13.56MHz RFID讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)與制作

1、.RFID技術(shù)及應(yīng)用實(shí)訓(xùn)報(bào)告題 目: 13.56MHz RFID讀寫(xiě)器設(shè)計(jì)與制作 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 二一五年七月一日.目錄第1章RFID讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)與制作11.1讀寫(xiě)器組成與分析11.2讀寫(xiě)器原理圖與PCB設(shè)計(jì)21.2.1讀寫(xiě)器原理圖21.2.2讀寫(xiě)器PCB設(shè)計(jì)51.3讀寫(xiě)器裝配與功能測(cè)試51.3.1裝配51.3.2功能調(diào)試5第2章RFID上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)與調(diào)試72.1數(shù)據(jù)訪問(wèn)層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)72.1.1數(shù)據(jù)訪問(wèn)層設(shè)計(jì)72.1.2實(shí)現(xiàn)過(guò)程及代碼分析72.2窗體表示層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)72.2.1設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)7總結(jié)10.第1章RFID讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)與制作1.1讀寫(xiě)器組成與分析13.56MH

2、z RFID讀寫(xiě)器廣泛用于校園一卡通，公交自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)等。讀寫(xiě)器一般由單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、Mifare讀寫(xiě)接口電路、天線匹配電路、聲光提示電路、USB轉(zhuǎn)串口通信接口電路及電源電路組成。如圖1-1所示。圖1-1讀寫(xiě)器的組成單片機(jī)最小系統(tǒng)由STC89C52單片機(jī)，時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成，其中時(shí)鐘電路與單片機(jī)的14,15號(hào)引腳相連，復(fù)位電路與單片機(jī)的4號(hào)引腳相連；Mifare讀寫(xiě)接口電路的C4、C5、X2構(gòu)成振蕩電路，提供給MF RC500的時(shí)鐘作為同步系統(tǒng)編碼器和解碼器的時(shí)基。MF RC500的5,7和29引腳分別為射頻信號(hào)收發(fā)端，需通過(guò)天線匹配電路連接天線；天線匹配電路利用變壓器原理實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器和

3、無(wú)源標(biāo)簽之間的能量傳遞和雙向發(fā)送數(shù)據(jù)，因此要求讀寫(xiě)器與標(biāo)簽一樣，要有天線線圈；讀卡器在讀卡時(shí)需要聲光提示，電路中三極管Q1、電阻R5、蜂鳴器Buz1構(gòu)成聲音提示電路，由單片機(jī)的P1.0口控制，在P1.0口輸出低電平時(shí)，Buz1蜂鳴；發(fā)光二極管D1、電阻R4構(gòu)成光提示電路，由單片機(jī)的P1.7口控制，在P1.7口輸出低電平時(shí)，D1點(diǎn)亮。1.2讀寫(xiě)器原理圖與PCB設(shè)計(jì)1.2.1讀寫(xiě)器原理圖實(shí)訓(xùn)所采用的13.25MHz RFID讀寫(xiě)器電路原理有以下結(jié)構(gòu)：（1）單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理單片機(jī)最小系統(tǒng)由STC89C52單片機(jī)，時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成，其中時(shí)鐘電路與單片機(jī)的14,15號(hào)引腳相連，復(fù)位電路與單片

4、機(jī)的4號(hào)引腳相連，其電路原理如圖1-2-1-1所示。圖1-2-1-1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖（2）Mifare讀寫(xiě)接口電路設(shè)計(jì)Mifare讀寫(xiě)接口電路的C4、C5、X2構(gòu)成振蕩電路，提供給MF RC500的時(shí)鐘作為同步系統(tǒng)編碼器和解碼器的時(shí)基。MF RC500的5,7和29引腳分別為射頻信號(hào)收發(fā)端，需通過(guò)天線匹配電路連接天線。其電路原理如圖1-2-1-2所示。圖1-2-1-2Mifare讀寫(xiě)接口電路原理圖（3）天線匹配電路設(shè)計(jì)天線匹配電路利用變壓器原理實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器和無(wú)源標(biāo)簽之間的能量傳遞和雙向發(fā)送數(shù)據(jù)，因此要求讀寫(xiě)器與標(biāo)簽一樣，要有天線線圈。在進(jìn)行天線設(shè)計(jì)的時(shí)候，本項(xiàng)目的天線采用PCB矩形天線。

5、其電路原理如圖1-2-1-3所示。圖1-2-1-3天線匹配電路原理圖（4）聲光提示電路設(shè)計(jì)讀卡器在讀卡時(shí)需要聲光提示，電路中三極管Q1、電阻R5、蜂鳴器Buz1構(gòu)成聲音提示電路，由單片機(jī)的P1.0口控制，在P1.0口輸出低電平時(shí)，Buz1蜂鳴；發(fā)光二極管D1、電阻R4構(gòu)成光提示電路，由單片機(jī)的P1.7口控制，在P1.7口輸出低電平時(shí)，D1點(diǎn)亮。其電路原理如圖1-2-1-4所示。圖1-2-1-4聲光提示電路原理圖（5）USB轉(zhuǎn)串口通信接口電路及電源電路設(shè)計(jì)USB轉(zhuǎn)串口通信接口電路及電源電路原理如圖1-2-1-5所示。圖1-2-1-4USB轉(zhuǎn)串口通信接口電路及電源電路原理圖1.2.2讀寫(xiě)器PCB設(shè)

6、計(jì)圖1-2-2-1讀寫(xiě)器PCB設(shè)計(jì)圖1.3讀寫(xiě)器裝配與功能測(cè)試1.3.1裝配在裝配讀寫(xiě)器時(shí)，應(yīng)注意貼片元器件的焊接順序，首先焊接STC89C52單片機(jī)、MAX232等引腳多的芯片。然后再按照從內(nèi)到外，從小到大的順序依次焊接元器件。焊接STC89C52單片機(jī)、MAX232等引腳多的芯片時(shí)，必須注意芯片的方向和引腳是否與焊盤(pán)對(duì)齊。焊接電容時(shí)，應(yīng)注意電容是否有極性。焊接芯片時(shí)，用手將芯片正確固定在PCB板上，然后在引腳上面加助焊劑（松香），用電烙鐵將松香均勻融化在焊盤(pán)上（注意芯片固定好之后不要移動(dòng)），在烙鐵頭加少量焊錫，然后移到芯片引腳上面緊貼焊盤(pán)向外輕輕拖動(dòng)，重復(fù)此過(guò)程完成芯片焊接。焊接其他貼片元

7、件時(shí)，用鑷子夾住元器件端正放在焊盤(pán)上，保持不動(dòng)，用電烙鐵上松香，上焊錫，焊點(diǎn)應(yīng)光滑圓亮，無(wú)拉尖，避免虛焊假焊，元器件之間盡量排列整齊。1.3.2功能調(diào)試一、打開(kāi)串口選擇讀寫(xiě)器連接的串口，和使用的波特率（默認(rèn)的波特率為19200）。后點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕即可。二 關(guān)閉串口 選擇指定的串口然后點(diǎn)擊“關(guān)閉”按鈕即可。如果在一次使用中不需要切換串口，應(yīng)用程序在退出時(shí)自動(dòng)執(zhí)行該過(guò)程關(guān)閉當(dāng)前使用的串口并釋放串口的應(yīng)用資源三 串口測(cè)試該界面按照用戶選取得串口測(cè)試讀寫(xiě)器。同時(shí)可以連接4各讀寫(xiě)器。每個(gè)串口對(duì)應(yīng)一卡片中的數(shù)據(jù)顯示在狀態(tài)框中。同時(shí)讀寫(xiě)器的LED顯示器也顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。為了避免多臺(tái)讀寫(xiě)器的干擾，在同時(shí)連接

8、多臺(tái)讀寫(xiě)器時(shí)請(qǐng)注意保持讀寫(xiě)器之間的距離。四 讀卡操作 1讀取ID：將卡片置于讀寫(xiě)器上方，點(diǎn)擊菜單下的讀取ID項(xiàng)目可以讀取卡片的ID。該讀寫(xiě)器支持長(zhǎng)ID（最長(zhǎng)可以為19個(gè)字節(jié)）。讀取的ID顯示在主界面上。2讀取射頻卡數(shù)據(jù)：讀加密的射頻卡：選擇該選項(xiàng)在執(zhí)行讀卡以前讀寫(xiě)器先是用戶的提供的密碼認(rèn)證卡片然后再讀取卡片中的數(shù)據(jù)?？艽a：選擇“讀加密的射頻卡”以后在此輸入卡片的密碼（4字節(jié)16進(jìn)制數(shù)）。3寫(xiě)數(shù)據(jù)塊：寫(xiě)加密的射頻卡：選擇該選項(xiàng)在執(zhí)行寫(xiě)卡以前讀寫(xiě)器先是用用戶的提供的密碼 認(rèn)證卡片然后再寫(xiě)卡片中的數(shù)據(jù)。 l 卡密碼：選擇“寫(xiě)加密的射頻卡”以后在此輸入卡片的密碼（4字節(jié)16進(jìn)制數(shù)）。 寫(xiě)數(shù)據(jù)塊編號(hào)：

9、選擇要寫(xiě)數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊的地址。確認(rèn)：執(zhí)行寫(xiě)卡操作，執(zhí)行的狀態(tài)顯示在主界面的窗口中。第2章RFID上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)與調(diào)試2.1數(shù)據(jù)訪問(wèn)層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1.1數(shù)據(jù)訪問(wèn)層設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層：又稱為DAL層，有時(shí)候也稱為是持久層，其功能主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。簡(jiǎn)單的說(shuō)法就是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)表的Select（查詢），Insert（添加），Update（更新），Delete（刪除）等操作。2.1.2實(shí)現(xiàn)過(guò)程及代碼分析查詢、添加、修改、刪除的sql語(yǔ)句用法及例句如下：查詢的sql語(yǔ)句：Select * from 表名 where 條件 例：select * from Table_LampRunStatus where

10、 LampID = + lampid + ;添加sql語(yǔ)句：insert into 表名(列名)例：insert into Table_LampRunStatus(LampID, Status)values( + lampid + , + status + );修改sql語(yǔ)句：update 表名 set 列名=值 where 條件 例：UpdateTable_CardInformationsetLampID=+lampid+whereSN=+sn+;刪除sql語(yǔ)句：delete from 表名 where 條件 例：delete from Table_LampRunStatus where L

11、ampID = + lampid + ;2.2窗體表示層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.2.1設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（1）新建一個(gè)項(xiàng)目，命名為WsnRfidLamp，默認(rèn)窗體為Form1。（2）在Form1窗體中，添加四個(gè)Button控件，分別用于連接協(xié)調(diào)器、關(guān)閉協(xié)調(diào)器、連接讀卡器、關(guān)閉讀卡器。添加一個(gè)TextBox控件，顯示卡中的數(shù)據(jù)。繪制完成的窗體如下圖所示：圖2-2-1-1系統(tǒng)設(shè)置圖2-2-1-2功能演示圖2-2-1-3設(shè)備注冊(cè).總結(jié)本次RFID技術(shù)及應(yīng)用實(shí)訓(xùn)跟上次無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)的最終目標(biāo)都是控制智慧城市沙盤(pán)系統(tǒng)上面燈光，硬件部分是本次實(shí)訓(xùn)制作的13.56MHz RFID讀寫(xiě)器，軟件部分是上次無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)中，在Visual Studio 2005下用C#程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的控制軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些增加和修改。 這次實(shí)訓(xùn)我們小組四人同樣齊心協(xié)力，最終完成了刷卡控制智慧城市沙盤(pán)系統(tǒng)燈光的控制，當(dāng)然其中我們組遇到了許多的困難，但