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目录目录 (1)摘要 (2)ABSTRACT (4)第一章 RFID简介及系统组成原理 (6)第一节课题研究背景及其意义 (6)第二节 RFID系统介绍 (6)第三节 RFID技术简介 (7)第四节 RFID系统组成及原理 (8)第五节 RFID技术的国内外研究现状及其应用 (9)第二章读写终端的需求分析及系统结构 (10)第一节读写终端的需求分析 (10)一、读写终端的功能分析 (11)二、读写终端的软硬件分析 (12)第二节射频识别系统结构分析 (12)一、RFID读写终端 (13)二、RFID标签 (13)三、无线基站及上位 (15)第三章设计思想和体系结构 (17)第一节读写器设计思想 (17)一、为生产而设计 (18)二、为测试而设计 (19)三、为维护而设计 (19)第二节读写器体系结构设计方案 (20)第四章读写器硬件设计及软件设计 (22)第一节硬件设计 (22)一、硬件整体设计 (22)二、射频模块设计 (24)三、主控模块设计 (25)四、接口模块设计 (27)第二节读写器软件设计 (28)一、射频通信程序设计 (30)二、防碰撞程序设计 (33)三、串口通信程序设计 (34)四、成功案例 (37)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)一、英文原文 (45)二、英文翻译 (48)RFID读写器设计【摘要】无线射频识别(RFID)是新一代识别技术的代表，被全球高科技领域誉为最有市场前景的技术之一。
它的应用领域非常广泛，包括产品质量安全跟踪、物流仓储管理、零售及供应链管理，航空行李管理、自动化等各个领域。
随着RFID技术研究的不断深入和应用逐步拓展，RFID中间件将企业级中间件技术延伸到RFID领域，是处于硬件系统和应用系统之间的一类软件，它的功能主要包括屏蔽RFID设备的多样性和复杂性、实现对标签数据的处理、集成应用系统，能够为后台业务系统提供强大的支撑。
本文结合软硬件协同设计的思想和在设计中的体会，提出了关于读写器的设计思想和读写器的体系结构。
面向中长跑体能测试的RFID设计与实现李庆功【摘要】The RFID technology is applied to the physical fitness test timekeeping of the middle?and long?distance race. The wireless reader layout of the RFID?based automatic timekeeping system was designed by taking the standard 400 m track as an example. The reader of 2.4 GHz is used to identify the electronic tag. The hardware design was performed for wireless reader and electronic tag of the RFID?based middle?andlong?distance race automatic timekeeping system. The frame time?slot ALOHA algorithm is used to conduct the anti?collision processing when several athletes go into the reader′s recognition range at the same time. The positioning algorithm is used to locate the athletes within the reader′s recognition range,and determine the perfor?mance of the athletes. The RFID?based middle and long distance race automatic timekeeping system was verified with the experi?mental method.%将RFID无线射频技术应用于中长跑的体能测试计时，以我国标准400 m跑道为例设计RFID自动计时系统的无线阅读器布局，使用频率为2.4 GHz的阅读器对电子标签进行识别。
915MHz_RFID读写器的设计与实现
近年来，射频识别（RFID）技术在物联网、供应链管理、仓储物流等领域得到了广泛的应用。
为了满足不同应用场景的需求，本文设计并实现了一种915MHz_RFID读写器。
首先，我们对915MHz_RFID读写器的硬件进行了设计。
该读写器采用了915MHz的射频模块，以实现对RFID标签的读写功能。
采用高频段的射频模块可以实现较远距离的读取和写入操作。
此外，读写器还配备了一块LCD显示屏，用于显示读取到的标签信息和操作状态。
为了保证读写器的稳定性和可靠性，我们还设计了稳压电源和保护电路。
其次，我们对读写器的软件进行了开发。
读写器的软件主要包括两个部分：上位机软件和嵌入式软件。
上位机软件负责与读写器进行通信，发送读写指令并接收读取到的标签信息。
嵌入式软件负责控制射频模块的工作，实现对标签的读写操作。
为了提高读写器的性能和稳定性，我们采用了多线程技术，使得上位机软件和嵌入式软件可以并行运行。
最后，我们对设计的读写器进行了实验验证。
实验结果表明，该读写器具有较好的性能和稳定性。
它可以在较远距离范围内读取和写入标签信息，并且能够准确地显示读取到的标签信息和操
作状态。
此外，读写器的读写速度较快，能够满足实际应用的需求。
综上所述，本文设计并实现了一种915MHz_RFID读写器。
该读写器具有较好的性能和稳定性，能够满足不同应用场景的需求。
未来，我们将进一步优化读写器的设计，提高其性能和功能，为RFID技术的应用提供更好的支持。
高频RFID读写器的设计与实现RFID（Radio Frequency Identification）技术已经成为现代物流、供应链管理和智能交通领域中的重要组成部分。
高频RFID读写器作为RFID系统的核心设备之一，其设计与实现对于提高物流运输效率、降低人工成本具有重要意义。
本文将介绍高频RFID读写器的设计原理、硬件组成和软件实现过程，并探讨如何优化读写器的性能和功能。
高频RFID读写器的设计原理是基于无线电信号的传输和接收。
它通过天线向RFID标签发送电磁信号，然后接收标签反射回来的信号，最终将标签的数据传输到计算机系统中进行识别和处理。
在设计高频RFID读写器时，需要考虑天线设计、射频信号处理和通信协议等方面。
首先，天线是高频RFID读写器的重要组成部分。
为了实现较长的传输距离和高效的数据传输，天线的质量和配置需要得到精心设计。
合适的天线材料、形状和尺寸对读写器的性能有很大的影响。
同时，天线的布置和定位也需要考虑到RFID标签的方向性和灵敏度要求，以确保高频RFID读写器能够稳定地读取和写入标签信息。
其次，射频信号处理是高频RFID读写器设计中的重要环节。
射频模块负责将计算机产生的信号转换成天线可以接收和发送的射频信号，并将天线接收到的射频信号转换成数字信号供计算机处理。
在射频信号处理过程中，需要考虑信号的调节、放大、滤波以及与标签的通信协议等因素，以确保读写器能够稳定高效地与RFID标签进行通信。
最后，高频RFID读写器的软件实现是实现功能和性能的关键。
软件部分通常包括驱动程序、通信协议、数据处理和用户界面等模块。
驱动程序用于控制读写器的硬件操作，确保读写器能够正常工作。
通信协议用于与标签进行交互，确保数据的可靠传输和识别。
数据处理模块负责解析和处理读写器读取到的数据，将其提供给上层系统进行进一步处理和应用。
用户界面模块用于提供友好的图形界面，方便用户操作和配置读写器。
在优化高频RFID读写器的性能和功能方面，可以采取多种策略。
基于Intel R1000的超高频RFID读写器设计时间：2009-05-22 09:37:12 来源：现代电子技术作者：黄志敏，李鹏，高远，沈少武，徐斌富武汉大学摘要：设计并提出一种超高频射频识别系统读写器设计的新方案。
该读写器采用Intel R1000收发器芯片、w78E365微控器，符合Is0 18000—6c和EPC global Gen 2标准，工作频率为860～960 MHz，读写距离在2～10 m之间。
同时给出读写器硬件系统的组成和软件工作流程，并针对同时读取多张卡的情况进行分析，实现了防冲突算法。
该读写器支持SSB一ASK和DSB-ASK双重调制方式，可根据需要改变使用天线的单、双模式。
关键词：IS0 18000-6C；EPC global Gen 2；射频识别；R10000 引言RFID技术是一种非接触的自动识别技术，通过无线射频的方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。
RFID系统通常主要由电子标签、读写器、天线3部分组成。
读写器对电子标签进行操作，并将所获得的电子标签信息反馈给PC机。
射频识别技术以其独特的优势，逐渐被广泛应用于生产、物流、交通运输、防伪、跟踪及军事等方面。
按工作频段不同，RFID系统可以分为低频、高频、超高频和微波等几类。
目前，大多数RFID系统为低频和高频系统，但超高频频段的RFID系统具有操作距离远，通信速度快，成本低，尺寸小等优点，更适合未来物流、供应链领域的应用。
尽管目前，RFID超高频技术的发展已比较成熟，也已经有了一些标准，标签的价格也有所下降；但RFID超高频读写器却有变得更大，更复杂和更昂贵的趋势，其消耗能量将更多，制造元件达数百个之多。
然而，这里的设计采用高度集成的R1000，可以解决上述问题，既可降低芯片设计中的复杂性和生产成本，又能使制造商制造出体积更小，更有创新性的读写器，从而开拓新的RFID 应用领域。
l 读写器硬件结构设计该设计选用W78E465作为主控模块，IntelR1000收发器作为射频模块。
UHF RFID读写器的设计与实现摘要：UHF RFID（超高频射频识别）技术在物流、库存管理、智能交通等领域得到了广泛的应用。
为了满足不同场景下对RFID读写器的需求，本文对UHF RFID读写器的设计与实现进行了探讨。
首先介绍了UHF RFID的工作原理和应用场景，然后详细阐述了UHF RFID读写器的硬件设计和软件开发过程。
最后，通过实验验证了UHF RFID读写器的性能和可靠性。
1. 引言UHF RFID技术是一种无线通信技术，可实现对电子标签的读取和写入操作。
随着物联网和智能物流的发展，UHF RFID技术已经被广泛应用于各个领域。
UHF RFID读写器是其中的关键设备，其设计与实现对于提高整个系统的性能和可靠性至关重要。
2. UHF RFID的工作原理和应用场景UHF RFID系统由读写器、天线和电子标签组成。
读写器通过射频信号与电子标签进行通信，实现对标签的读取和写入操作。
UHF RFID技术具有距离远、数据传输快等特点，适用于物流、库存管理、智能交通等领域。
3. UHF RFID读写器的硬件设计3.1 天线设计UHF RFID系统的天线是实现读写器与电子标签之间通信的重要组成部分。
在设计天线时，需要考虑天线的尺寸、形状、阻抗匹配等参数。
合理设计天线可以提高读取范围和读取效率。
3.2 射频模块的选择射频模块是UHF RFID读写器的核心部件，它负责与电子标签进行通信。
在选择射频模块时，需要考虑通信距离、数据传输速率、工作频段等因素，以满足不同场景下的需求。
3.3 软件和硬件接口设计UHF RFID读写器需要与上位机进行通信，传输读取到的数据和接收上位机的指令。
因此，在设计读写器的硬件接口时，需要考虑通信协议和数据格式。
同时，还需要设计相应的软件来实现读写器的控制和数据处理功能。
4. UHF RFID读写器的软件开发4.1 控制程序设计控制程序是UHF RFID读写器的核心部分，它负责控制射频模块的工作、读取电子标签的数据以及向上位机发送数据。
.RFID技术及应用实训报告题目: 13.56MHz RFID读写器设计与制作班级:学号:姓名:指导教师:二〇一五年七月一日..目录第1章 RFID读写器的设计与制作 (1)1.1 读写器组成与分析 (1)1.2 读写器原理图与PCB设计 (2)1.2.1 读写器原理图 (2)1.2.2 读写器PCB设计 (5)1.3 读写器装配与功能测试 (5)1.3.1 装配 (5)1.3.2 功能调试 (6)第2章 RFID上位机软件开发与调试 (7)2.1 数据访问层设计与实现 (7)2.1.1 数据访问层设计 (7)2.1.2 实现过程及代码分析 (7)2.2 窗体表示层设计与实现 (7)2.2.1 设计与实现 (7)总结 (10)..第1章 RFID读写器的设计与制作1.1 读写器组成与分析13.56MHz RFID读写器广泛用于校园一卡通，公交自动收费系统等。
读写器一般由单片机最小系统电路、Mifare读写接口电路、天线匹配电路、声光提示电路、USB转串口通信接口电路及电源电路组成。
如图1-1所示。
图1-1 读写器的组成单片机最小系统由STC89C52单片机，时钟电路和复位电路组成，其中时钟电路与单片机的14,15号引脚相连，复位电路与单片机的4号引脚相连；Mifare读写接口电路的C4、C5、X2构成振荡电路，提供给MF RC500的时钟作为同步系统编码器和解码器的时基。
MF RC500的5,7和29引脚分别为射频信号收发端，需通过天线匹配电路连接天线；天线匹配电路利用变压器原理实现读写器和无源标签之间的能量传递和双向发送数据，因此要求读写器与标签一样，要有天线线圈；读卡器在读卡时需要声光提示，电路中三极管Q1、电阻R5、蜂鸣器Buz1构成声音提示电路，由单片机的P1.0口控制，在P1.0口输出低电平时，Buz1蜂鸣；发光二极管D1、电阻R4构成光提示电路，由单片机的P1.7口控制，在P1.7口输出低电平时，D1点亮。
浅析射频识别技术RFID在体育领域的运用RFID技术全称为射频识别技术，英文为RadioFrequencyIdentification。
其在体育领域的应用早有先例，2006年的足球世界杯赛就使用了这种RFID门票，在高尔夫、田径等体育运动中的运用也取得了良好的效果。
本文旨在通过对RFID技术原理的介绍，分析其在体育领域的运用现状和开发前景，引起国内体育学界对这项技术的认识和进一步研究运用的开展。
1前言北京在奥运会门票史上首次采用了芯片嵌入技术，持票者进入比赛场馆时，只需在检票仪器上刷一下手中的门票即可。
其实这种芯片只是整个识别系统的一部分，这项技术的全称为射频识别技术，英文为RadioFrequencyIdentification，RFID是它的缩写。
一套完整的RFID系统是由读写器(Reader)、电子标签(TAG)和应用软件系统三个部分组成，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。
RFID无线射频识别系统被视为本世纪最重要的十大技术之一，虽然此技术存在已久，但直到美国的大型连锁超市Wal-Mart要求其各大供货商必须将商品贴上RFID电子标签后，一场RFID的风暴才就此展开。
RFID技术在体育领域的应用早有先例，2006年的足球世界杯赛就使用了这种RFID门票，其在高尔夫、田径等体育运动中的运用也取得了良好的效果，本文旨在通过对RFID技术原理的介绍，分析其在体育领域的运用现状和开发前景，引起国内体育学界对这项技术的认识和进一步研究运用的开展。
2RFID技术系统组成及工作原理2．1RFID技术系统组成2．1．1电子标签电子标签是RFID系统的真正的载体，标签相当于条形码技术中的条形码符号，用来存储需要识别和传输的信息，每个电子标签具有唯一的电子编码。
电子标签由标签专用芯片和标签天线组成，标签芯片用于存储数据信息，标签天线具有接收和传输标签信息。
依据电子标签的供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签和无源电子标签。
RFID 读写器的设计田 径,储海兵(东南大学自动化学院 江苏南京 210096)摘 要:为了掌握RFID 技术并应用,介绍一个基于U2270B 的125k Hz 的射频卡读写器。
它主要用软件实现射频信号的调制和解调,进而实现了对Temic 卡读和写操作,且利用CH375芯片实现系统的USB 通信及数据传输,及利用SD 卡实现数据及原始数据库存储,利用SD 卡桥接芯片W86L388D 实现简单的SD 卡SD 模式通信操作。
该读卡器在解决实际问题时取得了很好的效果,相对于传统条形码识别有巨大优势,且引入USB 和SD 技术。
关键词:RFID ;USB ;SD ;U2270B ;CH375;W86L388D ;Temic ;EM4100中图分类号:TN919 文献标识码:B 文章编号:1004-373X (2009)01-054-04Design of RFID R eader -WriterTIAN Jing ,CHU Haibing(College of Automation ,Southeast University ,Nanjing ,210096,China )Abstract :To master and apply the RFID technique ,this paper designs a RFID reader -writer based on U2270B radio f re 2quency card.It implements demodulation and modulation of radio signal mainly by software to realize the readout and writing process of Temic card ,USB communication and data transmission by chip CH375and the storage of data and database by SD Card.This method successf ully solved identification problems.The key techniques and innovations of this paper include that RFID reader has more advantages than bar code reader.And it introduce USB technique and SD technique.K eywords :RFID ;USB ;SD ;U2270B ;CH375;W86L388D ;Temic ;EM4100收稿日期:2008-06-020 引 言射频识别(Radio Frequency Identification ,RFID )是利用感应、电磁场或电磁波为传输手段,完成非接触式双向通信,获取相关数据的一种自动识别技术。
射频识别卡最大的优点就在于非接触,因此完成识别工作时无须人工干预,适于实现自动化且不易损坏,可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡,操作快捷方便。
目前,射频识别技术己经广泛使用,准备接替目前许多人工完成的工作程序。
RFID 技术是一个崭新的技术应用领域,它不仅涵盖了射频技术,还包含了射频技术、密码学、通信原理和半导体集成电路技术,是一个多学科综合的新兴学科。
因此,对RFID 技术的认识和研究具有深远的理论意义。
随着21世纪数字化时代的到来,基于远程信息化网络管理技术和移动商务的社会需求,RFID 技术智能管理系统将在各个领域中发挥巨大的作用。
RFID 技术正在成为一个新的经济增长点,在全球范围内蔓延开来,研究开发RFID 技术有着巨大的经济效益和社会意义。
一个典型的RFID 系统一般由RFID 标签、读写器以及计算机系统等部分组成。
其中RFID 标签中一般保存有约定格式的编码数据,用以惟一标识标签所附着的物体。
与传统的识别方式相比,RFID 技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理,且操作方便快捷。
能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域,并且认为是条形码标签的未来代替品。
RFID 系统的工作原理框图如图1所示。
图1 RFID 系统工作原理读写器通过天线发送出一定频率的射频信号:当RFID 标签进入读写器工作场时,其天线产生感应电流,从而RFID 标签获得能量被激活并向读写器发出自身编码等信息;读写器接收到来自标签的载波信号,对接收的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理;计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号;RFID 标签的数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑,控制逻辑接收指令完成存储、发送数据或其他操作。
RFID 针对常用的接触式识别系统的缺点加以改良,采用射频信号以无线方式传送数据资料,因此识别卡不必与读卡机接触就能读写数据资料。
1 系统总体简介本系统以A T89252单片机为控制核心,利用RFID 读写基站U2270B 对Temic 公司的射频卡(本系统使用EM4100卡)进行数据的读写。
在通信方面使用U SB 高速通信接口,采用南京沁恒公司的U SB 主控芯片CH375。
数据库的存储管理利用SD 卡。
系统总体框如图2所示。
图2 RFID 总体框图2 RFID 读写模块U2270B 的载波频率为100～150k Hz ,其调制方式为曼彻斯特码和双相位码。
U2270B 的电源供给可为5V 的稳压电源或者是12V 的汽车蓄电池。
它可以为RF 场提供能量,其中在短距离运用时,外围驱动电路简单。
U2270B 还具有信号微调能力,而且其读写距离可达7～10cm 。
U2270B 还具有电压输出功能可以给微处理器或其他外围电路供电。
U2270B 具有省电模式和STANDB Y 控制可选,所以设计基站电路时可以按照功能的不同要求,设计基站的外围电路。
具体电路图如图3所示。
图3 U2270B 电路图本系统采用9V 电池供电,并通过STANDB Y 端进行省电模式的控制。
同时通过桥式二极管来增强读写距离。
通过调整R f 引脚所接电阻的大小,可以将内部振荡频率固定在150k Hz ,然后通过天线驱动器的放大作用,在天线附近形成150k Hz 的射频场,当射频卡进入该射频场内时,由于电磁感应的作用,在射频卡的天线端会产生感应电势,该感应电势也是射频卡的能量来源。
数据写入射频卡采用场间隙方式,即由数据的“0”和“1”控制振荡器的启振和停振,并由天线产生带有窄间歇的射频场,不同的场宽度分别代表数据“0”和“1”,这样完成将基站发射的数据写入射频卡的过程,对场的控制可通过控制芯片的第6脚(CFE 端)来实现。
由射频卡返回的数据流可采用对射频卡天线的负载调制方式来实现。
射频卡的负载调制会在基站天线上产生微弱的调幅,这样,通过二极管对基站天线电压的解调即可回收射频卡调制数据流。
应当说明,与U2270B 配套的射频卡返回的数据流采用的是曼彻斯特编码形式。
由于U2270B 不能完成曼彻斯特编码的解调,因此解调工作必须由微处理器来完成,这也是U2270B 的不足之处。
3 射频卡模块射频卡选用的EM4100卡是由瑞士微电生产的一款用于只读射频卡信息传输的集成芯片。
射频卡由IC 芯片、感应线圈组成,COIL 1与CO IL 2为感应线圈接口。
全波整流电路、C sup 可以将线圈感应产生的能量保存供给芯片作为工作电源;时钟选取电路将筛选频率125k Hz 的载波作为时序发生电路的基准时钟源;内存中64位数据依次串行输出,通过编码模块输出曼彻斯特码;最后信号通过调制电路再由感应线圈发射出去。
图4为EM4001芯片内部功能图。
EM4100全部的数据位为64位,它包含9个开始位(其值均为‘1’)、40个数据位(8个厂商信息位+32个数据位)、14个行列奇校验位(10个行校验+4个列校验)和1个结束停止位。
EM4100在向读卡机或PC 机传送信息时,首先传送9个开始位,接着传送8个厂商信息或版本代码,然后再传送32个数据位。
其中15个校验以及结束位用于跟踪包含厂商信息在内的40位数据。
当EM4001上电初始化后,便依次将这64位数据反复输出,直到卡片离开基站读写器失电为止。
图5为EM4100芯片内部数据格式。
数据信息采用曼彻斯特编码,然后调制到载波上,影响感应线圈工作。
数据“0”对应着电平下跳,数据“1”对应着电平上跳。
图4 EM4001内部框图图5 EM4100芯片内部数据格式4 USB 模块在工业生产和科学技术研究的各行各业中,常常利用PC 机或工控机对各种数据进行采集。
现在常用的采集方式是通过数据采集板卡,常用的有A/D 卡以及RS 232,RS 485等总线板卡。
采用板卡不仅安装麻烦、易受机箱内环境的干扰,而且由于受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制,不可能挂接很多设备。
而通用串行总线(Universal Serial Bus ,U SB )的出现,很好地解决了以上这些冲突,很容易就能实现低成本、高可靠性、多点的数据采集。
在本系统中,U SB 除了负责总线的数据采集外,还有一个很重要的作用,就是充当一个SD 卡读写器,方便PC 机对SD 卡的直接操作。
这样可以在系统初始时方便地将数据库导入到读写器中,在系统停运时将数据再上传给PC 机。
U SB 接口芯片种类繁多,其中具有代表性的有Cy 2press 公司的SL811HS ,P H IL IPS 公司的ISPll61A 、PDIU SBD12,Natio nal 公司的U SBN9602,国内则以沁恒公司的C H75系列为代表。
这些芯片各有优点,适合不同的场合。
如ISPll61A 支持U SB 协议 2.0,而SL811HS 可支持多种U SB 设备,C H375则将U SB 协议、MASS -STORA GE 协议、SCSI 协议都集成到了片内,可以直接对U 盘的扇区进行读写,另外厂家还提供U 盘文件系统操作库,这使得面向U 盘等设备的开发变得更便捷。
考虑到操作的简洁性我们选择C H375。
C H375是一种通用的U SB 总线接口芯片,支持U SB -HOST 方式和U SB -DEV ICE/SL AV E 方式。
在本地端,C H375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到单片机等控制器的系统总线上。
CH375芯片提供了两种操作方式,分别是内置固件方式和外置固件方式。
内置固件方式模式下屏蔽了相关的U SB 协议,自动完成标准的U SB 枚举配置过程,完全不需要本地端控制器的任何处理,简化了单片机的固件编程,但是只能使用固定的端点进行数据的传输;外置固件虽然也使用端点0作为默认端点,但是可以根据自己的需要更灵活地定制需求,可以使用端点1作为辅助端点。
