基于射频识别技术的燃气管道电子标识系统
毕业论文--基于射频识别技术的门禁系统设计
毕业论文--基于射频识别技术的门禁系统设计毕业论文基于射频识别技术的门禁系统设计作者姓名：专业、班级：学号：校内指导教师：校外指导教师：完成日期：黄河水利职业技术学院自动化工程系摘要本文研究一种基于射频识别（RFID）技术的门禁系统。
（1）研究了基于射频识别技术的门禁系统的总体设计，设计了射频IC读卡器的电路原理图。
读卡器主要由射频天线、读卡模块、RS485通信接口及单片机控制系统组成，（2）深入研究RFID 天线的EMC过滤器、接收电路以及天线匹配电路等构成并设计优化了天线耦合电路。
（3）门禁终端通信采用RS485总线，同时结合门禁读卡器研究了RS485的网络拓扑结构，通过RS485接口与PC机组成通信网络系统。
（4）设计单片机的包看门狗、液晶显示、数据存储和实时时钟等在内的外围模块电路。
（5）采用模块化软件设计方法，根据MF RC500的特性，系统地对MF RC500芯片的操作流程进行研究，设计主程序的流程图和各个模块子程序。
（6）并建立一个Access数据库用来存储用户信息。
上位机与下位机之间的通信采用串口通信，选用MAX232CPE芯片完成上、下位机之间的通信。
关键词：门禁系统；射频识别；MF RC500；非接触式IC卡；串口通信目录摘要 (I)引言 (1)第1章门禁系统总体设计方案 (1)1.1 门禁系统总体系统设计 (1)1.2 门禁系统硬件设计 (2)1.3门禁系统软件设计 (3)第2章门禁系统主要硬件电路设计 (3)2.1 门禁主控器 (3)2.2源模块设计 (4)2.3射频控制模块设计 (5)2.3.1 射频识别系统的典型结构 (5)2.3.2射频识别系统原理 (6)2.4 RS485通信模块设计 (8)2.4.1R S485接口 (8)2.4.2R S485网络拓扑结构 (10)2.5 液晶显示模块设计 (12)2.5.1 LCD1602介绍 (12)2.5.2 引脚功能介绍 (13)2.5.3 寄存器选择功能及指令功能 (13)2.6实时时钟的硬件设计 (13)2.6.1 实时时钟的接口 (14)2.6.2 时钟数据传输的控制 (15)2.6.3 时钟数据传送方式 (15)2.7电平转换电路设计 (16)2.7.1电平转换芯片 (16)2.7.2 MAX232芯片 (16)2.7.3电路连接图 (17)2.8报警电路设计 (17)第3章IC卡与门禁主控器的选择 (18)3.1非接触式IC卡的选择 (18)3.2门禁控制电路 (19)3.3 读卡器选择 (20)第4章门禁系统软件设计 (21)4.1系统总体程序流程设计 (21)4.2 射频控制模块 (22)4.4 通讯模块 (25)4.5显示模块 (29)4.6上位机设计 (30)4.6.1 上位机程序流程图 (30)4.6.2用户登录界面设计 (31)4.6.3门禁系统界面设计 (33)第5章系统调试及结果分析 (34)5.1 系统调试 (34)5.2 结论分析 (35)参考文献 (35)附录部分电路原理图及PCB图 (38)致谢 (39)引言随着我国社会主义市场经济的深入发展和未来知识经济时代的临近，门禁系统作为一项安防措施，将会形成更大规模的产业。
无线射频识别rfid技术
芯片外围电路图的简单说明
实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。
电子标签（Tag）是射频识别系统真正的数据载体，Tag具有智能读写和加密通讯的功能，它的基本构成是由IC芯片和一些外围元件组成。
依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源卡(Active tag)和无源卡(Passive tag)，有源卡内装有电池，无源卡内没有装电池。按照能量供给方式，RFID系统分为有源系统与无源系统；按照工作频率，RFID系统有低频、中频、高频、超高频、微波射频等几种。
02
电磁兼容性设计
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
尽量减少印制导线的不连续性，例如导线宽度不要突变，导线的拐角应大于90度（一般选择135度或圆角），禁止环状走线等。
时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰，走线时尽量与地线回路相靠近。
数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。最好是紧紧挨着最不重要的地址引线放置地回路，因为后者常载有高频电流。
02
地线设计中应注意以下几点：正确选择单点接地与多点接地；将数字电路与模拟电路分开；尽量加粗接地线（接地线的宽度应大于3mm）；将接地线构成闭合环路。
03
地 线 设 计
去耦电容配置
在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一种状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声，是印制PCB板可靠性设计的一种常规做法。
RFID射频识别技术总结
RFID射频识别技术RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。
它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，无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。
RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作方便。
1RFID的组成及工作原理射频识别系统由电子标签、阅读器、天线组成。
电子标签：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
阅读器：又为读写装置，可无接触的读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的，有手持或固定式两种，通过阅读器和电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步的处理。
天线：在标签和阅读器之间传递射频信号。
2 RFID与其他自动识别技术的比较广泛应用的自动识别技术主要包括摄像、条码、磁卡、IC、射频等，这些识别技术都有各自的优缺点及应用场合。
表1显示了RFID与其它几种识别技术的区别。
表1 不同识别技术区别表3 RFID系统的分类根据射频识别系统的系统特征，可以将射频识别系统进行多种分类。
下面是系统特征及按照该系统特征进行射频识别系统的分类，如下表2所示：表2 射频识别系统的特征及其分类射频识别系统按照其采用的频率不同可分为低频系统、高频系统和微波三大类；根据标签是否装有电池为其供电，又可将其分为有缘系统和无源系统两大类；从标签内保存的信息注入的方式可将其分为集成电路固化式、现场有线改写和现场无线改写式三大类；根据读取电子标签数据的技术实现手段，可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。
RFID读写器的相关技术RFID读写器是RFID 技术研究的一个重要方面，从系统设计角度来说，由于力求电子标签的设计足够简化，成本尽可能低，因而对于读写器来说，就要实现更多的功能，如多制式标签的兼容、尽可能远的读写距离、多标签的同时处理等等。
这就给读写器的系统设计与实现带来了相当的复杂性。
了解电子标签技术背后的原理与工作机制
了解电子标签技术背后的原理与工作机制电子标签技术已经成为现代物流、零售和供应链管理等领域中不可或缺的一项技术。
它通过将微型芯片和天线结合在一起，实现对物体的标识和追踪。
在了解电子标签技术背后的原理和工作机制之前，我们先来了解一下电子标签的基本概念。
电子标签，又称为射频识别标签（RFID标签），是一种无线通信技术。
它由一个微型芯片和一根天线组成，其中微型芯片嵌入了包含物体信息的数据。
当电子标签与读写器相互接触或靠近时，读写器能够通过无线电波将数据从芯片中读取出来或写入进去。
那么，电子标签背后的原理是什么呢？电子标签的工作机制又如何呢？一、电子标签的原理：电子标签的原理基于射频识别技术，射频识别（RFID）是一种通过无线电波实现物体识别的技术。
电子标签由微型芯片和天线组成，在接收到读写器发射的无线电波时，通过天线吸收无线电波的能量，然后用这部分能量为芯片工作提供动力。
微型芯片是电子标签的核心，它存储了物体的信息。
芯片中的数据可以是一个唯一的标识符，也可以是与物体相关的其他信息，如生产日期、价格等。
当电子标签与读写器靠近时，读写器发送无线电波激活芯片，并读取芯片中的数据。
二、电子标签的工作机制：1. 感应阶段：当电子标签与读写器靠近时，读写器会发出一个特定频率的无线电信号，称为激励信号。
这个激励信号会激活电子标签，使其进入感应状态。
2. 响应阶段：在感应状态下，电子标签会接收来自读写器的激励信号，并利用天线吸收信号中的能量，为芯片工作提供动力。
一旦电子标签接收到足够的能量，它会开始发送数据。
电子标签通过改变自身电路中的电阻或容性来反射无线电波，并将数据传回给读写器。
3. 识别阶段：读写器接收到电子标签发回的反射信号，并将这些信号转化为数字形式的数据。
读写器根据预先设定的识别算法解析标签中的数据，并将识别结果发送到后台系统进行处理。
后台系统可以根据标签携带的数据确定物体的身份、位置或其他信息。
总结起来，电子标签通过无线电波实现与读写器的无线通信，利用微型芯片存储物体信息，并通过无线电波的反射传输数据。
基于射频识别技术的超市管理系统
（） １电子标签 由耦 合元 件 及 芯片 组成 ， 个标 签 具 有 唯一 的 每 电子 编码 ， 附着在物 体上用 来标 识 目标对 象 。 （） ２ 阅读器
基 于 ＲＦＤ技术 的超 市管理 系统 由 四个 部 分组 Ｉ
成（ ３。 图 ）
读取／ 写入标签信息的设备 ， 同时将主机的读写 命令发送给标签 ， 承担主机到电子标 签间射频信号
约人 力物力 财力 来说 ， 都有 一个很 好 的收益 。
定位系统、 激光扫描器等信息传感设备与互联网连
接起来 进行 信 息 交 换 和通 讯 ， 现 智 能 化 定 位 、 实 识
收稿 日期 ：０ １１—９ ２ １—２２
作者 简介 ： 王立宏 （ ９８ ， ， １８ 一）女 硕士研究 生 ， 研究方向为软件测 试。Ｅｍａｌｗ ｈ ２ １ １３ ｃｍ； － ｉ ｌ＿ ２ ＠ ６． ｏ ：
比较 清晰 的展 现 ， 详 细的原理 实现 如 图 ２所示 。 其
图 ３ 超 市管理系统结构图
（） 件设 备 １硬
硬件设备包括各种 Ｒ Ｉ ＦＤ标签 和读写设备 ， 以 及根据实际需要所 设计 的带 有 Ｒ Ｉ 阅读 器 的货 ＦＤ
在 以后 ， 于 Ｒ Ｉ 基 Ｆ Ｄ的管理 系统 实现 新功 能 ， 比如对
于货架 区导航 ， 货物 定位 以及货 车 的统计 查询 等等 ， 可方便 的添 加到原 管理 系统 。
中央 信思 系统 阅读 器 、天 线 电子 标签
图 １ Ｒ Ｉ 系统 组 成 图 ＦＤ
２ １ 系统构 成 ．
（ ｃｏ ｌ ｆＣ ｍｐ ｔｒＳ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ，Ｘｉａ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｕｅ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｅ ’ ＵＮｖ ￣ｉ ｆＰ ｓｓａ ｄＴ ｃｎ ｎ ｎｃｆ ｎ ｎ ｅ ｔ ｏ ｏｔ ｎ ｄｅｏ ｒ ｕ ｉａ ｏ ｓ，Ｘｉ １１ １ ｈｎ ） ｙ ｉ ’ ７ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｎ ａ
RFID的工作原理是什么
RFID的工作原理
无线射频识别（RFID）技术是一种利用电磁场自动识别远距离对象的技术。
RFID系统主要由标签、读写器和数据处理系统组成，其工作原理涉及射频信号的
发射、接收和数据解析。
标签
RFID标签是一种带有芯片和天线的电子标识符，可附在物体上以实现识别。
标签分为无源标签、半动标签和主动标签，其中无源标签不需要电源，半动标签依靠外部场强提供能量，主动标签则内置电池提供能量。
读写器
读写器是RFID系统的重要组成部分，用于发射射频信号并接收来自标签的响应。
读写器一般包含发射天线、接收天线、射频模块和数据处理模块，其主要功能是读取标签携带的信息并进行数据处理。
工作流程
1.读写器向周围环境发送射频信号。
2.标签接收到射频信号后吸收一部分能量，并利用这部分能量激活芯片。
3.激活后的标签通过天线发送信号给读写器，包含自身的唯一标识符和
存储信息。
4.读写器接收到标签发送的信息后，对其进行解析并传输到数据处理系
统。
5.数据处理系统根据标签提供的信息进行识别、记录、跟踪等操作。
应用领域
RFID技术已广泛应用于物流管理、库存追踪、身份识别、智能交通等领域。
通过RFID，可以实现物品的自动识别、快速定位和追踪，极大提高了工作效率和
准确性。
总的来说，RFID的工作原理是通过无线射频信号实现标签和读写器之间的信
息交互，从而实现对物体的自动识别和管理。
这一技术的应用为现代社会的智能化和自动化发展提供了重要支持和保障。
射频识别技术软件系统研制
黄３ 誊 ｌ
Hale Waihona Puke 筘Ｌ 期贵 州工 业 大 学 学报 （ 自然科 学版 ）
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２０ ０２年 ：月
文章编号：０ ９０ ９ （０ ２ ０ ０ ａ０ １０ —１ ３ ２ ０ ） ｌ ５ ５ ０
射频识别技术软硬件 系统研制
刘
摘
琰， 李
辉， 顾
亮
（ 北京 理 工大学车辆 工程 学院 ， 北京 １０８ ） ００ １ 要： 用Ｔ ３０ 使 Ｍ８７ ５射频基 站 芯 片＋ 立 以单 片微 型机 为核 的 射频 识 别 系统 ， 建 该射 频识
术的一次 成功尝试 。
ｌ 射 频识 别 原 理
典型的 Ｒ １ ＦＤ系统由电子标签 （ ａ ）读写器（ ｅｄＷｒｅ ｅｉ ） ｇ， Ｆ Ｒ ａ／ ｉ ｖ ｅ 以及数据交换、 ｔＤ ｃ 管理系统等组成。电 子标签也称射频卡 ， 它具有智能读写及加密通信的能力。读写器由无线收发模块、 天线、 控制模块及接 口电
中图分类号 ：Ｐ ６ ． ； Ｐ９ ．１Ｔ ２ ３ Ｔ ３ ８２Ｔ ３ １４ ； Ｐ ７
文献标识码： Ｂ
０ 前
言
射频识别（ Ｒ ｄ ｒ ｕｎｙＩｅｔｉ ｔ ｎ 以 Ｆ 即 ａｉ Ｆｅ ｅｃ ｄｎｉ ａｉ ． 简种 Ｒ ｆ ） ｏ ｑ ｆ ｏ ｃ Ｆ ）技术是从九十年代兴起的一项 自 １ 动识别技 术。它利用无线射频方式进行非接触双向通信、 以达到识别 目的并交换数据 。与磁卡、ｃ卡等接触式识别 Ｉ 技术不鹾，ＥＤ系统的电子标签和读写器之间无须物理接触就可完成识别， Ｒ Ｉ 因此它可实现多 目标识别 、 运 动目标识别 ， 可在更广泛的场台 中应用。本文研制的射频识别系统和相应 的数据校验算法是对射频识别技
射频识别技术简介及其分类
射频识别技术简介及其分类摘要：射频识别作为一种新兴的自动识别技术，在中国拥有巨大的发展潜力。
本文简单介绍射频识别技术及其分类。
关键词：射频识别技术射频卡分类引言射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification)实际上是自动识别技术(AEI，Automatic Equipment Identification)在无线电技术方面的具体应用与发展。
该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备 (人员、物品) 在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。
本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。
1 射频识别技术简介20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。
它与同期或早期的接触式识别技术不同。
RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。
芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。
EEPROM容量从几比特到几万比特。
芯片外围仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。
卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。
与条码、磁卡、IC 卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。
卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。
当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。
RFID技术介绍
RFID 技术简介射频识别技术（RFID ，Radio Frequency Identification ）是从八十年代起走向成熟的一项自动识别技术。
随着超大规模集成电路技术的发展，射频识别系统的体积大大缩小，进入了实用化的阶段。
它是利用电磁感应、无线电波或微波进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。
目前的RFID 系统有很多工作频段，包括了低频、高频和超高频段。
工作原理也不尽相同，有的是利用近场的电磁感应（所以有人把电子卷标称作感应卡），有的是利用电磁波发射。
和同期或早期的接触式识别技术不同，RFID 系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可实现非接触目标识别、多目标识别和运动目标识别。
RFID 系统已经在很多领域得到了广泛应用。
RFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号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。
RFID 技术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 的基本组成部分标签 (Tag) ：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器 (Reader) ：读取 ( 有时还可以写入 ) 标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线 (Antenna) ：在标签和读取器间传递射频信号。
RFID 技术的基本工作原理：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），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，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 系统的工作原理我们用下图来说明 RFID 系统的工作过程，这个例子是无源系统，即射频卡内不含电池，射频卡工作的能量是由读写器天线所建立的电磁场提供。
《射频识别技术及应用》课件EPC与物联网
• 为实现和管理EPC的工作，国际物品编码协会EAN和美国统一代 码委员会UCC在2003年11月成立了全球电子产品代码中心EPC-
global。
EAN
UCC
EPCglobal
EPCglobal US
……各国编码组织……
中国物品编码中心 EPCglobal-China（ANCC）
终端用户
技术委员会
EPC global 组织机 构
读器和标签之间交换信息的纽带。
3.EPC阅读器结构
空中接口 电路
天线
控制器
网络接口
存储显示
电源
时钟
采EP用C 微阅读控器制器（MCU）或数 字信号处理器（DSP）。
EPC 标签 网络连接
3.EPC阅读器结构
空中接口 电路
天线
控制器
网络接口
EPC 标签 网络连接
存储显示 EPC 阅读器
电源
时钟
应具有支持以太网、无线局域网
3.EPC的应用前景
• EPC统一对全球物品的编码方法，直到编码至单个 物品。
• EPC规定了将此编码以数字信息的形式存储于附着 在物品上的应答器（在EPC中常称为标签）中。
• 阅读器通过无线空中接口读取标签中的EPC码，并 经计算机网络传送至信息控制中心，进行相应的 数据处理。
4.EPC系统的组成
4.EPC系统网络技术
对象名称解析服务（ONS）在EPC系统中，需要将 EPC编码与相应的商品信息相匹配，而相应的商品信 息存储在对应的EPCIS服务器中，ONS服务提供与EPC 编码对应的EPCIS服务器的地址，它的作用类似于因 特网的域名解析服务。
标签
阅读器
本地 服务器