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采用读卡机芯片FM1715SL的RFID读卡机分析引言某车辆管理系统对车辆使用者的身份识别有明确需求，在车载强干扰环境下，要求准确、快速地识别车辆使用者信息。
结合车辆的具体使用情况，对比了IC卡、射频卡、ID 卡等，提出车辆安装电子标签读卡机和无源电子标签识别方案，最后确定无源RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)方案。
RFID是一种非接触式的自动识别技术。
通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，操作快捷方便。
根据频段不同，RFID分为低频和高频系统。
低频近距离RFID系统主要有125 kHz和13.56MHz频段;高频RFID系统主要有915 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz。
无源电子标签(RFID卡片)也叫被动标签，在进入读卡机的识别范围后接收射频信号，部分射频能量转化为直流电工作，然后将存储在芯片中的信息数据发送给读卡机。
无源电子标签成本很低，有很长的使用寿命，体积小，读写距离较近。
在应用中，读卡机作为车载监控终端的一个传感器安装到车辆上，通过读取不同的RFID卡，包括二代身份证，来识别不同的车辆使用者，完成身份识别、时间统计、考勤打卡和报警提醒等功能。
1 读卡机总体设计为提高信息安全，在总体设计时采取以下设计思路：元器件选型仅限在中国大陆设计制造厂商内优选;通信协议采用更安全的ISO14443 TypeB协议(协议同中国第二代身份证)。
公交、食堂、商场、会所等多使用TypeA卡，但是相对TypeA 卡来说，TypeB卡芯片具有更高的安全性，接收信号时，不会因能量损失而使芯片内部逻辑及软件工作停止，支持更高的通信速率，抗干扰能力也更强，更能保证数据安全。
读卡机以通用非接触读卡机芯片FM1715SL为核心，采用上海海尔集成电路有限公司的微控制器HR7P90H作为处理器，其他关键模块包含交互接口、电源管理和RFID射频等单元模块。
智能实验室管理系统的设计——智能电源控制系统的设计智能实验室管理系统的设计--智能电源控制系统的设计摘要紧跟人才市场的需求，各大高校日益注重实践教学，培养创新型、实用型人才。
其中，实验室作为培养学生动手能力的场所，在教学过程中扮演着重要的角色。
为了更高效率地配合教学，摆脱传统实验室繁琐混乱的管理模式，本文将从实验室的电源改造开始，进行实验室智能电源控制系统的设计。
本次设计选择STM32系列单片机为主控制器。
以机智云为云服务平台，手机APP为客户端，基于WIFI模块与云服务平台进行通信，构建物联网。
实现实验室各个电源开关的远程控制。
运用RFID技术，配合校园卡，只有刷卡验证通过，给设备上电的插座才能通电。
实现刷卡取电和记录使用者的信息。
关键词：STM32； WIFI模块；远程控制；RFID技术；Design of Intelligent Laboratory Management System--Design of Intelligent Power Supply Control SystemAbstractKeeping up with the demands of the talent market, major universities are increasingly focusing on practical teaching, to train innovative, practical talents. Among them, the laboratory as a place to train students hands-on ability, as an important role in the teaching process. In order to cooperate with teaching more efficiently and get rid of the tedious and chaotic management mode of the traditional laboratory, this paper will start with the power supply transformation of the laboratory and design the laboratory intelligent power supply control system.This design chooses the STM32 series single chip microcomputer as the main controller. With Gizwits as the cloud service platform, and the mobile APP as the client,communication with cloud service platform based on WIFI module , build the Internet of Things. Realize the remote control of each power switch in the laboratory. Using the RFID technology and thecampus card, the socket that powers on the device can only be powered if the card is verified. Realize swiping card to get electricity and record user information.Keywords: STM32; WIFI module; remote control; RFID technology;目录第一章绪论 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 本设计研究内容和主要工作 (2)第二章相关技术与设计方案 (2)2.1 技术分析 (2)2.1.1 WIFI通信技术 (2)2.1.2 云平台 (3)2.1.3 RFID无线射频识别技术 (4)2.2 总体设计方案 (4)第三章智能电源控制系统的硬件设计 (6)3.1 主控部分 (6)3.2 模块部分 (8)3.2.1 ESP8266-01S (8)3.2.2 RFID—RC522 (10)3.2.3 光耦继电器 (12)3.2.4 电压转换模块 (13)3.3 硬件电路图 (14)第四章智能电源控制系统的软件系统设计 (14)4.1 机智云平台 (15)4.2 机智云开发流程 (15)4.3 程序移植 (18)4.3.1 使用STM32CubeMX软件辅助生成驱动文件 (18)4.3.2 用KEIL 5软件完善程序 (20)4.4 WIFI模块烧录机智云固件 (24)4.5 RFID-RC522模块的功能设计 (27)4.6 本章小结 (28)第五章系统调试 (28)5.1 模块调试 (28)5.1.1 调试WIFI模块 (28)5.1.2 调试RFID模块 (30)5.2 完整的硬件调试 (31)5.3 调试总结 (32)第六章结论 (33)第七章展望 (33)参考文献 (35)谢辞 (36)附录 (37)第一章绪论1.1 研究的背景及意义随着国内经济和科技的发展速度不断加快，社会需要各个领域的人才不断地融入市场。
RFID有源标签、⽆源标签、半有源标签的区别
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术，俗称电⼦标签。
根据实现的⽅式不同可分为:有源主动标签(Active tags)、⽆源被动标签(Passive tags)、半有源标签(semi-active tages)。
主动标签由于其⾃⾝有能量提供，因此可以⽆需阅读器提供能量。
主动标签⾃⾝带有电池供电，读/写距离较远同时体积较⼤，与被动标签相⽐成本更⾼，也称为有源标签。
被动标签由阅读器产⽣的磁场中获得⼯作所需的能量，成本很低并具有很长的使⽤寿命，⽐主动标签更⼩也更轻，读写距离则较近，也称为⽆源标签。
半有源射频标签内的电池供电仅对标签内要求供电维持数据的电路或者标签芯⽚⼯作所需电压的辅助⽀持，本⾝耗电很少的标签电路供电。
标签未进⼈⼯作状态前，⼀直处于休眠状态，相当于⽆源标签，标签内部电池能量消耗很少，因⽽电池可维持⼏年，甚⾄长达10年有效；当标签进⼊阅读器的读出区域时，受到阅读器发出的射频信号激励，进⼈⼯作状态时，标签与阅读器之间信息交换的能量⽀持以阅读器供应的射频能量为主(反射调制⽅式)，标签内部电池的作⽤主要在于弥补标签所处位置的射频场强不⾜，标签内部电池的能量并不转换为射频能量。
有源RFID电⼦标签：⼤，价格贵，⽽且因为是⽤电池的，寿命相对短
⽆源RFID电⼦标签：⼩，价格便宜，寿命长
有源RFID电⼦标签：因为⾃⼰发出信号，所以识别距离长，识别更准确
⽆源RFID电⼦标签：是通过读取天线发出的电磁波再在标签内部产⽣信号传输，所以识别距离相对于有源标签来说会短很多。
RFID射频标签电路的原理及应用概述RFID（Radio Frequency Identification）射频识别技术是一种无线通信技术，通过射频电信号实现非接触式的自动识别和数据传输。
射频标签电路作为RFID系统的核心部件，起到存储和传输数据的重要作用。
本文将介绍RFID射频标签电路的原理和应用。
射频标签电路的原理RFID射频标签电路由射频芯片和天线组成。
射频芯片是实现数据存储和传输功能的核心部件，而天线则负责与外界进行无线通信。
射频芯片一般包含以下模块： 1. 调制解调器：用于将数据进行调制和解调，实现与读写器之间的数据传输。
2. 存储单元：用于存储数据，可以是只读的、可写的或读写保护的存储器。
3. 区域控制器：用于控制射频标签的工作区域和通信方式。
4. 电源管理单元：用于管理射频标签的供电和电池管理。
5. 接口模块：用于与外界设备（如传感器、触发器等）进行连接和数据交换。
天线是RFID射频标签电路与外界进行无线通信的接口，其工作原理基于感应电磁场。
当外界的读写器发出射频信号时，天线会接收到信号并将电能传输给射频芯片，然后射频芯片将接收到的射频信号转换成电能，并将其用于工作。
射频标签电路的应用RFID射频标签电路广泛应用于物流、仓储、供应链等各个领域，并且具有许多优势。
物流和仓储管理射频标签电路可以用于物流和仓储管理中的物品追踪和库存管理。
通过将射频标签粘贴或嵌入到物品上，可以实现物品的自动识别和定位。
这样可以提高物流的运作效率，降低物品丢失和错误出库的风险。
资产管理射频标签电路可以应用于资产管理中，例如企业的设备、工具和贵重物品等。
通过给每个资产贴上射频标签，可以实现对资产的自动盘点、追踪和监控。
这样可以提高资产的利用率和安全性，减少盗窃和遗失的风险。
电子支付射频标签电路可以用于电子支付系统中。
通过将射频标签嵌入到银行卡或手机中，用户可以通过接触式或非接触式的方式进行支付。
这样可以提高支付的便捷性和安全性，减少现金交易的风险。
低功耗芯片设计的发展和应用前景随着物联网技术的快速发展，越来越多的设备需要使用低功耗芯片，以满足长时间待机和节能的需求。
低功耗芯片作为一种新型的微电子器件，在实现设备小型化、提高设备性能和延长设备使用寿命等方面具有独特优势，因而备受瞩目。
一、低功耗芯片的定义及分类低功耗芯片是指在不影响设备的性能和功能的前提下，尽可能地降低芯片的功耗。
按照功耗大小可分为极低功耗芯片、低功耗芯片和超低功耗芯片。
按照应用领域可分为嵌入式低功耗芯片、可穿戴设备芯片、智能家居芯片等。
二、低功耗芯片的技术特点低功耗芯片在实现待机功能的同时，具有小型、低噪音、高精度和集成度高等技术特点。
低功耗芯片的主要特点有：1.低电源供电：低功耗芯片采用的电源控制技术可以有效地降低芯片的功耗。
2.功耗管理：低功耗芯片采用的功耗管理技术可以有效地控制芯片的功耗，延长电池使用寿命。
3.节能模式：低功耗芯片在待机模式和休眠模式下功耗接近于零。
4.多核设计：低功耗芯片还可以采用多核设计技术，实现低功耗和高性能的双重需求。
三、低功耗芯片的发展趋势低功耗芯片的应用前景非常广阔，未来将在物联网、智能家居、可穿戴设备等领域得到大规模应用。
根据市场研究报告，未来五年，全球低功耗芯片市场将以每年20%的速度增长。
未来低功耗芯片的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 功耗进一步降低：随着科技创新的不断推进，芯片的制造工艺将逐步进一步升级，功耗会进一步降低。
2. 集成度进一步提高：随着芯片加工工艺的进一步完善，芯片的集成度将进一步提高。
3. 功能更加完善：未来低功耗芯片将采用更为高端的技术来实现更多的功能。
4. 应用领域更加广泛：低功耗芯片将逐步渗透到更多领域，如可穿戴设备、智能家居、医疗设备等。
四、低功耗芯片的应用前景随着物联网技术的发展，低功耗芯片在智能家居、传感器、可穿戴设备等领域得到广泛应用，具有广阔的应用前景。
低功耗芯片的未来应用领域主要包括以下几个方面：1. 智能家居：低功耗芯片可以接入网络，实现智能家居的控制和管理。
工作原理有源电子标签又称主动标签，标签的工作电源完全由内部电池供给，同时标签电池的能量供应也部分地转换为电子标签与阅读器通讯所需的射频能量。
半无源射频标签内的电池供电仅对标签内要求供电维持数据的电路或者标签芯片工作所需电压的辅助支持，本身耗电很少的标签电路供电。
标签未进人工作状态前，一直处于休眠状态，相当于无源标签，标签内部电池能量消耗很少，因而电池可维持几年，甚至长达10年有效；当标签进入阅读器的读出区域时，受到阅读器发出的射频信号激励，进人工作状态时，标签与阅读器之间信息交换的能量支持以阅读器供应的射频能量为主(反射调制方式)，标签内部电池的作用主要在于弥补标签所处位置的射频场强不足，标签内部电池的能量并不转换为射频能量。
无源电子标签（被动标签）没有内装电池，在阅读器的读出范围之外时，电子标签处于无源状态，在阅读器的读出范围之内时，电子标签从阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电源。
无源电子标签一般均采用反射调制方式完成电子标签信息向阅读器的传送。
特点1.主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远，体积较大，与被动标签相比成本更高，也称为有源标签，一般具有较远的阅读距离，不足之处是电池不能长久使用，能量耗尽后需更换电池。
2. 无源电子标签在接收到阅读器（读出装置）发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，一般可做到免维护，成本很低并具有很长的使用寿命，比主动标签更小也更轻，读写距离则较近，也称为无源标签。
相比有源系统，无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制。
有源RFID卡与无源R FID卡的性能比较：有源 RFID卡无源 RFID卡内装电池无源，利用无线波能量工作在高温或低温下电池不能正常工作在高温或低温下能正常工作电池为一次性，无法更换。
文献综述摘要：随着集成电路技术的飞速发展和广泛应用，由功耗所引发的能源消耗、封装成本、以及高集成度芯片散热等问题日益突显，越来越受到人们的重视;低功耗技术己成为当今集成电路设计的一个研究重点和热点。
低功耗技术的研究主要涉及了工艺、封装和电路设计三大层面;其中电路设计层面具有成本低、适用范围广的特点，有很大的优化空间。
本文针对低功耗芯片设计技术进行了系统地研究，并将研究成果成功应用到一个典型的低功耗无线通讯系统—射频识别系统中。
本文首先分析了不同供电机制系统低功耗的特征，区分了“低能耗”和“低功率”的概念，详尽阐述了功耗的产生机理;在此基础上，结合RFID系统中电子标签芯片的工作原理，针对其特殊的低功耗需求，提出了一种适合电子标签数字基带处理器的分布式架构。
接着，比较系统地介绍了降低功耗的四种基本途径，研究了传统CMOS电路不同设计阶段的各种低功耗技术;并将其灵活应用到电子标签芯片的设计中，提出了一种简单有效的随机数发生机制和一种新颖的分步式译码电路，分别设计并实现了超低功耗的超高频、高频和低频电子标签数字基带处理器芯片。
测试结果表明:本文设计与国外的同类设计相比，在功耗方面具有较大的优势。
本文还积极探索了一种新颖的低功耗技术—绝热电路技术:提出了一种准静态绝热逻辑电路结构(C2N-}N2D2P)，有效地避免了动态绝热逻辑中因电路节点充放电而产生的冗余功耗;同时为了完善绝热电路的逻辑功能，提出了一种具有置位/复位功能的绝热锁存器电路结构;将绝热电路技术应用到ROM电路的设计中，提出了一种绝热ROM存储器单元电路(ADL ROM )，大大降低了读操作时位线负载电容充放电而产生的动态功耗。
为了促进绝热电路技术在集成电路设计中的应用和推广，本文还开发了一套绝热电路的半自动设计方法，并设计了与之配套的绝热单元库。
最终，将绝热电路技术的研究成果巧妙地与RFID系统设计相结合，设计并实现了一款绝热低频电子标签，目前该芯片正处于测试过程中。
RFID技术的无源传感器标签功能及设计在任何给定时间内，物联网(IoT) 中大多数设备都可能处于空闲状态。
通常，仅需要IoT 传感器以不频繁的时间间隔进行测量，并向信号收集器发送少量结果数据，然后返回最低耗能状态，直到进行下一次测量。
有的智能传感器可通过小型电池供电，无需充电或更换即可使用数年。
如果能够消除永久连接电源的需求，传感器就可实现无限期部署，并可制作得更小、更轻。
这为新型传感器开发创造了机会，例如可以舒适穿戴的非侵入式医学传感器。
连接到皮肤上的无线温度感测贴片可以不时地执行快速检查，相比于有线传感器，穿戴者可以更自由地活动。
相比可重复使用的引线式传感器，一次性贴片还具有卫生优势。
许多其他应用在粘性传感器贴片出现以后获益良多，如监测温度、湿度或压力。
它们还可用于人员检测、工业过程无连接监测、或者智能农业，如监测土壤或温室条件，或者检查牲畜体温。
一种结合了超低功耗传感器和RFID 技术的全新智能传感器正在兴起。
仅在RFID 读取器需要记录读数时，才会通过其发射的射频场为这些传感器供电。
诸如此类的无电池传感器仅在需要时才采集数据，然后将数据发送到读取器，不会单独进行测量或者存储数据。
图 1 表示无源贴片传感器的功能块简化概述，包括到模拟或数字变送器的前端接口、信号调节、数据处理、无线通信和电源管理。
为了集成各种元件，来构建以有限射频场能量进行工作的系统，需要有成熟的低功耗设计，并仔细考虑计算负载并进行有效的功率管理。
这样的传感器必须小巧灵活，易于贴装，并且如果是可穿戴设备，还必须舒适，如生物传感器。
图1：利用RFID 技术的无源传感器标签功能元件芯片和传感器标签幸运的是，有多种集成度更高的无源感测和优化选择。
其中有Texas Instruments 的RF430FRL152H，它集成了实现图 1 所示功能所需的所有电路，包括用于连接到模拟传感器的14 位三角积分ADC、以及可用于连接数字传感器的SPI/I2C 端口。
