基于射频识别技术RFID的电子标签的设计

基于射频识别技术RFID的电

子标签的设计

XXX

（ XXXX大学自动化与电子工程学院，山东青岛 266042 ）

摘要: 本课题研究的是利用射频识别技术RFID识别有源电子标签（2.45GHz）。此标签可以用于港口码头环境下的集装箱远程自动识别，也可用于车辆出入信息采集与控制以及不停车收费系统等有远距离识别与控制需求的系统。射频识别（RFID）技术是利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别的目的。RFID技术与其他自动识别技术相比具有很多优点，在诸多领域得到应用并具有巨大的发展和应用潜力。在文中我们利用MSP430F2012和nRF24L01分别作为MCU和RF芯片设计并实现了RFID系统中有源电子标签的硬件部分，同时利用ALOHA防碰撞算法，解决多标签同时存在的识别问题，对应用到实际奠定了基础。

关键词：自动识别技术；射频识别；有源电子标签

中图分类号：TP273 文献标识码：A

BASED on RFID Tags design

ZHANG Zhen-zhen

（Qingdao University of Science and Technology Automation and Electronic Engineering

Shandong Qingdao 266042）

Abstract: This topic is the study of the active tags (2.45GHz). This tag can be used in the container port environment remote automatic identification; also can used for car out information gathering and control and no parking charge systems, etc have long distance identification and control needs of systems. Radio frequency identification (RFID) technology uses radio frequency signal through space coupling realize non-contact information transmission, and through the message to identify purpose. Compared with other automatic identification technology has many advantages, RFID technology is widely used in many fields, and has great development and potential application. In this paper we use respectively MSP430F2012 and nRF24L01 as MCU

and RF chip design and realized the RFID system hardware components of active tags. And using the ALOHA prevent collision algorithms to the multi-tags' collision problem，corresponding to use actual laid a foundation. Key words: Automatic identification technology; RFID; Active tags

0引言

射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）是20世纪90年代产生的一种自动识别技术。它是利用空间信号（交变磁场或电磁场）的耦合来达到无接触式信息的传递并达到识别信息的目的。与传统的识别技术不同，射频识别解决了免接触等问题，并可同步实现运动目标识别、多目标识别。因此被广泛应用于物流系统、零售系统、身份识别、交通管理、农牧行业和医药行业等许多领域，成为20世纪最热门的技术之一。现今港口码头环境下的集装箱远程自动识别，车辆出入信息采集与控制以及不停车收费系统等有远距离识别与控制需求的系统变得越来越重要，这就需要它们自身带有能够远距离识别的有源标签。RFID技术应用于自动识别系统较其他技术有如下优势：受外界影响小，具有抗污染能力和耐久性；可重复使用；穿透性和无障碍阅读；安全性好。所以选择利用射频识别技术RIFD 来识别它们。

本文介绍了RFID系统的阅读器和应答器以及它们的工作原理。其中围绕RFID的工作原理、电子标签的配电方式、耦合方式，介绍RFID的系统特性。

并对电子标签的结构中的天线、芯片技术等进行简单分析。还介绍了电子标签的设计，其中选择RFID控制芯片MSP430F2012和射频RF芯片nRF24L01，这有利于达到低功耗，高效率。通过protel99se对芯片和电路连接的设计。利用纯ALOHA算法防碰撞算法解决多个标签同事发送的碰撞问题。

1射频识别系统

射频识别（RFID）技术是利用空间信号通过空间耦合（电压器/雷达原理）实现信息的传递并通过所传递的信息达到识别的目的的技术，一般来说，射频识别系统主要由应答器（电子标签）、阅读器和计算机组成，RFID中的信号通过阅读器与应答器之间的天线达到无线电波或微波的无线传递实现非接触识别，再将所得信息反馈到计算机以供工作人员利用、分析。

从信息的传递方式来看，RFID技术存在两种耦合方式，在低频段RFID采用变压器耦合模型（在初、次级线圈之间传递能量及信号），RFID技术在高频段则采用雷达探测目标的空间耦合模型（电磁波在空间的发射在碰到目标后携带目标信息返回到雷达）。

图2.1.1 RFID系统结构图

Figure 2.1.1 RFID system structure

上图所示为RFID系统结构图，其中当应答器进入到阅读器场能后通过各自耦合天线来实现信号的传递。

1.1射频识别系统的组成

1）应答器（电子标签）

应答器是RFID系统中真正的数据载体，它也称作射频标签或射频卡。根据发送射频信号的方式不同，分为主动标签和被动标签。主动标签通常有内置电池，这类标签需要的电源不完全由阅读器提供，因此又被叫做有源标签。相对于主动标签（有源标签）另外一种标签则为无源标签，这种标签发射能量和内部处理器的运行所需的能量都由阅读器提供，当应答器进入到阅读器电磁场范围则开始工作。电子标签通常是由耦合元件（天线）和微电子芯片组成。电子标签有区别于其他构造形式的独特优点：小、薄、柔韧、可植入多种材料内部。芯片模块是电子标签的核心。天线的作用是和阅读器天线相耦合，利用变压器原理或雷达技术原理达到信号的空间传播与识别的目的。

2）阅读器

阅读器主要包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元和应答器连接的耦合元件。阅读器控制射频模块向标签发射读取信号，并接收来自标签的应答，对标签的信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其他相关信息传送到计算机进行处理。

3）计算机系统

计算机系统主要于阅读器通信，通过应用程序，相关软件来完成应答器信息的阅读、存放、处理等操作。

1.2 RFID系统的工作原理

电子标签粘贴在待识别的物体上，其中存有约定格式的电子数据。阅读器通过耦合天线发出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时感应电流，同时利用此能量发出自身编码等信息，阅读器读取信息并解码后传送至主机并进行相关处理，从而达到自动识别物体的目的。当今

RFID的运用上主要有低频（LF）30kHz-200kHz、高频（HF）3MHz-20MHz和超高频（UHF）300MHz-3GHz三个层次，其中低频近距离主要集中在125kHz、13.56MHz；高频远距离主要集中在915MHz、2.45Ghz和5.8GHz。

本文使用的有源电子标签又称主动电子标签，标签在工作时所需要的能量不完全由阅读器提供，而外加了一个内部电源供电。标签在未进入工作状态时期处于休眠状态，整个系统除关键部分外基本不耗能。而当标签进入阅读器区时，将受到阅读器的射频信号激励，进入到工作状态，此时标签内部的系统在微处理器的控制下将进入工作状态，接收阅读器信号进行相关处理和完成与阅读器的通信。

1.3 RFID电子标签的信息储存状态一存储器概述

电子标签芯片为非接触式智能卡，无源标签芯片工作所需要的能量均由模拟前端耦合阅读器发出的电磁波产生，因而要求存储器具有非挥发性和低功耗的特点，对于这样的要求，用于电子标签芯片的存储器是具有数据保存时间长，可反复进行擦写的能力、低功耗EEPROM。

1.4 RFID电子标签的能量供应与耦合方式

电感耦合电子标签是由电子数据作载体，通常由单个微型芯片以及用作天线的大面积线圈组成。电感耦合几乎是无源工作的。这就是说，芯片工作所需要的能量全部由阅读器提供，在这种情况下，获取能量的方式可以看作是变压器原理。阅读器和应答器通过各自的天线线圈来达到能量和信号的传递与识别。

图1.1 电感耦合原理示意图

Figure 1.1 Inductance coupling principle diagram

上图示为电感耦合原理示意图，发射磁场的一部分磁力线穿过距离阅读器天线线圈一定距离的应答器天线线圈。通过感应在应答器的天线上产生一个电压Ui，将其整流后作为数据载体的电源。将一个电容器Cr与阅读器的天线线圈并联，电容器电容的选择是：与天线线圈的电感在一起，形成谐振频率与阅读器发射频率相符的并联谐振回路。该回路的谐振使得阅读器天线线圈产生一个非常大的电流，这种方法也可用于生产供远距离应答器工作所需

要的场强。

由于电感耦合是无源的，且系统的效率不高，所以一般只用于的低电流电路。只有功耗极低的只读应答器(<135kHz)可用于1m以上的距离。而具有写入功能和复杂安全算法的应答器的功率消耗较大，因而一般的作用距离为15cm，个别有的能达到80cm。

调制的反射横截面—从雷达技术中得知：电磁波被大小超过波长一般的物体反射。一个物体反射电磁波的效率是通过其反射横截面来说明的。物体同达到它的波前产生谐振时，其反射横截面尤其大，这正是处于适当的频率的天线所用的场合。

图1.2反向散射应答器的作用原理

Figure1.2 The response of backscatter mechanism

功率P1从阅读器发射出来，它的一小部分达到应答器天线，到达应答器的功率P1作为HF电压在天线接口处使用。经二极管D1和D2整流后，可作为操作电压以去活化省电的“低功耗”模式。所获得的电压足够用于短距离作用的能量供应。到达的功率P1，一部分被天线反射，返回功率P2。天线的反射性能会受到连接的天线的负载变化的影响。为了从应答器到阅读器传输数据，与天线并联的附加负载电阻R的接通和断开要和传输的数据流一致，从而完成对由应答器反射的功率P2振幅的调制。对应答器来说，由应答器反射的功率P2在空间自由辐射，其中一小部分被阅读器天线接收，反射信号以“相反方向”进入阅读器的天线连接处，被定向耦合器解耦后送到阅读器接收入口。

2 UHF RFID有源电子标签的设计

本次设计是UHF 2.45GHz的有源电子标签设计。它是一种RFID主动标签，不但具备被动式标签的多种特征，还兼具读取距离远、性能可靠、寿命长的特点。

有源电子标签又称主动电子标签，标签在工作时所需要的能量不完全由阅读器提供，而外加了一个内部电源供电。标签在未进入工作状态时期处于休眠状态，整个系统除关键部分外基本不耗能。而当标签进入阅读器区时，将受到阅读器的射频信号激励，进入到工作状态，此时标签内部的系统在微处理器的控制下将进入工作状态，接收阅读器信号进行相关处理和完

成与阅读器的通信。而当整个通路考虑具有以下几点特点：微型化、成本低、功耗低过程完成后，标签又重新回到休眠状态。主动标签的设计应功耗低、可靠性高、阅读距离可调、电池供电等特点。因此在有源标签这方面的研究是值得一提的。并且当今在低功耗IC技术的突破性发展也为发展小型、低功耗主动标签创造了条件。

2.1标签的硬件设计

2.45GHz的有源电子标签由电源、控制单元和无限收发单元三部分组成，具体结构形式可由下图示出：

图 2.1 2.45GHz 有源电子标签的组成

Figure 2.1 2.45GHz active tag parts

其中控制芯片选MSP430F2012，由于有源标签是由外加电池供电，为了延长电池使用时间，因此对于系统的低功耗性能要求很高。MSP430F2012（MSP430系列芯片）是德州仪器公司推出的低功耗系列Flash型16位RISC指令集单片机，其设计结构完全以系统低功耗运行为核心。由于它的低功耗、片内设计丰富和方便灵活的开发手段，MSP430已成为众多单片机系列中的一颗明星。

MSP430的主要特点：

（1）MSP430系列是一个16位并且拥有强大的处理能力的单片机，采用的是RSIC指令集结构，丰富的寻址方式、简洁的内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可以参加多种运算。高速的处理能力，高效的查表处理指令。这些特点保证了可编出高效率的源程序。

（2）运行速度快，MSP430单片机能在8MHz晶体的驱动下，实现125ns的指令周期。125ns的指令周期、16位的数据宽度以及多功能的硬件乘法器相配合，能实现数字信号处理的一些算法（FFT等）。MSP430系列单片机的中断源较多，并且可以实现任意嵌套，使用灵活方便。当系统处于省电的备用状态时。用中断请求将其唤醒只需6us。

（3）MSP430系列单片机之所以超低功耗是由于其在降低芯片的电源电压及灵活而可控

的运行时钟都有独到之处。

MSP430具有低功耗的原因：

（1）MSP430系列单片机将很多外围模块集成到MCU芯片中，增加了硬件冗余。用户通过特殊的寄存器选择使用不同的功能电路，依靠软件选择不同的外围功能模块，对于不使用的模块将停止工作，减小了芯片的功耗。

（2）为了进一步降低芯片功耗单片机采用了两套独立的时钟源：外部时钟和DCO片内时钟。通常情况，系统运行的频率越高，功耗消耗也就越大。但在MSP430中单片机可以在满足功能需求的情况下按一定比例降低MCU主时钟频率，以降低电源功耗。当不需要高速运行时，可选用副时钟低速运行，进一步降低功率消耗。通过软件对特殊功能寄存器赋值可改变CPU的时钟频率，或进行主时钟和副时钟切换从而是实现总体功耗的控制。

（3）系统在运行时使用的功能模块不同，采用不同的工作模式，芯片的功耗消耗有较大的差异。MSP430单片机有5种节能模式：LPM0、LPM1、LPM2、LPM3、LPM4。这5种模式为其功耗管理提供了很好的性能保证。当在1MHz的时钟条件下运行时，芯片的电流会在200-400uA左右，在等待方式下，耗电只有0.7uA，节电方式下，最低可达0.1uA。

射频芯片是整个RFID卡最核心的部分，直接关系着标签的读写距离与可靠性，同时也直接影响到整个系统的功耗问题。本文中选用是nRF24L01射频芯片。nRF24L01是Nordic 公司生产的是一款新型单片机射频收发器件，其工作于2.4GHz-2.5GHz ISM频段，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流仅9mA；在接收时，工作电流也只有12.3mA，多种低功耗工作模式使其节能设计更方便。

nRF24L01的特点及其工作原理

1）低电压工作：1.9-3.6V低电压工作；

2）高速率：2Mpbs，由于空中传输时间短，极大地降低了无限传输中的碰撞问题；

3）多频点：125频点，满足多点通信和跳频通信的需要；

4）体积小：体积约为5mm*5mm

5）功耗低：当工作在应答模式通信时，快速地控制传输及启动时间，极大地降低了电路消耗；

6）成本低：nRF24L01的SPI接口可以利用单片机的硬件SPI口连接或用单片机I/O口进行模拟，内部有FIFO可以与各种高低速微处理器接口，便于使用低成本单片机。

表2-1 nRF24L01快速参考数据列表

Table 2-1 Quick reference data list of nRF24L01

nRF24L01最突出的特点是存在两种通信模式：直接模式和突发模式。直接模式的使用与其他传统射频收发器的工作相同，需要通过软件在发送端添加校验码和地址码，在接收端判断是否为本机地址并检测数据是否传输正确；突发模式使用芯片内部的先入先出堆栈区，数据可以从低速微控制器送入，高速（2Mpbs）发射出，地址和校验码硬件自动添加和去除，这种模式的特点是：①可使用低速微控制器控制芯片工作；②减小功率消耗；③射频信号高速发射，抗干扰性能好；④减小了整个系统的平均电流。因此使用nRF24L01芯片特有的突发模式使得系统整体性能和效率提高。

nRF24L01引脚功能及描述，芯片引脚排列如图3.2.2所示：

图2.2 nRF24L01引脚功能及描述，芯片引脚排列

Figure 2.2 NRF24L01 pins function and description，chip pins arrangement CE：使能发射或接受；

CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引脚断，微处理器可通过此引脚配置nRF24L01；

IRQ：中断标志位；

VDD：电源输入端；

VSS：电源地；

XC2，XC1：晶体振荡器引脚；

VDD_PA：为功率放大器供电，输出1.8V；

ANT1，ANT2：天线接口；

IREF：参考电流输入。

nRF24L01射频芯片的工作模式

通过配置寄存器可将nRF24L01配置为发射、接受、空闲和掉电四种工作模式，具体工作模式如下表2-2：

表2-2 nRF24L01 工作模式

Table 3-2 NRF24L01 work pattens

待机模式1主要用于降低电流损耗，该模式下晶体振荡器仍然工作；

待机模式2则是在当FIFO寄存器为空且CE=1时进入此模式；

待机模式下，所有配置仍然保留；

在掉电模式下电流顺号最小，同时nRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值这时仍然保留。

nRF24L01可以和不带SPI的接口的控制芯片MSP430F2012进行数据交换，MSP430F2012没有标准的SPI接口，但是它提供了USI接口与既有SPI接口的芯片通信，nRF24L01芯片的配置通过引脚CE/CSN/MOSI/SCK来完成。电子标签控制芯片MSP430F2012和射频芯片nRF24L01具体的硬件电路连接图与MCU和RF在protel99se上的设计图分别如图：

Figure 2.3 MSP430F2012 and nRF24L01 two chip connection diagram

Figure.2.4 MSP430F2012 designed on protel

图 2.5 nRF24L01在protel上的设计图

Figure 2.5 nRF24L01 designed on protel

2.1软件设计

目前没有2.45GHz有源RFID系统的通信协议标准，有源电子标签的通信协议可以参考ISO1800-4和ISO1800-7标准。

nRF24L01可以通过SPI接口与控制芯片MSP430F2012进行数据交换，MSP430F2012没有标准的SPI接口，但是提供了USI接口与具有SPI接口的芯片通信，nRF24L01芯片的配置是通过CE、CSN、MOSI、SCK来完成的，两芯片接口图可看前面一节。本文的有源电子标签只具有发射功能，初始化过程中关闭自动重发功能，只采用Pipe0通道与阅读设备通信，2个字节的CRC校验，地址宽度4个字节，发射功率0，空中传输速率1Mpbs。nRF24L01的初始化程序如下：

{

P5OUT&=～CE;

SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG,0xfe);

SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA,0x00);

SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RSADDR,0x01);

SPI_RW_Reg（WRITE_REG + SETUP_AW,0x10）;

void Init_nRF24L01(void)

SPI_RW_Reg（WRITE_REG + SETUP_RETR,0x00）;

SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RF_CH,0x10）;

SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RF_SETUP,0x07）;

SPI_Write_Buf（WRITE_REG + TX_ADDR,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH）;

SPI_RW_Reg（WRITE_REG + RX_PW_P0,TX_PLOAD_WIDTH）;

SPI_Write_Buf（WRITE_REG + RX_ADDR_P0,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH）；

P5OUT=CE;

}

其中SPI_Write_Buf（BYTE reg，BYTE byte）；SPI_Write_Buf（BYTE reg，BYTE*pBuf，BYTE bytes）函数分别为写字节和写字符串函数。

3系统的防碰撞算法

RFID系统工作时，可能会出现多个标签同时处在阅读器范围内的情况，如果有多个标签同时向阅读器发送数据就会出现通信碰撞，数据相互之间干扰（碰撞），此时存在着两种通信方式：

（1）阅读器到标签：在一个阅读器范围内有多个标签，阅读器发送的数据同时被多个标签接收，称之为无线广播式；

（2）标签到阅读器：在阅读器范围内存在多个标签同时向阅读器发送数据，这称作多路存取式，每个信道有规定的容量，这是由信道的最大数据速率以及供其使用的时间片确定的，当多个标签同时把数据传输给一个单独的阅读器时就会出现相互碰撞。

在RFID系统中最常用的是时分多路法，即把整个可供使用的信道容量按时间分配给多个用户，也就是使每个标签在单独的某个时隙内占用信道和阅读器进行通信，防止碰撞发生，从而使得数据可以准确地在阅读器和标签之间进行传输，这种协议称之为防碰撞协议（Collision Resolution Protocols）。

本文中采用纯ALOHA算法，纯ALOHA算法的基本思想是标签发送数据的过程中，如果有其他标签也在发送数据，则发生信号重叠导致完全或者部分碰撞。阅读器检测接收信号是否发生碰撞，如果发生碰撞，则阅读器发送指令给标签，标签停止发送，随机等待一段时间后再重新发送，以减少发生碰撞的概率。算法如图所示：

图3.1 纯ALOHA防碰撞算法时序图

Figure 3．1 Pure ALOHA prevent collision sequence chart algorithm 纯ALOHA算法的标签读取过程如下：

（1）多个标签随机在各个时间点发送信息；

（2）阅读器检测接收到从标签传回的信息，判断是否成功传输；

（3）若判断出发生碰撞，则标签随机等待一段时间，重新发送信息。

本文具体防碰撞算法表现形式如下：本文电子设计有源电子标签为只读电子标签，采用标签发言方式，不管电子标签是否在阅读器的识别范围内，电子标签都随机地发送唯一的经过加密的UID。当电子标签进入阅读器的识别范围时，UID就被接收并解密后传输到与其连接的计算机或其他设备上。不管电子标签是否被识别，都会随机地退避一段时间，该退避时间是电子标签在（0，T）范围内随机产生的随机数，由于随机数的不同，避开了冲突。

4总结

本课题是对于UHF频段的RFID电子标签设计，UHF RFID电子标签相对于HF频段来说具有更多的优点，能够用于更多的领域，本设计的有源电子标签能够用于港口码头环境下的集装箱远程自动识别，也可用于车辆出入信息采集与控制以及不停车收费系统等有远距离识别与控制需求的系统。

本文的重点是对RFID系统中的有源电子标签的设计，因为是有源，因此功耗问题将在设计是一个重要的考虑对象，在有源电子标签中，应该应用功率相对更低的芯片。控制芯片（MCU）选择的是TI公司的MSP430F2012，射频RF方面则采用的是nRF24L01。MSP430系列芯片和nRF24L01都是属于低功耗芯片。使用这两种芯片即使不能解决电池寿命问题，但由于其低功耗的特点对于延长有源电子标签的使用寿命也能够表现出一定的优越性。

RFID技术的存在既然有优势必然也就存在着一定的问题，比如通信协议中的防碰撞问题，如果防碰撞设计得不合理，致使标签重装频繁发生，会极大影响系统的工作效率，甚至在严重时可能无法正确识别标签。本文对防碰撞问题做了简单说明，采用纯ALOHA算法。参考文献

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RFID课程设计报告——图书管理系统

RFID课程设计报告 名称图书管理系统 专业班级物联网111 学号201110410119 姓名雷林尚 指导教师江虹 2014.7

一、设计背景 目前大多数图书馆还是采用条码加磁条的作业方式，借书流程仍然需要人工将图书打开并找到条码位置进行扫描。但随着读者人数的激增，这样的操作流程显得较为繁琐，借还书效率低。另外条码容易破损，影响正常的借还书程序，降低了读者的满意度。 图书馆使用了射频识别(RFID)技术，读者一卡在手，就可自由进出各个借阅室。图书将采用电子数字标签，读者可自动化借还书。自助借还书机以及还书箱的出现，特别是其一次可以做多本借还书服务和24小时还书服务等功能，大大节省了馆员的工作量和读者等待的时间。RFID能更好地提高图书流通管理和典藏管理的工作效率，使得图书馆管理员可以有更多的时间来为读者提供服务，为图书馆行业的发展带来新的机遇。 二、系统功能描述 1.RFID概述 RFID的全称是Radio Frequency IDentification，即无线射频识别技术，它使用无线传输方式实现对人或物的非接触识别和数据信息交换。在动物跟踪、防盗系统、门禁管理、停车场管理、自动生产线、物料管理等行业领域已有20多年的应用历史。在图书馆的应用中，RFID标签可为一本书籍或一张光盘存储一个唯一的标识符号，并且可以通过这个符号进行快速高效的流通处理和库存管理。 科技的发展与应用的普及，RFID的原理可简化为基于资料存储在一个透过无线电能够被读写器读取资料的标签。如图所示，一个RFID系统包含

三个主要部分：RFID标签(tag或称为transponder应答器)、RFID读写器(reader或称为interrogator)、运用于管理两者之间传输资料的应用系统。 标签通常是由一组耦合原件与一个电子晶片，提供天线的功能。一个读写器包含射频模块(提供传送与接收信号的处理)和控制模块，以及一组耦合原件，通过输入/输出接口，如串口、USB接口等，与应用系统设备(如PC)连接。 RFID标签按信号发射机制的不同可分为有源标签和无源标签，按工作的频段不同可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类。目前适合图书馆所使用的标签为13.56MHz的HF频段无源标签。 2.RFID图书智能管理系统的功能 RFID文献智能管理系统在读者、文献、书架的RFID标识的基础上，以RFID 标签为流通管理介质，通过相关的RFID流通设备、RFID读写设备、RFID安全门设备、RFID典藏设备进行读者、文献、书架的一体化管理与维护，并借助移动归架书车保持文献与书架的一一对应关系，采用流通设备、典藏设备、智能文献定位书车设备，对读者而言能够实现自助式的操作、定位索取文献，能全面提升读者服务水平，提高服务效率，对工作人员而言能够实现文献的高效率借还、定位管理、精确点藏，能有效降低一线人员的工作量，提高工作效率，提升馆藏管理能力。

RFID电子标签种类大全

创羿CY-RAT按键卡式电子标签 产品介绍 按键卡式电子标签采用特殊材质，设计简洁，任何携带者都将感到十分舒适。在卡式标签上设计有按键，可一键报警，当按键报警后，标签设有LED指示灯和蜂鸣器，增加了提示报警效率，标签内设温湿度监测传感器，可以监测室内的温湿度，可以做成双频人员定位卡，双频卡可以精准人员定位范围，该产品具有超低功耗、电池可拆卸可充电，使用寿命长，平均成本低，免维护，并且对人体安全、健康，无电磁辐射污染，使用更安全等突出特点。卡式按键电子标签配合读写设备，能完成对人员的自动识别和合法身份的免打扰自动排查。卡式按键电子标签以其卓越的性能、可靠性和高性价比为客户提供了成功的解决方案。 产品功能 按键功能：紧急呼叫、讯号传输、开关 振动侦测功能 LED指示与蜂鸣器 内置温湿度传感器，可侦测室内温湿度 温湿度超标提示报警 产品参数 识别距离： 0～ 200米 识别速度： 200公里 / 小时 识别方式：全向识别 工作频段：双频2.4 GHz ～ 2.5GHz或13.56MHZ （双频可选配） 温度监测范围：－40℃～125℃/ 湿度监测范围：5%RH—95%RH（无凝露） 使用寿命：经多次、长时间测试，电池试用寿命为2年到4年，电池可更换 位无码率：10-9 功耗标准：平均工作功率为微瓦级 通讯速率：双向1024Kbit/s 通信机制：基于时分多址和码分多址同步通信机制 安全性：加密计算与安全认证，防止链路侦测 封装特性：PC工程塑料，抗高强度跌落与振动 环境特性：工作温度－20℃～60℃ 工作湿度5～95％ 可靠性：防浸泡防冲击，满足工业环境要求 尺寸： 84*54*7MM 安装方式：粘链或吊扣 产品特征 工作模式 标签采用“主动方式“进行工作。发射频次如有需要可进行调整。标签内部采用高能扣式锂电池，容量可选。标准环境下，电池提供的能量可以保证标签连续工作2～4年。 识别距离与识别速度 该“主动式”定位电子标签可与公司的多款读写器配合工作，在具体应用中，信号强度和识别距离具有非常突出的特性。在良好的可视环境下，识别距离可以稳定的达到200米。 当用户对最大识别距离的长短有不同要求或应用环境比较复杂时，可以选择使用不同信号强度的读写器，并可通过应用软件调节读写器的灵敏度来达到所需的识别距离。 读写器能够同时稳定读取200张以上的有源电子标签，识别准确率99.999%；在极短的时间内可以确保全部识别不漏读。 通讯安全 有源电子标签与配套的读写器进行通讯时，使用特殊通讯协议，对设备的合法性进行校验，为防数据破解而研发了缜密的加密算法，确保通讯过程数据安全。 可靠工作 产品充分考虑了防雷、防水、防冲击等工业环境应用要求；生产过程严格依照ISO9001质量标准进行多环节质量检测，确保用户拿到的产品充分满足性能要求。应用领域 工厂、医院、会议人员定位系统； 监狱、精神病院等行业人员实时定位监管系统； 监控区域、展区、游乐场所人员实时定位系统； 重要会议和活动的特殊人员安全管理系统； 电信、科研、军事、金融、体育、纺织、医疗等机构的资产监控与仓储管理等； 贵重、涉密资产实时监控、定位管理、进出控制等。

基于RFID的公交卡管理系统课程设计说明书

郑州轻工业学院 课程设计说明书题目：基于RFID的公交卡管理系统 姓名： 院（系）：计算机与通信工程学院 专业班级：物联网工程XXX 学号： 指导教师： 成绩： 时间：2016年 1 月5日至2016年 1 月8日

郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目基于RFID的公交卡管理系统 专业、班级物联网工程XX班学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容：利用实验室的读卡器和M1卡，编写程序，实现一简单的公交卡管理功能。 基本要求：（1）当卡放到读卡器上时能够自动显示姓名； （2）读卡器可识别出该卡的类别，即月票、电子钱包、学生票，并显示出剩余的钱数或次数； （3）当刷卡时，可自动扣除钱数或次数； （4）当充值时，可加钱数或次数。 参考资料：[1]高建良，贺建飚.物联网RFID原理与技术[M].北京：电子工业出版社，2015. [2]黄玉兰.物联网射频识别（RFID）核心技术详解[M].北京：人民 邮电出版社，2011. 2016年 1月 5日

课程设计成绩评定表

目录 1实验任务和目的 (1) 2实验过程和结果 (1) 2.1实验过程 (1) 2.2实验结果 (1) 3实验总结和心得 (3) 4参考文献 (4) 5附录（代码） (4)

1实验任务和目的 利用实验室的读卡器和M1卡，编写程序，实现一简单的公交卡管理功能。 能达到如下功能： （1）当卡放到读卡器上时能够自动显示姓名； （2）读卡器可识别出该卡的类别，即月票、电子钱包、学生票，并显示出剩余的钱数或次数； （3）当刷卡时，可自动扣除钱数或次数； （4）当充值时，可加钱数或次数。 2实验过程和结果 2.1实验过程 1.打开VC，建立新的MFC工程； 2.在MFC建立Dialog界面，如下图 3.建立相关的控件链接； 4.在程序编写相关程序，使其能达到相关目标； 5.运行程序检测实验是否成功。 2.2实验结果 1.基本界面

rfid电子标签系统

rfid电子标签系统 RFID (Radio Frequency Identification)标签俗称电子标签，也称应答器(tag, transponder),它是是一种利用射频通信实现的非接触式自动识不技术(通称RFID技术)。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识不、移动识不、多目标识不、定位及长期跟踪治理。 最差不多的电子标签系统由三部分组成： 标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯独的电子编码,高容量电子标签有用户可写入的储备空间，附着在物体上标识目标对象； 阅读器(Reader):读取(有时还能够写入)标签信息的軽，可设计 为手持式或固定式； 天线(Antenna)在标签和读取器间传递竝信号。 数据储备：与传统形式的标签相比，容量更大(lbit—1024bit), 数据可随时更新，可读写。 读写速度：与条码相比,无须直线对准扫描，读写速度更快，可多目标识不、运动识不。 超高频标签的工作频率在860MHZ—960MHZ之间，可分为有源标签与无源标签两类。工作时，射频标签位于阅读器天线辐射场的远场区内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式，阅读器天线辐射为无源标签提供射频能量，将无源标签唤醒，相应的射频识不系统阅读距离一样大于1米，典型情形为4米一一6米，最大可达10米以上。

电子标签的特性 数据储备：与传统形式的标签相比，容量更大。 （lbit—1024bit）,数据可随时更新，可读写 读写速度：与条码相比,无须直线对准扫描，读写速度更快，可多目标识不、运动识不。 使用方便：体积小，容易封装，能够嵌入产品内。 安全：专用芯片、序列号惟一、专门难复制。 耐用：无机械故障、寿命长、抗恶劣环境。 RFID射频识不是一种非接触式的口动识不技术,它通过射频信号自动识不目标对象并猎取相关数据，识不工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识不高速运动物体并可同时识不多个标签，操作快捷方便。 RFID技术的差不多工作原理并不复杂：标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的业发送出储备在芯片中的产品信息（PassiveTag,无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag,有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。 RFID（射频识不）系统由两部分组成：读/写单元和电子收发 器。阅读器通过天线发出电磁脉冲，收发器接收这些脉冲并发送己储备的信息到阅读器作为响应。实际上，这确实是对储备器的数据进行非接触读、写或删除处理。 从技术上来讲，"智能标签”包含了包括具有RFID射频部分和一个超薄天线环路的RFID芯片的RFID电路，那个天线与一个塑赴薄片一

RFID通讯技术实验报告

· RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:

一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之，也可以嵌入被追踪物体之。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）；

2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 5.1电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如图1所示。

基于RFID超市管理系统的课程设计

基于RFID超市管理系统的课程设计

1.超市管理系统规划 1.1现状分析 最初的超市资料管理，都是靠人力来完成的。但近几年中国超市经营规模日趋扩大，销售额和门店数量大幅度增加，而且许多超市正在突破以食品为主的传统格局，向品种多样化发展。小型超市在业务上需要处理大量的库存信息，还要时刻更新产品的销售信息，不断添加商品信息，并对商品各种信息进行统计分析。因此，在超市管理中引进现代化的办公软件，实现超市庞大商品的控制和传输，从而方便销售行业的管理和决策，为超市和超市管理人员解除后顾之忧。 1.2系统目的 帮助超市工作人员提高工作效率，帮助超市工作人员利用计算机，极为方便的对超市的商品进行等有关操作，使杂乱的超市数据能够具体化、直观化、合理化等。 1.3研究背景 当前，中国零售业信息化状况的三个层面的分布基本明朗：在高端企业，进销调存核心结构体系基本运作正常，面临的主要问题是数据的深挖掘和加工、财务业务系统的高度集成、根据企业的并购重组保证系统和数据的统一、稳定；在中端企业，分散营运向集中管理转变，进销调存核心结构系统正在由分散单店管理、销售核算向连锁管理、进价核算过渡；在低端企业，刚刚涉足、转向连锁零售业，对于信息化认识处于表面层次，业务流程和信息系统建设需要一段时间的探索、认识和渐进过程。而整个零售行业对信息化的认识已经逐渐趋向一致的认识：信息化是企业可持续发展、增强核心竞争力的必要手段。 超市软件系统从企业运营及管理的实际情况出发，结合当前中国零售业业态发展趋势，顺应了零售行业对信息化的要求，为商业管理信息系统提供了系统全面的技术解决方案。基于以上原因，超市信息管理系统当前在各个商业领域都发挥了很大的作用，也得到了越来越多的大、中、小型商业企业的应用。但就当前的应用状况分析，管理系统在中、高端企业得到了广泛的应用和重视，在小型企业、零售店的应用仅局限于信息化的表面层次，没有得到高度的重视。同时，小企业也因资金

RFID电子标签参数指标

RFID电子标签技术规范要求 1型式要求 1)外形材料与安装要求 天线及芯片采用PVC\ABS或固胶封装、安装方式可用强力胶或加铆钉. 2)尺寸要求 标签尺寸：70*35 mm 3)初始化要求 所交付的标签产品需要按照招标方要求提供初始数据的写入。 4)打印要求 所交付的标签产品需要按照甲方要求提供打印服务，可打印公司Logo、文字、数字等，要求清晰、耐磨。 2物理性能要求 1)耐温湿度 工作温度：－40℃~＋85℃ 存储温度：－45℃~＋105℃ 相对湿度：5%~95% 2)工业等级

IP68或以上. 3电气性能要求 1)抗金属要求 标签适用于金属表面设备 2)工作频率 860MHz～960MHz。 3)擦写次数 不小于10万次。 4)数据保持时间 大于10年。 4数据格式要求 1)数据格式要求 标签各区域的存储空间不小于2K; 存储内存空间可以设立不同存储块管理. Tag memory（标签内存）分为Reserved（保留），EPC（电子产品代码），TID（标签识别号）和User（用户）四个独立的存储区块（Bank）。 Reserved区：存储Kill Password（灭活口令）和Access Password（访问口令）。EPC区：存储EPC号码等。 TID区：存储标签识别号码，每个TID号码应该是唯一的。

User区：存储用户定义的数据。 5通信规约 电子标签的通信规约符合《EPC? Radio-Frequency Identity ProtocolsClass-1 Generation-2 UHF RFIDProtocol for Communications at 860 MHz – 960 MHz 》（简称EPC GEN2）、和ISO180000-6C 通信标准。 6标签使用寿命或性能影响因素 1)强力的碰撞、弯曲、折断会使内部天线的结构造成破坏,影响标签读取性能; 2)阳光下暴晒,容易导致标签表面材料老化; 3)非金属表面贴金属标签，或者金属表面贴非金属标签，影响标签性能； 4)表面有水或湿度大，会吸引电磁波导致标签性能下降； 5)标签周围金属环境多的情况，产生信号反射，不能控制信号的方向，可能造成误读。

RFID毕业课程设计

RFID毕业课程设计 (本文档为word格式。下载后您可以进行编辑和修改！) 中南大学 射频识别课程设计 学院:信息科学与工程学院 班:学号:讲师: 1年前 9这种传统的仓库管理，一般依靠非自动化的基于纸张的系统来记录和跟踪进出的货物，并且仓库的内部管理完全是人工进行的。因此，仓库管理的效率极低，能够管理的仓库规模也很小。随着计算机应用的普及，目前大多数企业的仓库管理数据已经开始由计算机数据系统管理，但数据仍然是通过纸质记录和手工输入计算机的方式进行收集和统计整理的。这不仅造成人力资源的大量浪费，而且由于人为因素

导致数据录入速度慢、准确性低。随着企业规模的不断发展，仓库管理下的物料类型和机器数量不断增加，进出仓库的频率急剧增加。仓库管理操作也变得非常复杂和多样化。传统的手工仓库操作模式和数据采集方式已经不能满足快速准确的仓库管理要求，严重影响了企业的运营效率，成为企业发展的主要障碍。 射频识别技术目前正在给供应链领域带来巨大的变革，它可以识别条形码不可比拟的优点，如距离远、速度快、不易损坏、容量大等。，简化复杂的工作流程，有效提高供应链的效率和透明度。基于射频识别的仓库管理系统是将射频识别技术引入到现有的仓库管理中，自动采集仓库到货检验、入库、出库、调拨、仓库调拨、库存盘点等各个操作环节的数据，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，保证企业能够及时准确地掌握库存的真实数据，合理地维护和控制企业库存。通过科学编码，也便于管理物品的批次和保质期。通过使用 系统的货位管理功能，可以及时掌握所有库存物料的当前货位，有利于提高仓库管理的工作效率。第一，实现目标 。在这个计划中，速度、效率、准确性和信息集成是要追求的关键目标。主要在于提高仓库管理的正确性、管理的准确性和操作的便利性；将射频识别技术集成到仓库管理系统中，应用货物包装和货物定位两种电子标签辅助仓库管理，提高企业效率。 。最小包装单元管理，即存储的每个最小包装单元都有一个支持精细

中南大学RFID课程设计报告

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 课程设计报告 课程： RFID课程设计 班级：物联网工程1201班 学号： 0909120316 姓名：王兆岳 指导教师：李刚 日期： 2015年4月25日

第一节课程设计选题 (1) 1.1选题背景 (1) 1.2课程设计目标 (1) 1.3课程设计使用的相关语言及数据库 (2) 1.4测试环境 (2) 第二节总体设计 (2) 2.1处理流程概要 (2) 2.2总体架构设计 (3) 2.3总体处理流程 (4) 第三节 PC端具体设计 (4) 3.1PC端模块划分 (4) 3.2出入库控制模块 (5) 3.3信息查询模块 (6) 3.4账号注册模块 (8) 3.5充值缴费模块 (8) 3.6硬件通讯中间件 (10) 第四节移动端具体设计 (11) 4.1剩余车位展示 (11) 4.2停车场线路导航 (12) 4.3个人记录、余额查询 (13) 第五节主要算法 (13) 6.1避免刷卡同时激活入库和出库 (13) 6.2多张卡同时在区域内时的屏蔽 (14) 6.3屏蔽偶发错误 (15) 第六节实验总结 (15)

第一节课程设计选题 1.1选题背景 近几年随着我国高速发展，我国的机动车保有量也在不断攀升，因此楼宇、社区和商业区构建停车场及管理系统就显得十分迫切，构建一套包含车辆进出、停车泊位、缴费结算、资料查询、信息提示等功能的相对完善的管理系统，已成为停车场管理部门的共同愿望，同时由于传统停车场并没有与互联网实现对接，经常造成停车位的浪费或是由于驾驶员不能及时获知停车位已满的消息而导致能源的极大浪费、加剧交通拥堵的状况，基于此我选择停车场管理系统作为本次RFID课程设计的题目。 1.2课程设计目标 在本方案中，效率、正确率、信息的整合、以及便捷性是重点追求的目标。 效率读取后数据应及时进行处理，并写入数据库备查 正确率保证每次读取信息的准确性，避免“漏读”或“重读” 信息的整合不同功能模块要实现良好的整合 便捷性尽可能减少人员手动操作，尽量实现自动化

RFID课程设计

武汉理工大学华夏学院 课程设计报告 课程名称：射频识别基础课程设计 题目：高频数据块写入 专业信息工程系 班级 学号 姓名 成绩_________________ 指导教师 2015年1月5日至2015年1月9日

设计实验目的 学习和掌握高频RFID电子标签的识别控制原理。 一、设计实验内容 将电子标签放入高频RFID模块的识别范围内，高频RFID模块识别后在LCD上显示识别的卡号。 二、使用仪器 电脑一台、WSN通用底板、RF2530模块、高频RFID模块、电子标签、zigbee多功能仿真器(带10pin的JTAG下载线)、A转Mini USB线。 三、设计实验原理 射频识别技术（RFID）是一种新型自动识别技术，具有可靠性高、保密性强、方便快捷的特点，它利用无线射频方式，通过电磁感应、无线电波或微波能量，在读写基站和应答目标之间进行非接触双向通信，以达到目标识别和数据交换的目的，这项技术简称为“电子标签”。 射频识别系统通常由电子标签（射频标签）和阅读器组成。电子标签内，存有一定格式的电子数据，常以此作为待识别目标的标示性信息。应用中将电子标签附在待识别目标上，作为待识别目标的电子标记，阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息，RFID标签主要分为无源标签和有源标签两类（或是称为主动和被动）。 最常见的是被动标签（无源标签），当阅读器遇见RFID标签时，发出电磁波，周围形成电磁场，标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，然后发送给解读器，解读器把它转换成相关数据。 这里我们主要使用的电子标签是Mifare S70射频薄卡，该卡采用的飞利浦(NXP)原装的Mifare IC S70芯片，符合IEC/ISO 14443A 空气接口协议。其具有先进的数据加密及双向密码验证系统，与S50芯片相比，其具有更大的存储容量，是企业一卡通，水表预付费，公交储值卡，高速公路收费，停车场，小区管理，交运卡，公园，公路等首选的高频RFID产品。 卡片有4K的存储空间，有32个小扇区和8个大扇区。小扇区的结构为：每扇区有4块，每块16个字节，一共64字节，第3块为密钥和控制字节；大扇区的结构为：每扇区16块，每块16个字节，一共256字节，第15块为密钥和控制字节；详细介绍如下: （1）4K字节, 共40个扇区。前32个扇区中，每个扇区4个数据块；后8个扇区中，每个扇区16个数据块。每个数据块16个字节； （2）每个扇区有独立的一组密码及访问控制； （3）每张卡有唯一序列号，为32位； （4）具有防冲突机制，支持多卡操作； （5）无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路； （6）数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次； （7）工作频率：13.56MHZ； （8）通信速率：106 KBPS； （9）读写距离：10 cm以内（与读写器有关）。 其存储结构——4K字节, 共40个扇区，前32个扇区中，每个扇区4个数据块；后8

RFID电子标签基础知识介绍

RFID电子标签基础知识介绍 了解RFID基础知识 生产线作业管理 RFID生产线作业管理系统用于实时监控生产过程，增加整个生产线作业过程的可视化。通过RFID无线自动识别技术，可以及时设计、监控及记录整个生产线作业流程，减少人为失误和差错。工业级的RFID标签都有独立的唯一编码，可以在整个生产流程中埋入或附随在生产线作业的每个组件上，RFID自动识别方式可让系统自动监控每道工序是否正确作业，同时可以提高质量控制，并提供产品寿命周期内全面的可追溯性。 仓库管理 基于RFID的仓库管理系统是在现有仓库管理中引入RFID技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，还可方便地对物品的批次、保质期等进行管理，确保先进先出等库存操作模式。利用系统的库位

管理功能，更可以及时掌握所有库存物资当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。 产品质量追溯和维保管理 基于RFID的产品质量追溯和维保管理系统，通过对企业生产和销售中的产品嵌入RFID标签，RFID标签中记录了产品的品名、型号、批次、维修保养记录以及其他详细资料，使得企业可以非常便捷地验证产品的真伪、追溯产品质量过程、准确地进行保养维修服务等。 资产管理 资产RFID管理系统是以实物管理为特点，以化繁为简为目的的实用管理系统。资产RFID管理系统针对固定资产管理中经常出现的实物与财务帐目不符的情况，运用RFID射频技术为企业解决了问题，使企业管理有条不紊，帐物相符。针对固定资产折旧计算繁琐的情况，运用平均折旧法，迅速完成固定资产的折旧计算工作，计算结果准确无误。运用高效的数据传输技术，独特的权限管理理念，使企业领导能坐在办公室里就能了解企业所有固定资产的全面情况。 重要资产跟踪和监控

rfid技术课程设计

******************* 实践教学 ******************* 计算机与通信学院 2014年秋季学期 RFID技术课程设计 题目：基于高频的RFID职工考勤管理系统专业班级：计算机科学与技术（物联网方向）1班姓名： 学号： 指导教师： 成绩：

目录 摘要 (3) 正文 ............................................................................................. 错误！未定义书签。 一、前言 (4) 二、案例描述 (5) 2.1、系统核心功能 (5) 2.2、实施步骤 (5) 三、需求分析 (7) 3.1、实验箱模块的选择 (7) 3.2、HF高频读写器原理 (8) 3.3、射频通信原理 (9) 四、整体描述和实现 (10) 4.1实现RFID高频职工考勤管理系统的硬件设计 (10) 4.2实现RFID高频职工考勤管理系统的软件设计 (11) 4.3程序代码 (14) 4.4系统运行结果 (27) 总结 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31)

摘要 无线射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种非接触的自动识别技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。它基本由三部分组成：标签(Tag)、阅读器(Reader)和天线(Antenna)。 RFID技术与条码、生物识别等自动识别技术，以及与互联网、通信、传感网络等信息技术融合，构筑一个无所不在的网络环境。现在很多学校也充分的利用信息网络技术和计算机互联网技术，发挥信息网络的各种技术手段和现有各种教育、科研、信息资源的优势，开发各种应用系统和管理系统，实现网络交互式管理，全面推进信息化管理。而基于RFID的职工考勤应用系统就是学校管理系统的一个组成部分，它将智能化的完成考察职工出勤情况。它实时的自动采集数据信息、自动对所采集数据进行分析处理，然后以可视化界面回报给学校管理人员。通过点名、磁卡和接触式IC卡等方式对职工的上课出勤情况进行考勤、记录管理，既耗时，而且又会相互干扰；而非接触式RFID员工考勤应用系统实现了利用无线射频识别技术对员工考勤管理，既方便、快捷，又省资源。 本文设计了一种基于RFID高频职工考勤管理系统，它是基于北京奥尔斯电子科技有限公司生产的物联网RFID综合实验系统V1.0。利用其中的HF模块，嵌入式网关，并连接PC的串口线到嵌入式网关的J28接口。即可以实现网关控制HF 模块，也可以实现PC机对HF模块的控制。该系统采用13.56M射频识别技术进行职工的门禁考勤管理，职工每人佩戴13.56M无源电子标签一张，作为考勤卡。用于上课、下课时的考勤记录，只要标签处于读写器的有效识别范围，则阅读器便可自动识别到该标签信息，通过软件系统自动记录考勤信息，同时控制电子锁开门。 关键词：RFID；高频；职工考勤

RFID技术简介

RFID技术 RFID技术，英文为Radio Frequency Identification，中文为无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频(860-960Mhz)、微波(2.4-2.5Ghz)等射频技术。 工作原理 RFID技术的基本工作原理其实很简单：标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Tag，用以驱动Tag电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。 以RFID读卡器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应耦合（Inductive Coupling) 及后向散射耦合（BackscatterCoupling）两种。一般低频的RFID 大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。 阅读器和电子标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源电子标签提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。电子标签是RFID系统的信息载体，其大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成。 产品分类 RFID技术中所衍生的产品大概有两大类：无源RFID产品、有源RFID产品。 1．无源RFID产品 无源RFID产品发展最早，也是发展最成熟，市场应用最广的产品。比如，公交卡、食堂餐卡、宾馆门禁卡、二代身份证、停车卡等，这个在我们的日常生活中随处可见。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频915MHZ。 A.低频125KHZ 即俗称的ID卡的频段，读距一般要求在5-8CM。这个频段的应用范围相当广，如食堂餐卡、会员卡、门禁卡等。由于其成本低廉、应用简单等优势，在一些涉及RFID的应用系统软件中非常流行。另外，低频134Khz的注射式标签，在猫狗等动物管理应用中也非常普遍。 B.高频13.56MHZ 即俗称的IC卡的频段，读距一般要求在5-8CM。目前我们国家使用的二代身份证，

射频识别技术课程设计报告

宁波大学 机械工程与力学学院工业工程系 课程设计报告 2012 — 2013学年第1学期 课程名称现代物流设施与规划 设计题目RFID射频识别技术 组组员号 专业班级 2012年12月23日

目录 一、设计任务和要求 (3) 二、设计背景和意义 (3) 三、技术方案与技术路线 (4) 四、取得的成果 (6) 五、遇到的问题及解决方案 (8) 六、分析总结 (9) 参考文献 (9)

一、设计任务和要求 1、学会资料的查询：从Internet上搜寻RFID射频识别技术的相关文献，对射频识别技术有一个大概的认识和了解； 2、学会专研：通过帮助文档及相关资料的查阅，了解射频识别技术的原理和应用场合，寻找一个射频识别技术的应用场合并且设计一个相应的应用射频识别技术系统； 3、要求以小组为单位完成，组员全程参与及合作； 4、公开演示成果，并由老师随机向组员提问； 5、记小组分；第16周课提交资料并进行演示。 二、项目背景和和意义 我们小组选择医院这个社会矛盾的聚集点，设计一款可以帮助提高医院服务救助水平的应用RFID射频识别技术的系统。医院作为救死扶伤的场所也越来越多的引起了大家的关注。由于我国的医院服务救助水平和医务人员的素质都有待提高，不时会有一些恶性的医 疗事故的发生，使人们存在对医护人员排斥甚至厌恶感。针对医药费用的纠纷也常常见诸报纸等新闻媒介。 救死扶伤最重要的就是时间。时间就是生命这句话在医疗救助中绝对称得上是真理。众所周知，现代工业的高速发展给我们带来无比快捷舒适的生活方式的同时恶性疾病也在我国逐年快速增加。例如大家熟知的呼吸道疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等等。这些疾病的特点是发病迅速对抢救时间要求极高并且都极易因为抢救不及时造成病人的生命危险。急救车上有一系列的设备装置和药品，随时准备提供给患者。美国国民患者安全理事会首席专家说，2003年11月至2005年6月，由于急救车的问题引起了8起事故，都是由于相应的设备不在车上或药物过期造成的。这并非人为疏忽，而是在这些推车上至少有三种不同的物品，虽然有检查各物品是否配备的程序，尤其是在急救室执行急救过程中，迅速完成这项检查任务仍然很困难。如何及时了解患者情况，节约医护人员在救助过程中的时间就成了关键中的关键。我们小组成员针对紧急救助情况如何节约时间给出了方案。

RFID课程设计报告

PINGDINGSHAN UNIVERSITY 《RFID原理及应用》课程设计题目: 基于RFID的学生信息管理系统 院（系）:计算机科学与技术学院 专业年级: 12级物联2班 姓名: 陈凯昂 学号: 121210325 指导教师: 李永明 成绩： 2014年06月17日

一．系统概述 1.RFID信息管理的好处及意义 RFID(Radio Frequency Identification)技术，是一项非接触式自动识别技术，它的防冲撞性好、封装任意性强、使用寿命长、可重复利用等特点成为信息采集及管理系统设计的首选。基于RFID技术的学生管理系统(Student management system SMY)，是将集信息处理、通讯、控制以及电子技术等最新的科研成果为一体，应用于学生管理中，将学生、校园和管理紧密结合在一起的新型校园管理系统的总称。其功能包括：信息提供、安全服务、学籍管理等。本文研究的学生管理系统的核心是RFID技术，结合计算机嵌入式技术、数据库技术、通信和信息管理技术为高校的学生管理提供了一种高效的综合信息管理平台。 2.1 系统框架 开始 建立学生信息数据库 构造应用程序界面 编写相关的类实现功能 连接ISO15693读写器 结束 2.2 板子型号 ISO15693射频读写器 2.3 读取的信息 学生的射频卡号，如：E004010056790600 二、数据库设计 表名：StuInf 字段：StuID,StuName ,StuGender ,Grade ,CellPhone ,DormID ,RFIDCode 字段类型：String（字符型） 三、读取硬件 首先连接硬件设备ISO15693读写器于计算机，放好射频识别卡。然后通过编写的可执行程序点击“读取卡号”功能按纽调用相关读取函数，从而使计算机

RFID的分类与基本组成部分

什么是RFID 主要包括产业化关键技术和应用关键技术两方面[1]，其中RFID产业化关键技术主要包括：标签芯片设计与制造：例如低成本、低功耗的RFID芯片设计与制造技术，适合标签芯片实现的新型存储技术，防冲突算法及电路实现技术，芯片安全技术，以及标签芯片与传感器的集成技术等。 天线设计与制造：例如标签天线匹配技术，针对不同应用对象的RFID 标签天线结构优化技术，多标签天线优化分布技术，片上天线技术，读写器智能波束扫描天线阵技术，以及RFID标签天线设计仿真软件等。 RFID标签封装技术与装备：例如基于低温热压的封装工艺，精密机构设计优化，多物理量检测与控制，高速高精运动控制，装备故障自诊断与修复，以及在线检测技术等。 RFID标签集成：例如芯片与天线及所附着的特殊材料介质三者之间的匹配技术，标签加工过程中的一致性技术等。 读写器设计：例如密集读写器技术，抗干扰技术，低成本小型化读写器集成技术，以及读写器安全认证技术等。 RFID应用关键技术主要包括： RFID应用体系架构：例如RFID应用系统中各种软硬件和数据的接口技术及服务技术等。

RFID系统集成与数据管理：例如RFID与无线通信、传感网络、信息安全、工业控制等的集成技术，RFID应用系统中间件技术，海量RFID信息资源的组织、存储、管理、交换、分发、数据处理和跨平台计算技术等。 RFID公共服务体系：提供支持RFID社会性应用的基础服务体系的认证、注册、编码管理、多编码体系映射、编码解析、检索与跟踪等技术与服务。 RFID检测技术与规范：例如面向不同行业应用的RFID标签及相关产品物理特性和性能一致性检测技术与规范，标签与读写器之间空中接口一致性检测技术与规范，以及系统解决方案综合性检测技术与规范等。 什么是RFID技术？ RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过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，可工作于各种恶劣环境。可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。 RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。 RFID的分类 RFID按应用频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波（MW），相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G，5.8G RFID按照能源的供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。无源RFID读写距离近，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是

RFID课程设计报告 吴升

《通信专业电子系统课程设计A》 课程设计报告 系别：信息科学与工程学院 专业班级：通信工程1101班 学生姓名：吴升 同组同学：威欢 指导教师：高峰 （课程设计时间：2014 年1 月3 日——2014 年1 月10 日） 华中科技大学武昌分校

目录 1．课程设计目的 (2) 2．课程设计题目描述和要求 (2) 3.1 RFID实验系统电路图 (3) 3.2RFID实验系统各组成部分工作原理 (4) 3.3 RFID实验系统主要芯片资料 (6) 3.4实验程序代码 (7) 3.5实验步骤 (9) 3.6电路调试过程 (9) 3.7调试电路遇到的问题 (11) 4．总结 (12) 参考文献 (12)

1.课程设计目的 （1）熟悉和掌握RFID的一般组成和工作原理； （2）认识RFID技术的特点及优势； （3）初步了解到RFID的应用现状和前景； （4）通过实验熟练掌握RFID实验系统各工作部分的工作原理、高频电路的一般调试方法； （5）进一步巩固实际动手能力，培养严谨的实验作风。 2．课程设计题目描述和要求 （1）RFID实验系统组成 （2）RFID实验系统工作过程 接通阅读器电源后，高频振荡器产生13.56MHz方波信号，经功率放大器放大后输送到天线线圈，在阅读器的天线线圈周围会产生高频强电磁场。当应答器线圈靠近阅读器线圈时，一部分磁力线穿过应答器的天线线圈，通过电磁感应，在应答器的天线线圈上产生一个高频交流电压，该电压经过应答器的整流电路整流后再由稳压电路进行稳压输出直流电压作为应答器单片机的工作电源，实现能量传送。 应答器单片机在通电之后进入正常工作状态，会不停的通过输出端口向外发送数字编码信号。单片机发送的有高低电平变化的数字编码信号到达开关电路后，开关电路由于输入信号高低电平的变化就会相应的在接通和关断两个状态进行改变。开关电路高低电平的变化会影响应答器电路的品质因素和复变阻抗的大

RFID电子标签

RFID电子标签（培训） ●标签的基本概念 标签也被称为电子标签或智能标签，它是内存并带有天线的芯片，芯片中存储有能够识别目标的信息。 RFID标签具有持久性，信息接收传播穿透性强，存储信息容量大、种类多等特点。有些RFID 标签支持读写功能，目标物体的信息能随时被更新。 ●标签在RFID标准系统中的位置 ◆应用最广泛的EPC标准 1.物理层（整个系统的物理环境构造）标签（耦合元件（线圈、天线）、芯片 （CMOS工艺、EEPROM技术））、天线、读写器、传感器、仪器、仪表等。 2.中间层（信息采集的中间件和应用程序接口） 3.网络层（系统内部及系统间的数据联系纽带） 4.应用层（EPC后端软件及企业应用系统） ●芯片的组成 电源恢复电路 将RFID标签天线所接收到的超高频信号通过整流、升压等方式转换为直流电压，为芯片工作提供能量。一般采用标准CMOS 工艺来实现肖特基势垒二极管，从而可以方便地采用多级Dickson（电荷泵）倍压电路结构来提高电源转换的性能。 电源稳压电路 在输入信号幅度较高时，电源稳压电路必须能保证输出的直流电源电压不超过芯片所能承受的最高电压；同时，在输入信号较小时，稳压电路所消耗的功率要尽量的小，以减小芯片的总功耗。 解调电路 出于减小芯片面积和功耗的考虑，目前大部分无源RFID 标签均采用了ASK 调制。对于标签芯片的ASK 解调电路，常用的解调方式是包络检波的方式。 反向散射调制电路 无源UHF RFID 标签一般采用反向散射的调制方法，即通过改变芯片输入阻抗来改变芯片与天线间的反射系数，从而达到调制的目的。一般设计天线阻抗与芯片输入阻抗使其在未调制时接近功率匹配，在调制时，使其反射系数增加。常用的反向散射方法是在天线的两个输入端间并联一个接有开关的电容，调制信号通过控制开关的开启，决定电容是否接入芯片输入端，从而改变了芯片的输入阻抗。 启动信号产生电路 在RFID标签中的作用是在电源恢复完成后，为数字电路的启动工作提供复位信号。