基于rfid数据传输系统的设计与实现

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1、基于RFID数据传输系统的设计与实现【摘要】本设计应用2.4GHz-2.5GHzISM频段的有源射频技术，设计了一款基于nRF2401射频收发芯片的有源RFID数据传输系统。该系统采用软硬件相结合的方式进行了数据传输的设计。用nRF2401芯片作为射频收发器，解决了长距离、高速率的数据传输要求，实现传输距离达到15m以上、传输速率高达1Mbps；利用高性能STC89C51RC单片机作为主控器，实现整个系统的运行控制；系统由一台主机和一台从机构成，解决了点对点传输，通过拓展可以实现点对多点的通信；从机使用按键触发方式发送,数据发送完后LED闪烁一次；主机接收数据成功后LED闪

2、烁一次,并将接收的数据显示在LCD上,0.5秒以后调用与接收到的数据相关的信息，具有一定的信息检验能力等性能；该数据传输系统可应用于大型的仓储管理、车库管理以及楼宇车辆出入通行管理等。具有携带方便、成本低廉，可靠性高，操作便捷等优势，具有广阔的市场前景。同时对其他的RFID数据传输系统设计具有较高的参考价值。第一章绪论11.1引言11.2RFID技术概述11.3RFID的发展历程与现状21.3.1发展历程21.3.2应用现状21.4RFID的发展前景与意义31.4.1射频识别技术的发展前景31.4.2开发意义31.5本课题主要工作3第二章系统总体设计42.12.45GHzR

3、FID数据传输系统设计要求42.2系统组成方框图4第三章系统硬件设计53.1主控模块（MCU）的设计53.2射频收发模块63.2.1无线收发芯片nRF240163.2.2nRF2401引脚功能73.2.3nRF2401的工作模式83.2.4射频数据包133.3通过主控器对nRF2401的功能实现133.3.1射频收发器电路图133.4LCD显示模块143.4.1LCD芯片介绍143.4.2FYD12864-0402B的应用153.4.3主控制器控制FYD12864-0402B的电路图17第四章系统软件设计174.1ShockBurstTMMode的发送流程174.2Shoc

4、kBurstTMMode的接收流程184.3数据传输系统主程序流程图19133第五章PCB的制作与系统调试195.1PCB的制作195.2系统电磁抗干扰分析与调试21结束语23致谢语23参考文献23附录Ⅰ24附录Ⅱ25附录Ⅲ26133第一章绪论1.1引言无线通信在机动性要求较强的设备中或人们不方便随时到达现场的条件下得到了越来越广泛的应用,如无线数据采集、无线设备管理和监控、汽车仪表数据的无线读取等都是其典型应用。微功率短距离无线通信技术作为无线通信实用技术,一般使用单片射频收发芯片,加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块,通常射频芯片采用GFSK(高斯频移键

5、控)调制方式,工作于ISM(工业、科学、医疗)频段,通信模块包含简单透明的数据传输协议或使用简单的加密协议,用户不必对无线通信原理和工作机制有较深的了解,只要依据命令字进行操作即可实现基本的数据无线传输功能,因其功率小、开发简单快速而在工业、民用等领域应用广泛。因而是一个很有发展潜力的研究课题。由于无线频率资源的日渐珍贵，为短距离无线通信技术的应用提供了广阔的市场前景。因而受到了世界各国工业界与研究机构的广泛关注。近来人们常见的热门话题中就包括无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WRAN)。相关有代表性的短距离无线通信技术标准有IrDA(红外线技术)、IEEE802.1

6、lb、802.1la、802.11g、Bluetooth(蓝牙)、RF(无线射频收发一体芯片技术)、ZigBee(紫蜂技术)、UWB超宽带等[1]。近年来，蓝牙、无线局域网802.1lb、802.1la、802.11g、以及超宽带无线通信(UWB)等新技术不断涌现，并已经有大量产品迅速占领市场，受到普遍欢迎。本设计给出了一种应用RFID技术，通过STC89C51RC单片机和nRF2401无线射频收发模块来实现的一种无线数据传输系统。该系统工作在2.4GHz-2.5GHzISM微波频段，在微波频段范围内,2.4GHz是一个全球的公开频段,使用时无需申请，解决了无线频率资源匮乏

7、的问题。本系统由主机（接收系统）和从机（发射系统）组成。发射系统主要是将要发送的数据经单片机处理后,通过nRF2401发送出去。在接收系统中,nRF2401则将数据正确接收后通过液晶显示器（LCD）显示出来,并且调用接收到的数据相关的信息显示在LCD上，实现传输距离大于15米的无线通信。1.2RFID技术概述射频识别(RadioFrequencyIdentification简称RFID)技术是90年代兴起的自动识别技术。它是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别