70-79
  5.1 智能大厦门禁系统设计  70-76
  5.2 应用扩展  76-77
  5.3 实例分析  77-78
  5.4 本章小结  78-79
第六章总结与展望  79-81
  6.1 全文总结  79-80
  6.2 课题展望  80-81
参考文献  81-84
附录A 读写器原理图  84-87
  A.1 读写模块原理图  84-85
  A.2 主控系统原理图  85-87
附录B 读写器实物图  87-88
攻读硕士学位期间公开发表的论文及参与的鉴定项目  88-89
致谢  89-90
详细摘要  90-92

基于嵌入式以太网的RFID系统应用技术研究

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