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基于超高频RFID技术的校园签到系统的设计

作　者: 刘肖雷
导　师: 崔文华
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 射频识别 LPC1768 AS3992 防碰撞短信发送
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 26次
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内容摘要

利用无线信道实现双向数据通信的非接触式自动识别技术，即射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，是一个融合了多项现代技术的跨学科研究领域。大规模集成电路技术、计算机硬件、软件技术、数据库技术以及无线电技术是它的基础。超高频（UHF）射频识别系统工作在860~960MHz，是目前国际上RFID技术发展的热点，它具有识别速度快，识别距离远、使用寿命长等诸多优点。校园签到系统是近年来伴随着学生安全事故的频发而发展起来的一门新兴的研究课题。它将射频识别技术和短信平台相结合，将射频识别技术的识别距离远，手机接收短信的方便快捷等优点发挥得淋漓尽致，使得学生家长能够及时地了解到学生是否已经安全到校，这样就实现了学生家长和学校的有效沟通。加速推进了数字化校园的进程，同时也提升了学校的管理水平。本课题以NXP公司的ARM7微控制器LPC1768和奥地利微电子的AS3992超高频RFID专用读写器芯片为核心进行了硬件电路设计。完成了定向耦合器、功率放大器、平衡-不平衡转换器、温补晶振、低通滤波器等射频部分电路和LPC1768的复位、电源、时钟、按键等控制部分电路的设计与调试，同时，将超高频系统的标准做了极为详细的阐述；在软件设计中，以Keil uVison4为开发环境，采用模块化设计思想，运用嵌入式C语言编程实现了对超高频电子标签的读操作、符合EPC Class1Gen2（ISO18000-6C）协议的多标签防碰撞算法、与计算机的串口通信初始化等程序。运用C#语言完成了上位机管理系统与读写器通信软件、学生管理软件、发送短信申请软件，数据库采用Sql Server2005。现在已经完成了超高频读写器样机的制作，并成功实现了对多标签的识别和安全短信的发送。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1. 绪论  9-15
  1.1 RFID 简介  9-11
    1.1.1 RFID 概论  9-10
    1.1.2 RFID 的发展进程  10
    1.1.3 RFID 的应用综述  10-11
    1.1.4 RFID 的发展方向  11
  1.2 RFID 组成及其工作原理  11-14
    1.2.1 RFID 系统的耦合方式  12
    1.2.2 RFID 系统的工作原理  12-13
    1.2.3 RFID 系统的硬件组成  13
    1.2.4 RFID 系统的分类  13-14
  1.3 短信平台  14-15
2. 超高频 RFID 系统的标准  15-19
  2.1 主要技术标准体系  15
  2.2 EPC Class1 Gen2(IS018000-6C)协议  15-19
    2.2.1 协议概述  15-16
    2.2.2 读卡器与标签通信过程  16
    2.2.3 防碰撞算法  16-19
3. UHF 读写器硬件设计  19-37
  3.1 读写器硬件结构总框架  19
  3.2 控制模块电路设计  19-25
    3.2.1 电源电路设计  20-21
    3.2.2 复位电路、时钟电路设计  21-22
    3.2.3 微控制器主芯片  22-23
    3.2.4 按键和 LED 电路设计  23
    3.2.5 调试和测试接口  23-24
    3.2.6 与上位机管理系统通信接口电路设计  24
    3.2.7 与射频芯片接口电路设计  24-25
  3.3 射频模块电路设计  25-37
    3.3.1 射频芯片选型  25
    3.3.2 射频芯片 AS3992 简介  25-26
    3.3.3 AS3992 寄存器  26-27
    3.3.4 锁相环电路原理  27-28
    3.3.5 AS3992 命令  28-30
    3.3.6 射频芯片与 LPC1768 的通信  30
    3.3.7 AS3992 原理图  30-31
    3.3.8 AS3992 外围电路设计  31-35
    3.3.9 标签和天线  35-37
4. 软件设计及课题测试  37-57
  4.1 读写器软件设计  37-48
    4.1.1 综述  37-39
    4.1.2 读写器底层程序设计  39-42
    4.1.3 通信程序  42-44
    4.1.4 电子标签操作程序  44-45
    4.1.5 防碰撞算法  45-46
    4.1.6 上位机管理系统与读写器通信软件  46
    4.1.7 读写器测试  46-48
  4.2 上位机管理系统软件设计  48-57
    4.2.1 学生管理软件  48-53
    4.2.2 短信发送申请软件  53-57
5. 总结与展望  57-59
  5.1 总结  57
  5.2 展望  57-59
参考文献  59-61
致谢  61-63
作者简介  63-64

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