广西科技大学（筹）毕 业 论 文 （ 设 计 ） 开 题 报 告题目名称 Software design of RFID reader based on MCU 基于单片机的 RFID 读写器的软件设计一、选题的根据1）本课题的理论与实际意义射频识别技术是二十世纪九十年代兴起的一种天线的、非接触方式的自动识别技术，是近几年发展起来的前沿科技项目。该技术主要是利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。射频识别技术的显著优点在于非接触性，因此完成识别工作时无需人工干预，能够实现识别自动化且不易损坏；可识别告诉运动并可同时识别多个射频标签，操作快捷方便；射频标签不怕油渍、灰尘污染等恶劣环境，且可以穿透非金属物体进行识别，抗干扰能力强。REID 技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。研究 RFID 技术,发展 RFID 产业对提升社会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远影响，具有战略性的重大意义。因此，RFID 技术已在世界各地得到广泛的应用，以美国、日本和欧洲的发达国家对该技术应用研究已达到相当高的水平，而我国处于岂不状态，大多采用了引进的技术成果。所以研究该技术已成为我国当今社会发展的必然趋势。另外 RFID 技术是一个崭新的技术应用领域，它不仅涵盖了微波技术与电磁学理论，而且包括通信原理及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 技术的认识和应用研究具有深远的理论意义。2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解RFID 相比传统的识别系统具有信息量大，通过无线通信方式可重复读写数据，保密性极好，环境适应能力强，使用寿命更长。随着技术的进步，RFID 应用领域日益扩大，现已涉及到人们的日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。目前第二代身份证、公共交通等都广泛采用了这项技术，超市如沃尔玛采用电子标签管理商品。现射频识别技术在中国还处于一个迅猛发展的阶段，前景十分广阔，相信随着技术越来越成熟，射频识别技术与其它技术一样走进我们日常生活的各个角落，使我们的生活更加方便快捷。RFID 技术在国外的发展较早也较快，在美国、英国、德国、瑞典、日本等国家目前都有成熟且先进的 RFID 系统。其中低频近距离 RFID 系统主要集中在 125KHz 、13.56MHz，高频远距离 RFID 系统主要集中在 UHF 频段915MHz、2.45GHz、5.8GHz，UHF 频段远距离系统在北美得到了很好的发展，在欧洲有源2.45GHz 得到了较多的应用，5.8GHz 在日本和欧洲均有较为成熟的有源 RFID 系统。国内 RFID 读写器按照应用场合的不同出现全面发展的态势，有读写器模块便携式读写器、超高频（UHF）读写器、高频读写器、双频标签读写微波读写器、低频读写器等各种各样的产品供应，这些产品有适合远距离读写、有近距离读写的。他们都有一个共同的特点，读写器会朝着多功能如条码识别、无线数据传输、以太网传输等方向发展，读写器的成本也会越来越低，同时阅读器将实现多制式多频段兼容，多功能、多制式、小型化、模块化、嵌入式方向是读写器发展的趋势。二、研究的内容1）主要研究内容：研究 RFID 系统的工作原理；研究采用单片机微处理器与 RFID 模块或芯片构建 RFID 读写器的设计方法。2） 研究重点RFID 信号采集与数据处理的单片机系统软件的设计方法，并实现对 RFID 标签的信号采集、数据处理、数据保存及显示等功能。3）创新点RFID 读写器使物联网时代更趋向于自动化与智能化，不需过多的人为参与，提高了资源利用率。4）论文结构形式：1 绪论1.1 课题研究的背景与意义1.2 RFID 读写器国内外现状及前景1.3 本课题主要研究内容及论文主要内容2 射频识别系统技术及相关理论2.1 射频识别系统的工作原理2.2 射频识别系统组成2.3 射频识别系统的分类2.4 读写器的工作原理3 非接触式 IC 卡3.1 非接触式 IC 卡 - S503.2 非接触式 IC 卡读写器的国际标准4 读写器系统硬件设计4.1 单片机控制部分 4.2 射频处理模块4.3 天线部分4.4 声音提示及显示部分5 读写器系统软件驱动程序设计5.1 RC522 命令集的实现5.2 Mifare 卡操作程序设计5.3 软硬件的联合测试运行总结致谢参考文献附录三、系统设计方法单片机通过对读写器芯片内寄存器的续写来控制读写器芯片，读写器芯片搜到单片机发来的命令后，按照非接触式射频卡协议格式，通过天线及其匹配电路向附近发出一组固定频率的调制信号（13.56MHZ ）进行寻卡，若此范围内有卡片存在，卡片内部的 LC 谐振电路（谐振频率与读写器发送的电磁波频率相同）在电磁波的激励下，产生共振，在卡片内部电压泵的作用下不断为其另一端的电容充电，获得能量，当该电压达到 2V 时，即可作为电源为卡片的其他电路提供工作电压。当有卡片在读写器的有效工作范围内时，单片机向卡片发出寻卡命令，卡片将回复卡片类型，建立卡片与读写器的第一步联系，若同时有多张卡片在天线的工作范围内，读写器通过启动防冲撞机制，根据卡片序列号选定一张卡片，被选中的卡片再与读写器进行密码校验，确保读写器对卡片有操作权限以及卡片的合法性，而未被选中的则仍然处在闲置状态，等待下一次寻卡命令。密码验证通过后就可以对卡片进行读写等应用操作。四、系统研究工作进度第一阶段（1-3 周）：RFID 原理研究及文献资料收集学习 RFID 系统的工作原理，并查阅单片机系统设计、RFID 信号采集与数据数据处理的相关文献资料。第二阶段（4-5 周）：开题报告，系统初步方案及可行性分析。明确课题任务，提出基于单片机的 RFID 读写器的初步设计方案，并进行可行性分析研究，完成课题开题报告。第三阶段（6-12 周）：系统设计及调试基于单片机的 RFID 读写器的软件设计，完成单片机与 RFID 读写模块的 RFID 信号采集与数据处理的软件设计、调试与实验工作。第四阶段（13-16 周）：撰写论文及其他工作1、论文撰写（提纲 初稿 修改 定稿） ；2、论文答辩的准备及工作总结； 3、 论文报告与答辩 （方法 技巧）五、主要参考文献1赵军辉,射频识别技术与应用，机械工业出版社，2008 年 5 月2周晓光，王晓华，射频识别（RFID）技术原理与应用实例。人民邮电出版社，2006年 5 月3康东.李勇鹏 射频识别（RFID）核心技术与典型应用开发实例 20084严光文,张其善;射频识别卡读写模块的设计J;北京航空航天大学学报;2003 年 02期5 游战清 ,李苏建 无线射频识别技术(RFID)理论与应用M北京：电子工业出版社。20046 李朝清.单片机原理及接口技术. 北京航空航天大学出版社.19947 STC11/10xx 系列单片机器件手册 20108慈新新，王苏滨，王硕。无线射频识别（RFID）系统技术与应用。北京：人民邮电出版社，2007.79郎为民 射频识别技术原理与应用。北京：机械工业出版社。2006,810贺利芳，范俊波。 非接触式 IC 卡技术及其发展和应用J. 通信与信息技术，2003， （7）:23-2411NXP Inc. MFRC522 Contactless Reader IC product data sheet (Rev.3.2) EB/OL. 2007. http:/www.nxp.com.12 NXP Inc.Mifare ISO/IEC 14443 PICC Selection (Rev.1.0)EB/OL.2006.13 ISO/IEC 14443-3,Identification cards-Contactless integrated circuit(s) card-Proximity card-Part 3:Initialisation and anticollisionS.六、指导教师意见本课题研究内容符合自动化专业本科毕业设计要求，实验方法得当、技术路 线合理，通过努力预期可按要求完成本课题，同意开题。指导教师签名： 年 月 日七、院审核意见负责人签名（院公章）： 年 月 日