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电信专业电子系统课程设计--射频识别RFID实验

电信专业电子系统课程设计--射频识别RFID实验
电信专业电子系统课程设计--射频识别RFID实验

《电信专业电子系统课程设计A 》

课程设计报告

题目:射频识别RFID 实验

院(系):信息科学与技术系

专业班级:电子信息工程0902班

学生姓名:

学号:

指导教师:

20 年月日至20 年月日

目录

一.课程设计目的 (2)

二.课程设计题目描述和要求 (2)

2.1 RFID系统组成 (2)

2.2 RFID工作原理及过程 (3)

三.通信电子线路实验部分 (5)

3.1 高频振荡器 (5)

3.2 高频功率放大器 (5)

3.3 信号耦合与应答器供电 (7)

四.通信原理实验部分 (8)

4.1 RFID系统的调制与解调 (8)

4.2 RFID系统的编码与解码 (12)

五.RFID实验系统的检验和调试 (14)

六.实验总结 (16)

七.参考文献 (16)

一、课程设计目的

提高单片机的实际运用能力和对《通信电子线路》和《通信原理》的理解,加深巩固相应知识。熟悉通信应用系统设计方法,掌握通信应用系统制作、检测、调试方法和技巧,提高学生综合应用本专业基本知识的实践动手能力。

二、课程设计题目描述和要求

射频识别RFID描述:

射频识别RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触的自动识别技术,作为实体,它是利用无线射频技术对物体对象进行非接触式和即时自动识别的无线通信信息系统。

RFID 最早的应用可追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的“敌我辨识”系统。随着技术的进步,RFID 应用领域日益扩大,现已涉及到人们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。

RFID 典型应用包括:在物流领域用于仓库管理、生产线自动化、日用品销售;在交通运输领域用于集装箱与包裹管理、高速公路收费与停车收费;在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪;在医疗行业用于药品生产、病人看护、医疗垃圾跟踪;在制造业用于零部件与库存的可视化管理;RFID 还可以应用于图书与文档管理、门禁管理、定位与物体跟踪、环境感知和支票防伪等多种应用领域。

目前,RFID 已成为IT 业界的研究热点,被视为IT 业的下一个“金矿”。各大软硬件厂商,包括IBM、Motorola、Philips、TI、Microsoft、Oracle、Sun、BEA、SAP 等在内的各家企业都对RFID 技术及其应用表现出了浓厚的兴趣,相继投入大量研发经费,推出了各自的软件或硬件产品及系统应用解决方案。在应用领域,以Wal-Mart、UPS、Gillette 等为代表的大批企业已经开始准备采用RFID 技术对业务系统进行改造,以提高企业的工作效率并为客户提供各种增值服务。在标签领域,RFID 标签与条码相比,具有读取速度快、存储空间大、工作距离远、穿透性强、外形多样、工作环境适应性强和可重复使用等多种优势。

2.1 RFID系统组成:

RFID实验系统由阅读器,应答器二部分组成。其总体组成框图如图2-1所示。

图2-1 RFID 实验系统组成框图

2.2 RFID 系统的工作原理和过程

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小。通过这些应答器电路参数的改变,会反作用于阅读器天线的电压变化,实现ASK 调制(负载调制)。

在阅读器中,由检波电路将经过ASK 调制的高频载波进行包络捡波,并将高频成分滤掉后将包络还原为应答器单片机所发送的数字编码信号送给阅读器上的解码单片机。解码单片机收到信号后控制与之相连的数码管显示电路将该应答器所传送的信息通过数码管显示出来,实现信息传送。 (1)阅读器电路图

功率 放大器

解调电路 (检波比较) 解码电路 (单片机) 数码 显示

天线线圈 整流 电路 稳压 电路

编码电路

(单片机)

调制电路

(开关电路) 天线线圈

阅读器 应答器

能量传送 信息传送

R2 1MΩ

1

2

U1A G1 13.56MHz C5 22P

C6 100P 13

12

14

7

U1B

T1 C1970 L1 200μH

C7

0.1μF C9 5~30P

C10 12P

C8 0.1μF

R3 75Ω

C11 R6 1K 0.01μF

IN60

L3

200μH

C14 0.01

R7 4.7K R8 1M Ω 2 L2 3.2μH 6cm 4T

C1 47μF C2 0.1

1 2 3

C3 100μF

C4 0.01 5 6 U2 LM358

7 R9 10M Ω

4

RP2 100Ω RP1 20K C13 0.01 R5 10K C12 10μF R4 1K

D1 LED LG5621AH

R13 1K

R12 1K T2 9014

+12V

C16 22P C17 22P

4MHz G2 1

U1 74HC04

U3 AT89C2051 R10 10K

10μF

3 R14R15

200Ω

4 5

18 17

1 2 16

8

9 1 9

10 18 10 11

12

13 15 16 20 1 2

R11 1K C15 22μF

T3 9014

U4 CD4511

R1 100Ω 7805 8

(2)应答器电路图

RFID系统实验主要涉及通信电子线路和通信原理课程的基础理论和基本知识,这两门课程的知识是相互关联的,某些内容会相互交叉或重叠。本实验中,将实现能量传送的过程作为通信电子线路实验的内容,将实现ASK调制与信息传送的过程作为通信原理实验内容,分别进行叙述。

三、通信电子线路实验部分

3.1 高频振荡器

本实验系统采用的石英晶体

与门电路构成的多谐振荡器。多

谐振荡器是一种自激振荡电路,

该电路接通电源后利用电容的

充放电,当输入电压达到与非门

的阀值电压VT时,门的输出状

态即发生变化继而产生一定

13.56MHz载波信号产生模块

频率和幅值的矩形脉冲和方波。

3.2 高频功率放大器

高频功率放大器是为应答器提供能量的电路,因此是整个RFID 系统最重要的部分。衡量功率放大器的指标有两个:一个是要求输出功率大;一个是要求集电极的耗散功率低,效率高。功率放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。功率放大器电流导通角θ越小,放大器的效率η越高。

本实验系统采用由高频晶体管C1970组成的丙类功率放大器,电路结构如图3-1所示。

图3-1 高频功率放大电路

3.2.1 高频扼流圈:

图3-1中的高频扼流圈L1作为丙类功率放大器的集电极负载和电源接入电路,必须具有较大的高频阻抗和很小的直流电阻,才能保证丙类功率放大器有较高的有效直流电源电压和高频输出信号幅度。本实验系统中采用导磁率较高的NX-500镍锌铁氧体用线径0.4mm 的漆包线绕制30~40圈,电感量为150~200μH 。

3.2.2 输出谐振回路:

为了不失真地放大信号,非线性丙类功率放大器的负载必须是LC 谐振回路。图3-1中的 C9、C10与L2组成输出谐振回路,即选频回路。这里采用的是LC 串联谐振回路。因为LC 串联谐振回路谐振元件上的电压是输入电压的Q 倍,采用LC 串联谐振回路的目的,是为了在输出天线L2上得到较高的高频信号电压,以取得好的能量传输效果。

在RFID 系统中天线是传输能量和信息的一个关键环节。天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。RFID 系统包括两类天线:阅读器天线和应答器天线。阅读器天线用于发射高频电磁波和接收应答器返回的数据信息,应答器天线用于接收阅读器天线发射的高频电磁波,并将磁场能转换为电能,为应

+12V

T1 C1970

L1

200μH C 0.1μF

C9 5~30P

C10 12P

C8 0.1μ

L2 3.2μH 6cm 4T

R3 75Ω

RP2 100Ω

答器芯片供电。

RFID天线主要有线圈天线、微带贴片天线、偶极子天线3种基本形式。作用距离小于1m的近距离RFID天线一般采用工艺简单、成本低的线圈天线。本实验系统中阅读器天线L2采用线径0.4mm的漆包线绕成直径6cm的环形空芯线圈,线圈圈数为4圈。

3.3 信号耦合与应答器供电

3.3.1 信号耦合:

根据射频耦合方式的不同,RFID系统的信号耦合方式分为电感耦合(磁耦合)方式和反向散射耦合(电磁场耦合)方式两大类。

人们通常把具有很小作用距离(典型值在lcm之内)的射频识别系统称之为紧耦合系统。为了正常工作,必须把这种系统的应答器插入阅读器中,或者是放置在一种事先规定的表面上。紧耦合系统不仅可采用电感式耦合,也可采用磁场式耦合。具有写/读功能的、作用距离可达1 m的系统称为遥控耦合系统。几乎所有的这种系统都是采用电感(磁)式耦合。

作用距离大于l m的射频识别系统称之为远距离系统。所有远距离系统都是采用电磁波方式工作在超高频和微波范围内。这类系统根据其物理功能原理被称之为反向散射射频系统。还有一些工作在微波范围的远距离系统采用的是表面波应答器。如图3-2所示,当应答器进入阅读器产生的交变磁场时,阅读器的电感线圈上会产生感应电压。当距离够近,应答器天线电路所获得的能量可以供应答器芯片正常工作时,应答器和阅读器才能进入信息交互阶段。

图3-2阅读器与应答器之间的耦合

电感耦合方式的射频载波频率(称为工作频率)为13.56MHz(波长λ为22.1m)和小于135KHz(波长λ为2400m)的频段。本实验系统采用13.56MHz电感耦合方式。因为使用频率范围内的波长比阅读器天线和应答器之间的距离大很多倍,所以应答器到天

线的电磁场可以作为简单的交变磁场来对待。

3.3.2 应答器供电:

电感耦合方式RFID 系统的应答器基本都是无源的,能量(电源)从阅读器获得。当应答器天线线圈L4靠近阅读器天线线圈L2时,在L4上产生感应电压,将这个感应电压整流后,即可产生应答器芯片所需要的直流电压。

本实验系统的应答器供电电路如图3-3中所示。

整流电路为标准的桥式整流电路,由4个二极管构成,为了减小功率损耗,二极管最好选择导通压降为0.3V 的锗二极管。此处C19的作用有两个,一是滤除整流后电流中可能含有的高频成分;二是有一定的稳压作用。整流得到的直流电压通过78L05产生3.5~5V 的稳定直流电源为应答器芯片供电。C20、C21、C22的作用是进一步滤除高频成分和稳压。选择78L05作为电压调整和稳压元件,也是为了减小功率损耗、得到较高的稳定直流电压,保证应答器芯片能够正常工作。

图3-3 应答器整体电路图

四、通信原理实验部分

4.1 RFID 系统的调制与解调

1 3 2

1 20 3 4 5

L4 3.2μH 6cm 4T

IN60×4 ZD1

ZD2

ZD3

ZD4

C19

10μF

C20 47μC22 100μF

C21 0.01 R14 10K

C23 22μF T4 9014

R15 10K

C24 22P C25 22P

G3

4MHz U5

AT89C2051

LS7805 C18 12P

a

b

4.1.1 RFID系统的调制方式

RFID系统通常采用数字调制方式传送信息,用数字调制信号(包括数字基带信号和已调脉冲)对高频载波进行调制。已调脉冲包括NRZ码的FSK、PSK 调制波和副载波调制信号,数字基带信号包括曼彻斯特码、密勒码、修正密勒码信号等,这些信号包含了要传送的信息。

4.1.2 ASK调制方式的实现

(1)副载波负载调制:

首先用基带编码的数据信号调制低频率的副载波,可以选择振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、或相移键控(PSK)调制作为副载波调制的方法。副载波的频率是通过对高频载波频率进行二进制分频产生的。然后用经过编码调制的副载波信号控制应答器线圈并接负载电阻的接通和断开,即采用经过编码调制的副载波进行负载调制,以双重调制方式传送编码信息。

(2)负载调制:

电感耦合系统,本质上来说是一种互感耦合,即作为初级线圈的阅读器和作为次级线圈的应答器之间的耦合。如果应答器的固有谐振频率与阅读器的发送频率相符合,则处于阅读器天线的交变磁场中的应答器就能从磁场获得最大能量。

同时,与应答器线圈并接的阻抗变化能通过互感作用对阅读器线圈造成反作用,从

的变化,即接通或关断应答器天线线圈处的负载电阻而引起阅读器线圈回路变换阻抗Z

T

会引起阻抗Z

的变化,从而造成阅读器天线的电压变化。如图4-1所示:

T

图4-1 负载调制原理示意图

根据这一原理,我们在应答器中以二进制编码信号控制开关S,即通过编码数据控制应答器线圈并接负载电阻的接通和断开,使这些数据以调幅的方式从应答器传输到阅读器,这就是负载调制。在阅读器端,对阅读器天线上的电压信号进行包络检波,并放大整形得到所需的逻辑电平,实现数据的解调回收。

4.1.3 ASK调制信号的解调

(1)包络检波:

大信号的检波过程,主要是利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程。利用电容两端电压不能突变只能充放电的特性来达到平滑脉冲电压的目的,如图4-2所示。

图4-2 包络检波原理

实验电路如图4-3所示,在高频信号正半周D1导通时,检波电流分三个流向:一是流向负载R7(4.7K),产生的直流电压是二极管的反相偏压,对二极管相当于负反馈电压,可以改变检波特性的非线性;二是流向负载电容C14(103)充电;三是流向负载R8(10K)作为输出信号。如忽略D1的压降则在电容上的电压等于D1输入端电压U2,当U2达到最大的峰值后开始下降,此时电容C14上的电压Uc也将由于放电而逐渐下降,当U2Uc时二极管再导通,再次循环下去。

图4-3 包络检波电路

(2)比较电路:

经过包络检波以及放大后的的信号存在少量的杂波干扰,而且电压太小,如果直接将检波后的信号送给单片机2051进行解码,单片机会因为无法识别而不能解码或解码错误。比较器主要是用来对输入波形进行整形,可以将正弦波或任意不规则的输入波形整形为方波输出。比较电路由LM358组成,如图4-4所示。

图4-4 比较电路

LM358类似于增益不可调的运算放大器,其电路结构如图4-5所示。

C12 10μF

C13 0.01μF

RP1 20K Ω

+5V

8 3 2 7

5 6 U2 LM358

R8 1M Ω

R9 10M Ω

+12V

检波信号

比较输出

4 R4 1K Ω

1

C26 10μF C11

R6

1K Ω 0.01μF IN60

L3

200μH

C14 0.01μ

R7 4.7K Ω13.56MHz

D1

检波输

每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端,用“+”表示,另一个称为反相输入端,用“-”表示。用作比较两个电压时,任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平,它可选择LM358输入共模范围的任何一点),另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时,输出管截止,相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时,输出管饱和,相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV 就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态,因此,把LM358用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM358的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管,在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻,选3-15K )。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时,它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外,各比较器的输出端允许连接在一起使用。

4.2 RFID 系统的编码与解码

在RFID 系统中,为使阅读器在读取数据时能很好地解决同步的问题,往往不直接使

用数据的NRZ 码对射频进行调制,而是将数据的NRZ 码进行编码变换后再对射频进行调制。所采用的变换编码主要有曼彻斯特码、密勒码和修正密勒码等。RFID 系统的编码与解码可以采用编码器、解码器或软件实现方法完成。本实验系统采用软件编程方法实现应答器端的编码和阅读器端的解码。

4.2.1 RFID 实验系统的编码和解码

RFID 实验系统的编码由应答器单片机U5通过软件编码方式完成,解码由阅读器单片机U4通过软件解码方式完成。U4和U5均采用美国ATMEL 公司生产的低电压,高性能的CMOS8位单片机AT89C2051芯片,片内含2K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(PERROM )和128 bytes 的随机存取数据存储器(RAM ),器件采用ATMEL

OUT1 1 IN1(-) 2 IN1(+) 3

GND 4 8 V CC

7 OUT2

6 IN2(-) 5 IN2(+)

+

-

- +

-

图4-5 LM358电路结构和引脚功能图

公司的高密度,非易失性存储技术生产,兼容MCS-51指令系统,片内置通用的8位中央处理器和Flash 存储单元。

图4-6 AT89C2051引脚排列图

4.2.2 解码显示模块

在解码显示部分,选择用2051的P1口作为译码的动态显示输出,动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起,由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选,利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用,使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些,所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。解码显示部分电路如图4-7所示。

图4-7解码 显示模块

4 5

18 17 1 2 16 8 9 1

9 10 18 10 11 12 13 15 16 20 1 2

比较信号 R11 1K C16 22P

G 4MHz C17 22P C15 22μ

U3 AT89C2051

T2

9014

R12 1K R13

1K T3 9014

+5V

U4 CD4511

LED LG5621AH

R14 200R15 200Ω

CD4511芯片封装形式如图4-8所示。 CD4511芯片引脚说明:

(1) A 0~A3:二进制数据输入端,即为为8421BCD 码输入端。

(2) BI :消隐输入控制端,当BI=0 时,不管其它输入端状态如何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字。

(3) LE :锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态,CD4511输出被保持在LE=0时的数值。

(4) LT :测试输入端,当BI=1,LT=0 时,译码输出全为1,不管输入 DCBA

状态如何,七段均发亮,显示“8”。它主要用来检测数码管是否正常。

(5) Ya~Yb :为数据输出端,即译码输出端,输出为高电平1有效。 (6) VDD :正电源。

(7) VSS :接地。

图4-8 CD4511芯片引脚图

五、RFID

实验系统的检验和调试

经过检验和调试后RFID 实验系统部分点的波形:

1 A1

2 A2

3 LT

4 BI

5 LE

6 A3

7 A0

8 V SS

Y e 9

Y d 10 Y c 11 Y b 12 Y a 13 Y g 14 Y f 15 V DD 16

线圈输出高频振荡器输出

单片机编码输出波形单片机调制信号

检波器输入调制信号检波输出信号

检波输出送入(358 5脚) 射极跟随器输出信号比较器LM358输出信号

六、实验总结

通过学习,了解到了RFID在通信领域和物流领域的应用意义,同时也认识到学习RFID 技术能为我们以后在通信行业的发展打下一定的基础。

通过课程设计对高频电子线路和通信原理等专业知识进行了复习和巩固,从而对电路中线路的连接和信息的传递过程有了更清晰的认识。

在制作RFID系统电路板的过程中,电路的焊接是难点,同时也是一个重点,电路焊接好后应认真检查电路,确认没有焊接错误、漏焊、短路等问题后,再由自己和老师来对电路进行调试,这样能使实验效率提高很多。

在焊接过程中,认真理解电路图和焊接过程能使自己熟悉RFID系统的工作原理,在调试过程中,对电路板某些点的输出波形的调试既能加深自己对示波器的运用,又能加深自己对通信电子线路和通信原理的理论知识的掌握。

在课设过程中遇到问题时,先自己看能否解决问题,不能解决再虚心地向老师和周围同学请教,这样可以提高知识点掌握的情况。团队合作在电路设计和焊接过程中非常重要,有时候由于自身思维和动手能力的限制难以找到实验电路中的问题,相互检查电路板可以提高找到错误准确率和焊接电路板的速率。

七、参考文献

参考资料:《射频识别(RFID)实验教程》胡长阳、高峰等华中科技大学武昌分校信

息科学与技术系

课程设计成绩评定表

成绩评定

项目比例得分平时成绩(百分制记分)30%

业务考核成绩(百分制记分)70%

总评成绩(百分制记分)100%

评定等级优良中及格不及格

指导教师(签名):

20 年月日

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。

第1节 电子系统设计的发展趋势

(1) 电子系统设计的发展主要受以下两个技术的推动: 微电子技术——使得硅片单位面积上集成的晶体管数目越来越多。 计算机技术——软硬件技术的发展推动EDA技术的发展。 (2) 集成电路设计都是从器件的物理版图设计入手 EDA技术发展的推动 (3) 出现集成电路单元库,集成电路设计进入逻辑级,极大地推动IC产业的发展。 电子系统是IC之间通过PCB板等技术进行互联来构成的。PCB板上IC芯片之间连线的延时、PCB板的可靠性、PCB板的尺寸等因素,会对系统的整体性能造成很大的限制。 由IC互联构成的嵌入式系统设计 (4) IC互联构成的系统 (设计和工艺EDA技术 ) SOC——片上系统 SOC是指将一个完整产品的功能集成在一个芯片上或芯片组上。 SOC从系统的整体角度出发,以IP (Intellectual property)核为基础,以硬件描述语言作为系统功能和结构的描述手段,借助于以计算机为平台的EDA工具进行开发。由于SOC设计能够综合、全盘考虑整个系统的情况,因而可以实现更高的系统性能。SOC的出现是电子系统设计领域内的一场革命,其影响将是深远和广泛的。 由SOC构成嵌入式系统设计:

IC:集成电路。 ASIC:专用集成电路。 通用集成电路:FPGA、CPLD等。 SOC:属于专用集成电路。 (1)SOC: 它是指将一个完整产品的各功能集成在一个芯片中,可以包括有CPU、存储器、硬 件加速单元(AV处理器、DSP、浮点协处理器等)、通用I/O(GPIO)、UART接口和模 数混合电路(放大器、比较器、A/D、D/A、射频电路、锁相环等),甚至延伸到传感器、 微机电和微光电单元。(如果把CPU看成是大脑,则SOC就是包括大脑、心脏、眼睛和 手的系统。) SOC系统的构建一个重要特性: 使用可重用的IP来构建系统。可以缩短产品的开发周期,降低开发的复杂度。可重 复利用的IP包括元件库、宏及特殊的专用IP等,如通信接口IP、输入输出接口IP;各家 开发商开发的微处理器IP,如ARM公司的RISC架构的ARM核。SOC嵌入式系统就是微 处理器的IP再加上一些外围IP整合而成的。SOC以嵌入式系统为核心,集软、硬件于一体,并追求最高的集成度,是电子系统设计追求的必然趋势和最终目标,是现代电子系统 设计的最佳方案。SOC是一种系统集成芯片,其系统功能可以完全由硬件完成,也可以由 硬件和软件协同完成。目前的SOC主要指后者。 SOC存在的问题: SoC初衷很好,但现实中却缺乏好的解决方案。由于是基于ASIC实现SoC系统,设 计周期长、费用高昂、成功率不高而且产品不能修改显得系统的灵活性差,往往使得学术 科研机构、中小企业难以承受。但是SoC以系统为中心、基于IP核的多层次、高度复用,可实现软硬件的无缝结合,综合性高。 (2)片上可编程系统(SoPC—System on a Programmable Chip)

电子系统综合设计报告

电子系统综合设计报告 姓名: 学号: 专业: 日期:2011-4-13 南京理工大学紫金学院电光系

摘要 本次课程设计目的是设计一个简易温度控制仪,可以在四联数码管上显示测得的温度。主要分四部份电路:OP07放大电路,AD转换电路,单片机部分电路,数码管显示电路。设计文氏电桥电路,得到温度与电压的关系,通过控制电阻值改变温度。利用单片机将现在温度与预设温度进行比较,将比较结果在LED数码管上显示,同时实现现在温度与预设温度之间的切换。 关键词放大电路转换电路控制电路显示

目录 1 引言 (4) 1.1 系统设计 (4) 1.1.1 设计思路 (4) 1.1.2 总体方案设计 (4) 2 单元模块设计 (5) 2.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (5) 2.1.1 温度传感器电路的设计 (5) 2.1.2 信号调理电路的设计 (5) 2.1.3 A/D采集电路的设计 (5) 2.1.4 单片机电路 (6) 2.1.5 键盘及显示电路的设计 (6) 2.1.6 输出控制电路的设计 (6) 2.2元器件的选择 (6) 2.3特殊器件的介绍 (7) 2.3.1 OP07A (7) 2.3.2 ADC0809 (7) 2.3.3 ULN2003 (9) 2.3.4 四联数码管(共阴) (9) 2.4各单元模块的联接 (10) 3.1开发工具及设计平台 (11) 3.1.1 Proteus特点 (11) 3.1.2 Keil特点 (11) 3.1.3 部分按键 (12) 4 系统测试 (17) 5 小结和体会 (20) 6 参考文献 (21)

1 引言 电子系统设计要求注重可行性、性能、可靠性、成本、功耗、使用方便和易维护性等。总体方案的设计与选择:由技术指标将系统功能分解为:若干子系统,形成若干单元功能模块。单元电路的设计与选择:尽量采用熟悉的电路,注重开发利用新电路、新器件。要求电路简单,工作可靠,经济实用。 1.1 系统设计 1.1.1 设计思路 本次实验基于P89L51RD2FN 的温控仪设计采用Pt100温度传感器。 1.1.2 总体方案设计 热敏电阻测温调理电路 设计要求 1.采用Pt100温度传感器,测温范围 -20℃ --100℃; 2.系统可设定温度值; 3.设定温度值与测量温度值可实时显示; 4.控温精度:±0.5℃。 设定输入 单片机 LED 显示 控制输出 双向可 控硅 继电器 控制 对象 风扇 信号调 理电路 A/D 采集 电路 加热丝 传

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

电子系统设计报告

课程设计实践报告 一、课程设计的性质、目的与作用 本次电子系统设计实践课程参照全国大学生电子设计模式,要求学生综合利用所学的有关知识,在教师的指导下,分析和熟悉已给题目,然后设计系统方案、画原理图及PCB、软件编程,并做出课程设计报告。因此,在设计中,要求学生应该全面考虑各个设计环节以及它们之间的相互联系,在设计思路上不框定和约束同学们的思维,同学们可以发挥自己的创造性,有所发挥,并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 本课程设计的目的是为了让学生能够全面了解电子电路应用系统的整个设计过程,逐步掌握系统开发的以下相关技术: (1)熟悉系统设计概念; (2)利用所学数电、模拟电路知识,设计电路图; (3)利用PROTEL软件画原理图及PCB; (4)熟悉系统项目设计报告填写知识; (5)培养团队合作意识。 通过本课程设计,有助于学生更好地了解整个课程的知识体系,锻炼学生实际设计能力、分析和思考能力,使其理论与实践相结合,从而为后续课程的学习、毕业设计环节以及将来的实际工作打好坚实的基础。 二、课程设计的具体内容 电子系统设计实践课程就是锻炼学生系统设计、分析和思考能力,全面运用课程所学知识,发挥自己的创造性,全面提高系统及电路设计、原理图及PCB 绘画等硬件水平和实际应用能力,从而体现出电子系统设计的真谛。下面是各个设计阶段的具体内容。 1.系统方案认识 根据所设定的题目,能够给出系统设计方案与思路

题目:信号发生器产生电路,请设计一个能产生正弦波、方波及三角波电路,并制作原理图,然后阐述其原理。 基本原理: 系统框图如图1所示。 图1 低频信号发生器系统框图 低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电 压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。 其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别出现方波、锯齿 波、三角波、正弦波,并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。2、各部分电路原理 (1)DAC0832芯片原理 ①管脚功能介绍(如图5所示) 图5 DAC0832管脚图 1) DI7~DI0:8位的数据输入端,DI7为最高位。

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。

电子技术课程设计题目

电子技术课程设计 一、课程设计目的: 1.电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节,主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品,巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识; 2.经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等,加强在电子技术方面解决实际问题的能力,基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具,提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力; 3.课程设计是为理论联系实际,培养学生动手能力,提高和培养创新能力,通过熟悉并学会选用电子元器件,为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获: 1.学习电路的基本设计方法;加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务,理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡; 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式: 以学生独立设计为主,教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计,强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的,在进行电子系统设计时,既要考虑总体电路的设计,同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现,所以实现一个电子系统时,根据电子系统框图,多数情况下只有少量的电子电路的参数计算,更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。

2. 电子系统内容步骤: 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) (1)总体方案框图: 反映设计电路要求,按一定信息流向,由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图: (2)单元电路设计与参数计算---电子元件选择: ●基本模拟单元电路有:稳压电源电路,信号放大电路,信号产生电路,信号处理电 路(电压比较器,积分电路,微分电路,滤波电路等),集成功放电路等。 ●基本数字单元电路有:脉冲波形产生与整形电路(包括振荡器,单稳态触发器,施 密特触发器),编码器,译码器,数据选择器,数据比较器,计数器,寄存器,存储器等。

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

第1节 电子系统设计的发展趋势

(1)电子系统设计的发展主要受以下两个技术的推动:?微电子技术——使得硅片单位面积上集成的晶体管数目越来越多。 计算机技术——软硬件技术的发展推动EDA技术的发展。?(2) 集成电路设计都是从器件的物理版图设计入手 EDA技术发展的推动 ?(3) 出现集成电路单元库,集成电路设计进入逻辑级,极大地推动IC产业的发展。?电子系统是IC之间通过PCB板等技术进行互联来构成的。PCB板上IC芯片之间连线的延时、PCB板的可靠性、PCB板的尺寸等因素,会对系统的整体性能造成很大的限制。 由IC互联构成的嵌入式系统设计 (4) IC互联构成的系统 (设计和工艺EDA技术) SOC——片上系统 SOC是指将一个完整产品的功能集成在一个芯片上或芯片组上。 SOC从系统的整体角度出发,以IP (Intellectual property)核为基础,以硬件描述语言作为系统功能和结构的描述手段,借助于以计算机为平台的EDA工具进行开发。由于SOC设计能够综合、全盘考虑整个系统的情况,因而可以实现更高的系统性能。SOC的出现是电子系统设计领域内的一场革命,其影响将是深远和广泛的。 由SOC构成嵌入式系统设计:

IC:集成电路。?ASIC:专用集成电路。 通用集成电路:FPGA、CPLD等。 SOC:属于专用集成电路。 (1)SOC: 它是指将一个完整产品的各功能集成在一个芯片中,可以包括有CPU、存储器、硬件加速单元(AV处理器、DSP、浮点协处理器等)、通用I/O(GPIO)、UART接口和模数混合电路(放大器、比较器、A/D、D/A、射频电路、锁相环等),甚至延伸到传感器、微机电和微光电单元。(如果把CPU看成是大脑,则SOC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。) SOC系统的构建一个重要特性: 使用可重用的IP来构建系统。可以缩短产品的开发周期,降低开发的复杂度。可重复利用的IP包括元件库、宏及特殊的专用IP等,如通信接口IP、输入输出接口IP;各家开发商开发的微处理器IP,如ARM公司的RISC架构的ARM核。SOC嵌入式系统就是微处理器的IP再加上一些外围IP整合而成的。SOC以嵌入式系统为核心,集软、硬件于一体,并追求最高的集成度,是电子系统设计追求的必然趋势和最终目标,是现代电子系统设计的最佳方案。SOC是一种系统集成芯片,其系统功能可以完全由硬件完成,也可以由硬件和软件协同完成。目前的SOC主要指后者。 SOC存在的问题: SoC初衷很好,但现实中却缺乏好的解决方案。由于是基于ASIC实现SoC系统,设计周期长、费用高昂、成功率不高而且产品不能修改显得系统的灵活性差,往往使得学术科研机构、中小企业难以承受。但是SoC以系统为中心、基于IP核的多层次、高度复用,可实现软硬件的无缝结合,综合性高。?(2)片上可编程系统(SoPC—Systemona Programmable Chip) ?SoPC是一种灵活、高效的SoC解决方案。它将处理器、存储器、I/O口、LVDS等系统需要的功能模块集成到一个PLD器件上,构成一

电子系统综合设计实验报告

电子系统综合设计实验报告 所选课题:±15V直流双路可调电源 学院:信息科学与工程学院 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2016年06月

摘要本次设计本来是要做±15V直流双路可调电源的,但由于买不到规格为±18V的变压器,只有±15V大小的变压器,所以最后输出结果会较原本预期要小。本设计主要采用三端稳压电路设计直流稳压电源来达到双路可调的要求。最后实物模型的输出电压在±13左右波动。 1、任务需求 ⑴有+15V和-15V两路输出,误差不超过上下1.5V。(但在本次设计中,没有所需变压器,所以只能到±12.5V) ⑵在保证正常稳压的前提下,尽量减小功效。 ⑶做出实物并且可调满足需求 2、提出方案 直流可变稳压电源一般由整流变压器,整流电路,滤波器和稳压环节组成如下图a所示。 ⑴单相桥式整流 作用之后的输出波形图如下:

⑵电容滤波 作用之后的输出波形图如下: ⑶可调式三端集成稳压器是指输出电压可以连续调节的稳压器,有输出正电压的LM317三端稳压器;有输出负电压的LM337三端稳压器。在可调式三端集成稳压器中,稳压器的三个端是指输入端、输出端和调节端。 LM317的引脚图如下图所示:(LM337的2和3引脚作用与317相反)

3、详细电路图: 因为大容量电解电容C1,C2有一定的绕制电感分布电感,易引起自激振荡,形成高频干扰,所以稳压器的输入、输出端常并入瓷介质小容量电容C5,C6,C7,C8用来抵消电感效应,抑制高频干扰。 参数计算: 滤波电容计算: 变压器的次级线圈电压为15V ,当输出电流为0.5A 时,我们可以求得电路的负载为I =U /R=34Ω时,我们可以根据滤波电容的计算公式: C=т/R,来求滤波电容的取值范围,其中在电路频率为50HZ 的情况下,T 为20ms 则电容的取值范围大于600uF ,保险起见我们可以取标准值为2200uF 额定电压为50V 的点解电容。另外,由于实际电阻或电路

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

电子系统综合设计方案设计

电子系统综合设计 方案设计

1引言 温控仪是调控一体化智能温度控制仪表,它采用了全数字化集成设计,具有温度曲线可编程或定点恒温控制、多重PID调节、输出功率限幅曲线编程、手动/自动切换、软启动、报警开关量输出、实时数据查询、与计算机通讯等功能,将数显温度仪表和ZK晶闸管电压调整器合二为一,集温度测量、调节、驱动于一体,仪表直接输出晶闸管触发信号,可驱动各类晶闸管负载。YWK-CT温度控制器采用智能PID控制,当通过热电偶(热电阻)采集的被测温度偏离所希望的给定值时,YWK-CT温度控制器可根据测量信号与给定值的偏差进行比例(P)、积分(I)、微分(D)运算,从而控制继电器通断比率,促使测量值恢复到给定值,达到自动控制的效果;控制器还具有上、下限温度告警和继电器输出功能,性价比高,可广泛用于电力、化工、注塑、包装、食品等企业。此次设计温控仪主要想用温度传感器采集当前温度,在数码管上显示。通过这次课程设计锻炼我们的单片机应用能力以及对电子设备的实际操作能力,也可以说是为最后的毕业设计做铺垫。希望通过这次设计,能让自己对电子设计有更清晰的概念,而不是纸上谈兵。能够让所学与实际相结合。 2 系统设计 2.1总体方案设计

温控仪电路原理图

2.1.3总体电路图 2.1.4温控仪设计文字说明 温度传感器输出为电阻值,经信号调理电路得到电压值,再经AD转换电路实现数模转换。由单片机控制显示管输出。除此,可设置预置温度,通过单片机外部中断,用按键控制预置温度。当实际温度高于预置温度,红灯亮,蜂鸣器响;低于时,则绿灯亮。 A/D采集电路: 启动、等待、采集数据。单片机电路:最小系统。键盘及显示电路:键盘数据输入和温度显示。输出控制电路:I/O驱动、继电器、指示灯、负载。 2.2总体设计要求 主要技术指标 (1)温度范围为:-20 ℃~ +100℃, 最小区分度为1℃,标定温度≤ 1℃; (2)温度采样时间:500ms ~1min (可调);

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

电子系统设计的基本原则和方法

电子系统设计的基本原则和设计方法 一、电子系统设计的基本原则: 电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。具体如下: 1、整体性原则 在设计电子系统时,应当从整体出发,从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手,去揭示与掌握电子系统整体性质,判断电子系统类型,明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等,从而确定总体设计方案。 整体原则强调以综合为基础,在综合的控制与指导下,进行分析,并且对分析的结果进行恰当的综合。基本的要点是:(1)电子系统分析必须以综合为目的,以综合为前提。离开了综合的分析是盲目的,不全面的。(2)在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中,往往也需要又电子局部的综合。(3)综合不许以分析为基础。只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后,才能进行综合。没有详尽以分析电子系统作基础,综合就是匆忙的、不坚定的,往往带有某种主管臆测的成分。 2、最优化原则 最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的,由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷,使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美,需要在约束条件的限制下,从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手,进行参数分析,分别计算每个优化指标,并根据有忽而

指标的要求,调整元器件或功能模块的参数,知道目标参数满足最优化目标值的要求,完成这个系统的最优化设计。 3、功能性原则 任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分,并将其作为独立电子系统更能模块;再全面分析各模块功能类型及功能要求,考虑如何实现这些技术功能,即采用那些电路来完成它;然后选用具体的实际电路,选择出合适的元器件,计算元器件参数并设计个单元电路。 4、可靠性与稳定性原则 电子电路是各种电气设备的心脏,它决定着电气设备的功能和用途,尤其是电气设备性能的可靠性更是由其电子电路的可靠性来决定的。电路形式及元器件选型等设计工作,设计方案在很大程度上也就决定可靠性,在电子电路设计时应遵循如下原则:只要能满足系统的性能和功能指标就尽可能的简化电子电路结构;避免片面追求高性能指标和过多的功能;合理划分软硬件功能,贯彻以软代硬的原则,使软件和硬件相辅相成;尽可能用数字电路代替模拟电路。影响电子电路可靠性的因素很多,在发生的时间和程度上的随机性也很大,在设计时,对易遭受不可靠因素干扰的薄弱环节应主动地采取可靠性保障措施,使电子电路遭受不可靠因素干扰时能保持稳定。抗干扰技术和容错设计是变被动为主动的两个重要手段。 5、性能与价格比原则 在当今竞争激烈的市场中,产品必须具有较短的开发设计周期,以及出色的性能和可靠性。为了占领市场,提高竞争力,所设计的产品应当成本低、性能好、

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

电子系统设计论文

《电子系统设计》论文

前言 本次电子系统设计实验是利用模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术、可编程逻辑器件技术等完成一个或多个小型电子系统的设计和调试任务。主要是对单片机进行编程操作,编程的主要目的是使集成电路上集成的数码管显示对应的数字以及对按键的识别操作,最终通过编程的方式通过按键的选择控制数码管上显示数字的变化。小板编程可以熟悉并且进一步掌握汇编语言的编程过程及流程图的设计。 本实验的主控芯片的选择是8279和12887芯片。由于需要编程者可以对该芯片进行即时编程,实际实验的时候用到的是单片机仿真器,该仿真器内部存在有单片机及其最小系统电路,因此该仿真器可以完全替代单片机并接入集成电路板中,通过仿真器可以实现电脑与集成电路板的连接,以便于编程者随时修改程序并且可以随时观察到实现的实验现象。 一、通用键盘与显示器接口芯片8279 1、8279芯片的特点 8279芯片是一种通用可编程键盘/显示器接口电路芯片,它能完成监视键盘输入和显示控制两种功能。8279对键盘部分提供一种扫描工作方式,能对64个按键键盘阵列不断扫描,自动消抖,自动识别出闭合的键并得到键号,能对双键或N键同时按下进行处理。 显示部分为LED或其他显示器提供了按扫描方式工作的显示接口,可显示多达16位的字符或数字。另外,8279还具有以下功能及其特点: (1)、进行键盘扫描及文字显示; (2)、键盘扫描模式(Scanned Keyboard Mode); (3)、传感器扫描模式(Scanned Sensor Mode); (4)、激发输入模式(Strobe Input Entry Mode); (5)、8乘8键盘FIFO(先进先出); (6)、具有接点消除抖动,2键锁定及N键依此读出模式; (7)、双排8位数或双排16位数的显示器; (8)、右边进入或左边进入。16位显示示波器。 2、实验设计: (1)、设计程序使8279的数码管显示数字“12345678”: 8279的数据口地址为7000H,将寄存器R0先存入数01H,讲R0的数据送入 7000H,然后显示,并用时延保持,再使R0加1,再送入7000H,然后时延,同样方法重复8次即可存入8个数并显示在数码管上。 (2)、8279的16位按键显示: 使8279的一个数码管显示,按一次8279上的按键,比如“1”键,则在数码管上显示数字“1”,对应按键显示对应的数字或字母。过程为初始化以后,要读键盘,如果有按键,判断按的是哪个键,然后对应显示按键内容。按键要注意消抖。 显示器键码:0—22H 1—0AFH 2—31H 3—25H 4—0ACH 5—64H 6—60H 7—2FH 8—20H 9—2CH

电子系统综合设计报告

电子系统综合设计报告 姓名:陈丹 学号:100401202 专业:电子信息工程 日期:2013-4-2 南京理工大学紫金学院电光系

1 引言 温控仪是调控一体化智能温度控制仪表,它采用了全数字化集成设计,具有温度曲线可编程或定点恒温控制、多重PID调节、输出功率限幅曲线编程、手动/自动切换、软启动、报警开关量输出、实时数据查询、与计算机通讯等功能,将数显温度仪表和ZK晶闸管电压调整器合二为一,集温度测量、调节、驱动于一体,仪表直接输出晶闸管触发信号,可驱动各类晶闸管负载。YWK-CT温度控制器采用智能PID控制,当通过热电偶(热电阻)采集的被测温度偏离所希望的给定值时,YWK-CT温度控制器可根据测量信号与给定值的偏差进行比例(P)、积分(I)、微分(D)运算,从而控制继电器通断比率,促使测量值恢复到给定值,达到自动控制的效果;控制器还具有上、下限温度告警和继电器输出功能,性价比高,可广泛用于电力、化工、注塑、包装、食品等企业。此次设计温控仪主要想用温度传感器采集当前温度,在数码管上显示。通过这次课程设计锻炼我们的单片机应用能力以及对电子设备的实际操作能力,也可以说是为最后的毕业设计做铺垫。希望通过这次设计,能让自己对电子设计有更清晰的概念,而不是纸上谈兵。能够让所学与实际相结合。

2 系统设计 2.1总体方案设计 2.1.1总体设计流程 2.1.2温控仪原理图 开始 理解课题技术指标 子系统设计 单元电路设计 元器件选择 仿真、安装调试 正式样机设计 结束 调整 是否合格 N Y 设定输入 单片机 LED 显示 控制输出 双向可 继电器 控制 风扇 信号调 A/D 采集 加热丝 传感器

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