鉆具出入庫自動檢測系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　1.1背景1</b></p><p>　　1.1.1傳統(tǒng)管理模式的弊端1</p><p>　　1.1.2 RFID技術的崛起1</p>

2、<p>　　1.2目的和意義2</p><p><b>　　1.2.1目的2</b></p><p><b>　　1.2.2意義2</b></p><p>　　1.3RFID技術的主要應用2</p><p>　　1.4主要工作和任務3</p><p>&l

3、t;b>　　2相關知識簡介4</b></p><p>　　2.1RFID技術4</p><p>　　2.1.1讀寫器4</p><p>　　2.1.2電子標簽5</p><p>　　2.1.3應用軟件系統(tǒng)6</p><p>　　2.2MF RC5006</p><p&g

4、t;　　2.2.1MF RC500簡介6</p><p>　　2.2.2MF RC500特性8</p><p>　　3系統(tǒng)設計與實現(xiàn)9</p><p>　　3.1系統(tǒng)總體架構9</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)可行性分析9</p><p>　　3.1.2系統(tǒng)架構10</p><p>

5、;　　3.2硬件設計11</p><p>　　3.2.1USB通訊及電源模塊設計11</p><p>　　3.2.2天線模塊設計12</p><p>　　3.2.3微控制器設計14</p><p>　　3.3軟件設計14</p><p>　　3.3.1主程序設計14</p><p>

6、　　3.3.2顯示屏程序設計18</p><p>　　3.3.3ISO14443標準協(xié)議程序設計21</p><p><b>　　4系統(tǒng)測試23</b></p><p><b>　　5結論26</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p>

7、<p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　附 錄30</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1背景</b></p><p>　　在當今的社會里，石油作為我們國家發(fā)展

8、不可缺少的能源，對世界上的每個國家來說都有著舉足輕重的地位。隨著鉆井市場競爭的日益激烈，我們對鉆井技術的要求也越來越高，與此同時，我們對鉆具的保護就要求更加嚴格。但是，在傳統(tǒng)的管理模式中，管理員很難做到對每一種鉆具一對一的管理，導致許多鉆具因為各種原因“不翼而飛”，或者磨損得比較嚴重，甚至導致人們因為對鉆具的使用情況不熟悉而釀成不堪設想的后果。除此之外，在現(xiàn)在計算機技術飛速發(fā)展的社會里，RFID技術作為一種新崛起的高新技術進入我們的社會

9、生活中，給我們帶來了巨大的方便。所以，將RFID技術應用到我們的鉆具管理模式中已經成為了鉆進市場中的一種迫切需求。將RFID技術和IC卡系統(tǒng)技術相結合就形成了非接觸式IC卡系統(tǒng)的產物。早期的IC卡是接觸式的，有許多缺點，包括接觸磨損，效率低，難維護等問題。而新的鉆具管理模式就是采用非接觸式的IC卡系統(tǒng)，相比早期的IC卡系統(tǒng)來說，具有操作方便，抗干擾強，可靠性高，安全性高等優(yōu)點。</p><p>　　1.1.1傳統(tǒng)

10、管理模式的弊端</p><p>　　目前，在國內鉆井市場日益激烈的情況下，人們對鉆具的管理要求也越來越嚴格。然而，傳統(tǒng)的鉆具管理模式實行鉆具定隊管理。人們?yōu)榱斯?jié)約成本，時間等一系列因素，要求無論鉆井隊伍在遇到什么樣的鉆井深度和井身機構的情況下，都只使用一套鉆具，將全部自認為最好的鉆具混在一起形成一套鉆具，而不考慮鉆具之間的配合是否合適。傳統(tǒng)的管理模式導致許多好的鉆具不能合理的利用，甚至許多鉆具磨損得更加嚴重，使鉆

11、具在用的過程中失效，導致事故的發(fā)生。此外，沒有對這些鉆具進行跟蹤分析，很可能導致許多鉆具在使用的過程中或者在使用后就不見了，下次再需要的時候又要浪費時間來對這套鉆具進行配套。</p><p>　　1.1.2 RFID技術的崛起</p><p>　　隨著社會的進步和計算機技術的飛速發(fā)展，自動識別技術漸漸進入我們的社會生活中，其中射頻識別技術作為這些識別技術中的一種新型技術，在國內市場中迅速崛

12、起，被譽為未來取代條形碼標簽最具潛力的技術。近年來，RFID技術帶來的產品不斷的進入到我們的社會生活中，其中非接觸式的IC卡系統(tǒng)就是一個顯著地例子。門禁系統(tǒng)，食品溯源，博物館應用，上海世博會門票等一系列產物都與該技術有著密不可分的關系。</p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)已被確定為中國戰(zhàn)略性新型產業(yè)之一，而射頻識別技術作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最關鍵的技術，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，射頻識別技術也將得到很好的利用。</p>

13、<p><b>　　1.2目的和意義</b></p><p><b>　　1.2.1目的</b></p><p>　　為了使鉆具資源得到合理的利用，使鉆具的生命周期更長，新的鉆具管理模式取代傳統(tǒng)的鉆具管理模式是勢在必行的。只有用新的管理模式對這些鉆具做到“一對一”的管理，以及跟蹤分析，才能更好地利用這些資源。只有新的管理方式才能跟上鉆井

14、市場飛速發(fā)展的步伐。此外，RFID技術已經漸漸進入我們的社會生活中，將該技術應用到鉆具的科學化管理中也是我們油田事業(yè)發(fā)展的一種標志。</p><p><b>　　1.2.2意義</b></p><p>　　基于RFID技術的鉆具出入庫自動檢測系統(tǒng)不僅可以科學化地管理油田鉆具，同時也是我們將RFID技術應用到我們社會生活中的一個具體的實踐。該系統(tǒng)的設計，不僅可以方便管理

15、員對石油鉆具的管理和保護，還可以將該系統(tǒng)應用到其他行業(yè)中。設計和開發(fā)出的檢測系統(tǒng)，對加快我們的經濟建設和RFID技術的推廣應用都有非常重大的意義。</p><p>　　1.3RFID技術的主要應用</p><p>　　隨著人們對RFID技術的不斷嘗試和使用，射頻識別技術的理論知識得到豐富和完善，在人們生活中應用越來越多。由于不同頻段的RFID產品有著不同的特性，因此不同頻段的RFID應用到

16、不同的領域中。</p><p>　　首先是低頻段的RFID主要應用的領域有：</p><p><b>　　畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)；</b></p><p>　　自動收費系統(tǒng)和車輛管理系統(tǒng)；</p><p>　　自動加油系統(tǒng)的應用；</p><p>　　門禁和安全管理系統(tǒng)等。</p><

17、;p>　　其次是高頻段的RFID主要應用的領域有：</p><p>　　圖書管理系統(tǒng)的應用；</p><p><b>　　智能貨架的管理；</b></p><p>　　服裝生產線和物流系統(tǒng)的管理和應用；</p><p>　　固定資產的管理系統(tǒng)等。</p><p>　　最后是超高頻段的RFID

18、主要應用的領域有：</p><p>　　供應鏈上的管理和應用；</p><p>　　集裝箱的管理和應用；</p><p>　　航空和鐵路包裹的管理和應用；</p><p>　　后勤管理系統(tǒng)的應用。</p><p>　　1.4主要工作和任務</p><p>　　本課題做的基于RFID技術的鉆具出入

19、庫的自動檢測系統(tǒng)主要是以STC89C54RD+單片機作為微控制器，以射頻識別技術為核心的系統(tǒng)，系統(tǒng)中采用的是飛利浦公司中的MF RC500芯片作為整個射頻識別系統(tǒng)的讀寫器。不僅涉及到了該系統(tǒng)的總體架構，系統(tǒng)工作原理，以及對硬件的設置，軟件的編程，產品的調試。設計出的系統(tǒng)不僅可以識別卡的型號，也就是鉆具的名稱，還能識別鉆具卡的ID，相當于鉆具的編號。還可以利用應用軟件管理系統(tǒng)對該識別卡進行讀或寫的操作。該系統(tǒng)主要是利用USB接口供電，同樣

20、是利用USB接口與應用軟件系統(tǒng)連接通信。本設計最后能夠達到的系統(tǒng)指標主要有：</p><p>　　顯示系統(tǒng)：能夠在LCD顯示屏上看到鉆具卡的信息；</p><p>　　識別卡的信息：當識別卡進入到系統(tǒng)的工作范圍內時，顯示屏上能夠正確顯示卡的型號（鉆具名稱）和ID（鉆具編號）。</p><p>　　唯一性：兩張不同的卡進入到系統(tǒng)的工作范圍內時，卡的型號（鉆具名稱）可以

21、相同，但是卡的ID（鉆具編號）不能夠一樣。</p><p>　　讀寫識別卡信息：可以利用應用軟件系統(tǒng)對識別卡進行讀和寫的操作。</p><p>　　設計本系統(tǒng)主要涉及到技術難點主要有：</p><p>　　STC89C54RD+單片機作為微控制器的程序設計；</p><p>　　讀寫器與電子標簽通信標準的程序設計；</p>&l

22、t;p>　　應用軟件系統(tǒng)的設計；</p><p>　　該系統(tǒng)設計完畢后，與不同的應用軟件系統(tǒng)相連接可以將之投入到不同的行業(yè)中。該系統(tǒng)不僅可以應用到石油鉆井市場中，還可以應用到食品溯源，倉庫管理，小區(qū)停車等。</p><p><b>　　2相關知識簡介</b></p><p><b>　　2.1RFID技術</b>&l

23、t;/p><p>　　RFID技術是射頻識別技術（Radio Frequency IDentification）的簡稱，又稱電子標簽，是一種通信技術，可以通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，是一種非接觸式通信的典型例子。一般可以分為低頻（125K~134.2K），高頻（13.56MHz），超高頻等技術。一個完整的RFID系統(tǒng)主要包括三個方面：讀寫器，電子標簽，以及天線。除此之外，一般還要在PC機上建立一個應用軟

24、件系統(tǒng)，主要是用來對收集到的數(shù)據(jù)進行處理。</p><p>　　圖 2.1 讀寫器與電子標簽的通信</p><p><b>　　2.1.1讀寫器</b></p><p>　　RFID讀寫器又被成為“RFID閱讀器”，通過射頻識別信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，不需要人工的操作，可以識別高速運動的物體以及可以同時識別多個標簽，使整個系統(tǒng)運行操

25、作更加簡單方便。RFID讀寫器通過天線與電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對電子標簽的讀操作和寫操作。如今的社會上有著許多種讀寫器，主要可以分為低頻讀寫器，高頻讀寫器，超高頻讀寫器，雙頻讀寫器（所謂的雙頻讀寫器就是指該讀寫器可以支持兩種協(xié)議的讀寫），防爆讀寫器等。射頻識別技術發(fā)展到如今的地步，有許多種芯片可以制成不同的讀寫器。本課題研究的是利用飛利浦公司的MF RC500芯片制作的可以支持ISO14443A標準協(xié)議的讀寫器。一般的讀寫器可以

26、包括手持式的讀寫器和固定式的讀寫器?，F(xiàn)如今不同的RFID讀寫器出現(xiàn)在社會的不同領域中，超市中的食品保護，門禁系統(tǒng)的人員識別，停車場的車子的保護和防盜等，發(fā)揮著不同的作用。</p><p>　　圖 2.2 社會上的各種讀寫器</p><p><b>　　2.1.2電子標簽</b></p><p>　　這里的電子標簽是指純粹的標簽，常常又被叫做智能

27、標簽。電子標簽也是一個芯片，該芯片不僅內部存有天線，芯片中還存儲著能夠識別目標的信息。RFID標簽具有很多種優(yōu)點，包括存儲的信息量大，信息接收傳播性強，非常持久，種類繁多等。甚至現(xiàn)在有些電子標簽具有讀寫的功能，能夠非常及時地更新標簽的數(shù)據(jù)。RFID電子標簽在制作時具有唯一的卡片序列號，而且該序列號無法復制，不可能出現(xiàn)兩張一模一樣的RFID電子標簽，所以該標簽具有很強的防偽性。電子標簽還具有防沖突性，因為一個RFID讀寫器經常在同時訪問多

28、個電子標簽，不會因為多個標簽而數(shù)據(jù)發(fā)生沖突而改變。</p><p>　　電子標簽根據(jù)不同的標準可以分為不同的種類。首先根據(jù)工作頻率可以分為低頻電子標簽，中高頻電子標簽，超高頻和微波電子標簽；其次根據(jù)其電能消耗可以分為有源式電子標簽和無源式電子標簽；最后還可以根據(jù)其應用可以分為物流標簽，圖書標簽，防金屬標簽等。</p><p>　　圖 2.3 常見的電子標簽</p><p

29、>　　2.1.3應用軟件系統(tǒng)</p><p>　　移動數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)就相當于是一個應用軟件系統(tǒng)，而本次課題設計的上位機測試軟件就是一個應用軟件系統(tǒng)，由于時間的關系，該軟件系統(tǒng)不是自己設計的，是在網(wǎng)上尋找的一個射頻讀卡器的應用軟件系統(tǒng)，所以在功能上與本課題涉及到的鉆具沒有太大的關系，但是這并不關系到讀寫器與應用軟件系統(tǒng)的通信，因為整個系統(tǒng)的軟件設計都是參照該應用軟件來設計的，所以制作的硬件設備基本上能夠與該軟件

30、系統(tǒng)進行通信，甚至使用其功能。對于不同的領域，RFID將發(fā)揮不同的作用，所以也需要不同的應用軟件系統(tǒng)來對數(shù)據(jù)進行管理。</p><p>　　一卡通服務：擁有一人一卡一序列號，錢包初始化，充值，扣錢等功能；</p><p>　　考勤管理：用戶名稱，打卡時間，打卡次數(shù)等功能；</p><p>　　倉庫管理：管理員登錄，物品名稱，出入情況等；</p><

31、;p>　　校園圖書館管理：用戶名，借閱時間，借閱書籍等功能；</p><p>　　門禁系統(tǒng)管理：用戶名，用戶權限，用戶地址等功能；</p><p>　　2.2MF RC500</p><p>　　MF RC500是飛利浦（Philips）公司中應用于13.56MHz非接觸式通信中高集成讀卡IC系統(tǒng)中的一員，該讀卡IC系列利用了先進的調制和解調概念，完全集成了在

32、13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協(xié)議。此外，MF RC500還支持ISO14443A所有的層。該芯片內部包括并行微控制器接口，雙向。方便的并行接口可以直接與任何8位微控制器相連接，這樣可以給讀卡器和終端的設計提供更多的靈活空間。該芯片相對于其他的芯片來說，應用范圍更加廣泛，資料更加齊全，更適合做本次設計的讀寫芯片。</p><p>　　2.2.1MF RC500簡介</p><

33、;p>　　MF RC500是飛利浦公司制造的芯片之一，它包括了32個管腳信息，64個寄存器及其并行接口。首先其32個管腳主要有三種類型，分別是輸入型，輸出型，電源型。包括中斷請求，兩個發(fā)送器，片選，讀，寫，電源，數(shù)據(jù)總線，地址線，接收器等。每個引腳都有自己的功能，正是這些引腳的選擇不同，才會體現(xiàn)出該芯片的功能。</p><p>　　圖 2.4 MF RC500管腳配置</p><p>

34、;　　其次該芯片內部包含了64個寄存器。主要包括了命令和狀態(tài)，控制和狀態(tài)，發(fā)送器和編碼器控制，接收器和編碼器控制，時序和信道冗余，F(xiàn)IFO定時器和IRQ腳配，RFU,測試控制等八頁寄存器，每頁都有八個寄存器。不同的寄存器的位和標志的狀態(tài)是不一樣的，這主要取決于它們的功能。</p><p>　　表 2.1 寄存器位的狀態(tài)和設計</p><p>　　最后該芯片還支持并行接口。MF RC500支

35、持與不同的微處理器直接接口，可與個人電腦的增強型并口直接相連。該芯片還支持許多種并口信號，包括獨立的讀和寫選通信號，共用的讀和寫選通信號，帶握手的共用讀和寫選通信號。</p><p>　　表 2.2 芯片支持的并口信號</p><p>　　2.2.2MF RC500特性</p><p>　　本次設計之所以選擇該芯片作為讀寫芯片，正是因為該芯片相對于其他的芯片來說，其

36、獨有的特性更加適合本次設計。</p><p><b>　　擁有唯一的序列號；</b></p><p>　　集成有64字節(jié)的收發(fā)FIFO緩存器；</p><p>　　集成了編碼調制和解調解碼的收發(fā)電路；</p><p>　　天線驅動電路僅需要少量的外圍元件，可以近距離操作（100mm）;</p><p&

37、gt;　　非常靈活的中斷處理等。</p><p>　　正是因為該芯片具有這些特點，用MF RC500非常容易設計TYPE A型的讀寫器。</p><p><b>　　3系統(tǒng)設計與實現(xiàn)</b></p><p>　　一個好的課題設計不僅需要有好的程序設計思想，還需要適合的硬件設計和軟件設計，也需要適當?shù)木帉懗绦虻能浖?，仿真器，燒寫器。本次設計的軟件

38、設計主要采用的是Keil作為編寫程序的軟件，主要生成Hex文件，然后通過STC_ISP_V488向硬件中燒寫程序，其中STC_ISP_V488是一款專門燒寫STC89系列單片機的軟件。整個設計的編程語言主要采用的是C語言，雖然大多數(shù)單片機開發(fā)使用的是匯編語言，但是匯編語言有一定的缺點：程序的可讀性和可移植性比較差，而且編寫的程序周期長，調試非常困難。然而C語言就不一樣了，C語言是一門國際通用的編程語言，具有較好的可讀性和可移植性。除此之

39、外，Keil編程軟件是一個51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，該軟件中包括了C編譯器，宏匯編，連接器，庫管理和一個功能強大的仿真調試器。在該軟件中用C語言來編寫程序可以做到事半功倍的效果，是本設計選擇軟件的不二之選。在課題設計的過程中，除了使用這些必要的編程軟件外，我還使用了一個輔助軟件Source Insight 3.5，該軟件可以關聯(lián)整個系統(tǒng)使用的所有程序，而且能分析你的源代碼并在你工作的同時動態(tài)維護它自己的符號數(shù)據(jù)</p&

40、gt;<p><b>　　3.1系統(tǒng)總體架構</b></p><p>　　3.1.1系統(tǒng)可行性分析</p><p><b>　　微控制器的選擇：</b></p><p>　　對于一般的基于RFID做的射頻讀卡系統(tǒng)，在選擇微控制器的時候可以有兩種方案：C51單片機中的STC89系列和FPGA。兩者相比較而言：前

41、者算術功能強，軟件編程靈活，自由度大，容易我們掌握；后者集成度高，成本也偏高。雖然后者處理速度快，但本課題設計的系統(tǒng)對這方面也沒有太大的要求。</p><p><b>　　讀卡芯片的選擇：</b></p><p>　　通過對市場上部分讀卡芯片的調研，飛利浦公司的RC500芯片是高整合的13.56MHz非接觸IC卡讀寫芯片，而且支持ISO14443A協(xié)議，還具有合適的并

42、行接口，非常適合與微控制器連接。</p><p>　　通信接口以及供電選擇：</p><p>　　射頻讀卡系統(tǒng)與應用軟件系統(tǒng)的通信一般有兩種情況：一種是直接采用串口進行通信，另一種是用USB接口與CH341芯片連接組成串口的功能進行通信和供電?，F(xiàn)在有很多PC機沒有串口，采用第二種方法就能夠解決PC機沒有串口的尷尬。</p><p>　　通過以上三點的選擇，最后確定了

43、整個系統(tǒng)是以STC89C54RD+作微控制器，讀寫器芯片選擇RC500芯片，采用USB轉串口的方式進行通信和供電，最后通過顯示屏顯示出來。</p><p><b>　　3.1.2系統(tǒng)架構</b></p><p>　　整個系統(tǒng)是以射頻識別技術為核心，電子標簽中擁有存儲芯片和耦合模塊，讀寫器中包括了耦合模塊，高頻模塊，控制模塊和接口單元。其中耦合模塊就是指讀寫器與電子標簽

44、之間通過天線進行耦合，通信；高頻模塊是讀寫器在不斷地向周圍發(fā)射無線電波；控制模塊主要就是以STC89C54RD+為主的微控制器；接口單元就是指USB接口和CH341芯片組成的串口通信和供電。</p><p>　　圖 3.1 系統(tǒng)總體結構</p><p>　　整個系統(tǒng)的工作原理是：</p><p>　　讀寫器通過發(fā)射天線向外發(fā)射特定頻率的無線電載波信號。</p&

45、gt;<p>　　當電子標簽進入到讀寫器的有效工作區(qū)域范圍內，產生感應電流，從而激活能量，電子標簽被激活，使電子標簽將自身編碼信號通過內置的射頻天線發(fā)送出去。</p><p>　　讀寫器的接收天線接收到電子標簽發(fā)出的調制信號，經內部的天線調節(jié)器將信號傳送到讀寫器的信號處理模塊。</p><p>　　經過解調和解碼后，將有效信息發(fā)送給移動數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。</p>&

46、lt;p>　　移動數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算識別該電子標簽的身份，針對不同的設定作出相應的處理和控制，最后發(fā)送指令信號給讀寫器完成最后的讀操作和寫操作。</p><p><b>　　3.2硬件設計</b></p><p>　　3.2.1USB通訊及電源模塊設計</p><p>　　本課題設計的自動檢測系統(tǒng)的USB接口有著非常重要的作用，首先

47、整個系統(tǒng)的電源是靠USB接口與PC機相連接，給系統(tǒng)供給5V的電源；其次整個系統(tǒng)還是靠USB接口與PC機相連接，實現(xiàn)系統(tǒng)與上位機之間的通信?，F(xiàn)如今有許多PC機沒有串口，將CH341芯片應用到單片機中，實現(xiàn)將USB接口轉為串口的方法，可以解決一些PC機沒有串口的尷尬。在異步串口方式下，CH341提供發(fā)送使能，串口接收就緒等交互式的速率控制信號以及常用的MODEM聯(lián)絡信號，用于將普通的串口直接升級到USB總線。</p><

48、p>　　CH341是一個USB總線的轉接芯片，一般來說，該芯片有四個功能用途。通過USB總線提供異步串口、打印口、并口以及常用的2線和4線等同步串行接口。</p><p>　　在異步串口方式下，CH341提供串口發(fā)送使能，串口接收就緒等控制信號，以及常用的MODEM聯(lián)絡信號，用于將普通的串口設備直接升級到USB總線。</p><p>　　在打印口方式下，CH341主要用于將普通的并口

49、打印機直接升級到USB總線。</p><p>　　在并口的方式下，CH341主要用于在不需要單片機/DSP/MCU的環(huán)境下，直接輸入輸出數(shù)據(jù)。</p><p>　　最后，CH341還可以支持一些常用的同步串行接口，如2線接口和4線接口。</p><p>　　圖 3.2 CH341芯片的主要功能</p><p>　　要想CH341芯片能夠實現(xiàn)將

50、USB接口轉換為串口的功能，有幾個引腳的連接是非常重要的。</p><p>　　TXD和RXD引腳：這兩個引腳是與微控制器STC89C54RD+的TXD和RXD引腳相連接，實現(xiàn)微控制器控制讀寫器與測試應用軟件的通信。</p><p>　　19號引腳：TEN#.只有當該引腳必須接地的時候，芯片才能夠向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)，當然這個引腳是由微控制器控制的，當微控制器有空閑接收的數(shù)據(jù)的時候將該引腳設置

51、為低電平就可以了。</p><p>　　7、8號引腳：這兩個引腳都是連接在USB接口上的，兩者都是輸入類型的引腳，其中7號引腳作為中斷請求輸入，上升沿有效；8號則是自定義通用輸入。</p><p>　　除此之外，在該模塊中還設計了一個開關，用來控制整個系統(tǒng)的電源開關。</p><p>　　3.2.2天線模塊設計</p><p>　　為了能夠使

52、讀寫器可以向外發(fā)射無線電載波信號和接收電子標簽發(fā)出的信號，所以必須在讀寫器內部設置天線模塊。而且為了使天線能夠最大功率傳輸，天線的芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配。一般來說，天線可以分為全向天線和方向性天線。對于倉庫管理鉆具的標簽來說，應該避免使用全向天線，使用的是方向性天線，方向性天線具有更少的輻射模式和返回損耗的干擾等優(yōu)點。對大多數(shù)的RC 500芯片來說，都是低功耗設計，因此電子標簽和天線之間的耦合系數(shù)必須滿足一定的值，不能相

53、差太大，一般不能低于0.3。下表是當電子標簽與天線之間的耦合系數(shù)為0.3的情況下，天線大小與距離之間的關系表。</p><p>　　表 3.1 天線大小與距離的關系表</p><p>　　為了能夠使天線能夠最大功率的傳輸信息，天線模塊的設計要考慮到幾個主要的物理參量。包括磁場強度，最佳天線直徑，近場耦合，調諧，電感的估算，天線的品質因數(shù)等。經過事實證明：對于圓形線圈的磁場強度來說，當較大的

54、天線在較遠的距離處可以呈現(xiàn)出較高的磁場強度。至于最佳天線直徑，每一個讀寫器都有自己適合的天線最佳直徑，并不是天線直徑越大越好，也不是越小越好，而是在合適的直徑上。然而實際中的電路設計大部分都可以等效成一個R-L-C諧振電路，本課題設計的天線電路就是這樣的。</p><p>　　天線主要包括了濾波器，接收電路，天線匹配電路，和天線線圈。天線獲取信號后通過天線匹配電路傳到RC 500芯片的RX引腳，然后再經過該芯片內

55、部的處理，通過并行接口發(fā)出數(shù)據(jù)。此外，RC 500芯片的TX1，TX2，DVSS,TVSS,AVSS,WMD等引腳都是與天線模塊相連接的。這些引腳都有自己的功能，其中TX1，TX2引腳主要起到天線驅動器的功能，有輸出緩沖的作用；DVSS,TVSS,AVSS起到電感隔離的作用，而WMD引腳則是模擬參考電壓。</p><p>　　由于現(xiàn)實所設計的大部分天線模塊的電路都可以等效成一個R-L-C諧振電路，所以可以將所有的

56、天線模塊等效成一個如圖3.3這樣的等效電路。其中R為TX1和TX2之間天線線圈的電阻消耗，C為線圈與TX1和TX2之間的電容消耗，L為天線線圈電感。</p><p>　　圖 3.3 天線線圈等效電路</p><p>　　整個等效電路是將電容C和天線線圈電路并聯(lián)，所以可以看成是一個振諧電路，振諧頻率就是13.56MHz,其值是由湯姆遜公式得來的：</p><p>　　

57、從（1）式子中可以看出頻率f與LC有關。</p><p>　　一般來說，讀寫器設備與天線之間的連接方式有兩種。一種是適用于射頻模塊和天線之間的距離比較近的系統(tǒng)，采用直接匹配的天線；另一種是距離較長的系統(tǒng)，采用50歐匹配的天線。本課題設計的系統(tǒng)就是采用的第一種，直接匹配的天線。</p><p>　　而且在整個讀寫器中，其工作頻率是由一個13.56MHz的石英晶體發(fā)出的，在工作過程中會產生高次

58、諧波，所以在設計電路時在射頻模塊的發(fā)送端口TX1、TX2引腳和地TVSS，DVSS之間引入一個濾波器電路。如圖3.6所示：其中L1和L2均為1.1uH,兩個電容為47uH。</p><p>　　讀寫器的天線有很多種形狀，但常見的只有兩種形狀，就是圓環(huán)形和矩形的。本次課題的設計就是采用矩形的天線線圈。</p><p>　　3.2.3微控制器設計</p><p>　　本

59、次課題設計采用的是用STC89C54RD+來作微控制器，主要完成了數(shù)據(jù)的采集，處理，存儲和控制整個硬件電路。本次設計采用STC系列單片機作微控制器，是因為該系列的單片機相對于其他系列的單片機有一定的優(yōu)勢。STC系列單片機可以降低成本，提升性能，原有程序可以直接使用，硬件無需改動。而且使用時，直接使用STC_ISP工具直接將HEX文件燒寫進去即可，非常簡單。</p><p>　　STC89C54RD+單片機中將可用

60、的Data flash(EEPROM)的地址分成了64個扇區(qū)，每個扇區(qū)512字節(jié)，一般最好只用128字節(jié)以下。</p><p>　　微控制器STC89C54RD+和MF RC500芯片的主要引腳連接有：</p><p>　　兩者的/RD,/WR引腳相連接，來控制讀操作和寫操作；</p><p>　　兩個芯片的/CS相連接，控制整個系統(tǒng)的片選。</p>

61、<p>　　微控制器的P00(AD0)到P07(AD7)與P10到P17引腳同時連接在RC 500芯片的D0到D7上，采用地址數(shù)據(jù)復用方式的連接方式。</p><p>　　此外兩個芯片的ALE,RST,IRQ也是連接的，分別有地址鎖存控制信號，復位，中斷請求等功能，在整個微控制器中有非常重要的作用。</p><p><b>　　3.3軟件設計</b><

62、/p><p>　　整個系統(tǒng)除了硬件設計之外，軟件設計也是相當?shù)闹匾?。本課題設計的系統(tǒng)的軟件設計主要包括三個方面，包括主程序設計，顯示屏程序設計，ISO14443標準協(xié)議程序設計。其中主程序中主要包括了系統(tǒng)的初始化，相應上位機的各種命令；顯示屏程序設計主要包括寫命令，寫數(shù)據(jù)，初始化，顯示不同卡型號的數(shù)據(jù)；ISO14443標準協(xié)議程序設計主要包括尋卡，防沖撞，選卡，與上位機相對應進行操作。</p><

63、;p>　　3.3.1主程序設計</p><p>　　本次設計的主程序包括兩種情況，一種是帶有顯示屏的，另一種是沒有顯示屏的。其中帶有顯示屏的是讓讀寫器主動尋卡，只有當卡進入到讀卡器的工作范圍內時候，整個上位機才正常工作；而沒有顯示屏的是讓讀寫器被動尋卡。在帶有顯示屏的情況下，整個上位機先是默認的ISO14443A協(xié)議，然后再在顯示屏上出現(xiàn)歡迎界面。然后讀卡器開啟天線，掃描是否有電子標簽進入到讀卡器的工作范圍

64、內，并且執(zhí)行防沖撞函數(shù)，如果掃描到電子標簽就顯示卡的類型（鉆具名稱），然后再顯示卡的序列號（鉆具卡的ID）。在主程序設計中還包括了與上位機中的程序的功能的相對應，由于整個設計采用的上位機是已經設計好的軟件，所以在主程序設計中就必須編寫與上位機功能相對應的功能函數(shù)。因此，主程序中的設計大部分是與上位機的功能有關的，單片機中的程序主要包括了系統(tǒng)初始化，MF RC500芯片初始化，響應上位機發(fā)送的天線命令，響應上位機的驗證A卡秘鑰的命令，響應

65、上位機的讀卡命令，響應上位機的寫卡命令，以及串行中斷，接收上位機的數(shù)據(jù)等函數(shù)。</p><p>　　圖 3.4 主程序流程圖</p><p>　　從圖3.4可以看出整個主程序的流程圖，這里的開始主要是指給硬件供電，打開電源，系統(tǒng)初始化，芯片初始化后一個延時函數(shù)，這個延時時間非常短，基本上可以忽略不計，然后再是顯示屏初始化，顯示屏顯示歡迎界面。然后通過尋卡來判讀是否有鉆具卡進入到讀寫器的工作

66、范圍內，如果沒有鉆具卡，則繼續(xù)處于尋卡狀態(tài)；如果掃描到鉆具卡的存在，顯示屏則顯示鉆具卡的名稱和ID，而且上位機可以接收到鉆具卡的序列號，上位機可以對鉆具卡進行操作。最后判斷卡是否移開，如果鉆具卡移開，讀寫器又處于尋卡狀態(tài)，如果沒有移開，顯示屏仍然顯示鉆具卡的信息，不再尋卡。</p><p>　　主程序的設計模塊主要可以分成三個模塊來實現(xiàn)：初始化模塊，主要包括系統(tǒng)初始化，顯示屏初始化，芯片初始化，以及默認的標準協(xié)議

67、；顯示屏模塊，主要是調用顯示屏模塊中的函數(shù)來實現(xiàn)在顯示屏上顯示鉆具卡的名稱和ID;上位機功能模塊，主要是用switch case結構來實現(xiàn)上位機功能函數(shù)的調用。</p><p>　　圖 3.5 主程序結構圖</p><p>　　首先是初始化模塊包括以下幾個方面：</p><p>　?。?）系統(tǒng)初始化，用的是InitializeSystem（）來表示。該函數(shù)主要用來實

68、現(xiàn)兩個功能：</p><p>　　功能一：設置整個系統(tǒng)的寄存器狀態(tài)，主要包括了TMOD,PCON,SCON等寄存器狀態(tài)的設置。</p><p>　　功能二：波特率的設置，本次設計的波特率設置為19200，用TH1=TL1= BOUND19200來表示。</p><p>　　顯示屏初始化，用的是initial_LCD（）來表示。在顯示屏初始化中主要實現(xiàn)了五個功能：&l

69、t;/p><p>　　功能一：設置顯示屏與單片機的連接為并口，用PSB=1表示；</p><p>　　功能二：在屏幕初始化過程中，必須要清屏，用WriteCommand（0x01）表示；</p><p>　　功能三：設置8字節(jié)界面，用WriteCommand（0x30）表示；</p><p>　　功能四：整體顯示設置，用WriteCommand（

70、0x0c）表示；</p><p>　　功能五：輸入方式設置，光標右移，地址位加1，而且是整體右移。用WriteCommand（0x06）表示；</p><p>　?。?）初始化RC500芯片，用的是Rc500Ready（）來表示。用一個變量status來記錄是否有卡的到來，先要設置該變量為復位RC500的函數(shù)PcdReset（）。然后用MI_OK來代表卡，當status不等于MI_OK的時

71、候，繼續(xù)賦值status為PcdReset（），就是繼續(xù)復位。只有當status等于MI_OK的時候，蜂鳴器發(fā)出一聲響聲，燈亮一下。用BELL = 0，redled = 0來表示。</p><p>　　（4）整個系統(tǒng)默認使用的是typeA協(xié)議的卡，用PcdConfigISOType( 'A' )來表示，然后蜂鳴器再響一聲表示讀卡成功。</p><p>　　其次是主函數(shù)中調用

72、顯示屏模塊函數(shù)來實現(xiàn)顯示屏的顯示：</p><p>　?。?）顯示屏初始化顯示：“西南石油大學計科，請刷鉆具卡！”。調用12864.c文件中的DisplayLcd（）來實現(xiàn)；</p><p>　?。?）顯示鉆具卡的名稱：調用尋卡函數(shù)RequestA（）來實現(xiàn)。</p><p>　　在該函數(shù)中用一個status來標記是否有卡的存在，然后用do while來進行判斷，如

73、果有鉆具卡的存在，調用底層文件ISO14443A.c文件中的尋卡函數(shù)PcdRequest（）函數(shù)，并且賦值給status。然后送顯示卡類型的函數(shù)disCardTYPE（）。</p><p>　　底層文件ISO14443A協(xié)議中的尋卡函數(shù)主要有兩個參數(shù)變量，第一個參數(shù)變量表示的是尋卡的方式，通常情況下有兩種情況，第一種是用0x52表示尋所有符合ISO14443A協(xié)議的卡，第二種是用0x26表示尋未進入休眠狀態(tài)的卡。

74、第二個參數(shù)變量表示的是卡的類型，其中0x0400就表示石油鉆桿類型的卡片。</p><p>　?。?）顯示鉆具卡的ID：直接調用顯示屏文件12864.c中的函數(shù)disCardID（）來實現(xiàn)。</p><p>　　最后一部分也是本次設計最重要的一部分之一，就是上位機功能模塊的實現(xiàn)：</p><p>　　首先用偽代碼的形式來表示整個系統(tǒng)是怎么讓上位機實現(xiàn)與單片機的通信的

75、。</p><p>　　If（接收上位機指令的標志）</p><p><b>　　{</b></p><p>　　接收上位機指令的標志=0；//表示單片機接收到上位機的指令。</p><p>　　Switch（接收到的命令碼）</p><p><b>　　{</b></

76、p><p>　　Case 命令碼1：功能1函數(shù)；break;</p><p>　　Case 命令碼2：功能2函數(shù)；break;</p><p>　　Case 命令碼3：功能3函數(shù)；break;</p><p>　　Case 命令碼4：功能4函數(shù)；break;</p><p>　　Default:AnswerErr（FAUL

77、T11）；break; //返回錯誤</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　Void 功能1函數(shù)（）{}；</p><p>　　Void 功能2函數(shù)（）{}；</p><p>　　Void 功能3函數(shù)（）{}；

78、</p><p>　　Void 功能4函數(shù)（）{}；</p><p>　　功能函數(shù)主要包括以下幾個方面的功能：</p><p>　　功能一：尋卡，用ComRequestA（）表示，只有尋卡后上位機才能對鉆具卡進行操作；</p><p>　　功能二：防沖撞，用ComAnticoll（）表示，兩張卡同時進入到工作范圍時，讀寫器仍然能夠讀其中一張卡

79、的內容；</p><p>　　功能三：休眠，用ComHlta（）表示，進行休眠后在上位機中不能對鉆具卡進行操作，只有重新尋卡后才能進行操作；</p><p>　　功能四：讀塊，用ComM1Read（）表示，可以讀取卡內的內容；</p><p>　　功能五：寫塊，用ComM1Write（）表示，可以寫內容到卡內；</p><p>　　3.3.2

80、顯示屏程序設計</p><p>　　顯示屏程序設計主要在文件12864.C中，從文件名可以看出整個系統(tǒng)的顯示屏采用的是128X64的顯示屏。顯示的漢字是用字符串數(shù)組的形式表達的，方便以后顯示的時候利用FOR循環(huán)，按照字節(jié)數(shù)來寫，每個漢字占用兩個字節(jié)。首先用字符串組定義漢字；然后編寫各個函數(shù)，主要包括：寫命令，寫數(shù)據(jù)，系統(tǒng)初始化，顯示歡迎界面，掃描卡的類型，掃描卡的序列號等。</p><p>

81、;<b>　　主要功能的實現(xiàn)有：</b></p><p>　　屏幕初始化：用initial_LCD（）表示；首先設置PSB=1來表示顯示屏選擇并口，然后調用寫命令函數(shù)WriteCommand(unsigned char a)來進行清屏，功能設置，顯示設置和輸入方式設置。</p><p>　　屏幕初始化顯示：用DispalyLcd（）表示;因為漢字是用字符串數(shù)字來表示的

82、，一個漢字占用2個字節(jié)，“西南石油大學計科”一共8個漢字，所以占用16個字節(jié)。調用寫數(shù)據(jù)函數(shù)void WriteData(unsigned char b)，一次只能寫一個字節(jié)的數(shù)字，所以用一個for循環(huán)，0到15來表示。</p><p>　　寫命令函數(shù)：用WriteCommand（unsigned char a）表示；通常用該函數(shù)來表示在顯示屏上顯示的位置，例如在歡迎界面中，在第一行顯示“西南石油大學計科”，就必

83、須設置為WriteCommand（0x80）,在第二行顯示“請刷鉆具卡！”，設置位置就是WriteCommand（0x88）。</p><p>　　數(shù)值的格式轉換：用LCD_Data(unsigned char LCDbyte )表示，用來顯示數(shù)字。</p><p>　　鉆具卡序列號的顯示：用disCardAID(unsigned char *gID)表示，用for循環(huán)輸出4個字節(jié)的序列號

84、：LCD_Data(gID[0+i])。</p><p>　　根據(jù)卡的類型顯示鉆具卡的名稱：用disCardTYPE(unsigned char *gID)表示，根據(jù)gID[0]和gID[1]的數(shù)值來判斷卡的類型，然后顯示該類型卡的名稱。</p><p><b>　　顯示屏流程圖如下：</b></p><p>　　圖 3.6 顯示屏流程圖<

85、;/p><p><b>　　部分代碼如下：</b></p><p>　?。?）字符串數(shù)組定義漢字：</p><p>　　unsigned char code table_1[]={"西南石油大學計科"};</p><p><b>　　寫命令：</b></p><p

86、>　　void WriteCommand(unsigned char a)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　E=0; //1讀取信息，1-0下降沿執(zhí)行指令；</p><p>　　RS=0; //0=寫指令，1=寫數(shù)據(jù)；</p><p>　　RW=0; //0=寫指令或者寫數(shù)據(jù)，1=

87、讀LCD信息；</p><p>　　E=1; //讀信息</p><p>　　P1=a; //寫指令</p><p>　　delay1(5); // 延時</p><p>　　E=0; //執(zhí)行指令</p><p>　　delay1(5);//延時</p><p><b>　　

88、}</b></p><p><b>　?。?）寫數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　void WriteData(unsigned char b) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　E=0; //執(zhí)行指令</p><p>　　RS

89、=1; //寫數(shù)據(jù)</p><p>　　RW=0; //寫數(shù)據(jù)</p><p>　　E=1; //讀取信息</p><p>　　P1=b; //寫數(shù)據(jù)</p><p>　　delay1(5); //延時 </p><p>　　E=0; //執(zhí)行指令</p><p&g

90、t;　　delay1(5); //延時 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　（4）利用FOR循環(huán)顯示漢字：</p><p>　　void DispalyLcd（）//初始化顯示：西南石油大學計科 請刷鉆具識別卡！</p><p><b>　　{</b></

91、p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　WriteCommand(0x80); </p><p>　　for (i=1;i<=16;i++)</p><p>　　WriteData(table_1[i-1]) ; </p><p>　　WriteCommand(0x88);

92、 </p><p>　　for (i=1;i<=15;i++)</p><p>　　WriteData(table_c[i-1]) ; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　3.3.3ISO14443標準協(xié)議程序設計</p><p>　　該程序設計的源代碼是

93、放在文件ISO14443A.C中的，因為整個系統(tǒng)的測試都是基于該標準下選擇的TYPE A類型卡進行的，所以在讀寫器默認狀態(tài)下就設置的是該標準。而且改程序中的軟件設計主要是針對測試軟件進行編寫的，里面的程序大部分都是為了實現(xiàn)測試軟件的基本功能的。包括讀寫器尋卡，防沖撞，選卡，數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)基本功能，休眠狀態(tài)等。</p><p><b>　　主要功能函數(shù)有：</b></p><

94、;p>　　尋卡：用char PcdRequest(unsigned char req_code,unsigned char *pTagType)來表示的，req_code表示尋卡方式，pTagType表示卡片類型的代碼；</p><p>　　防沖撞：用char PcdAnticoll(unsigned char *pSnr)表示，其中輸入為g_cSNR，表示存放序列號的內存單元的首地址；</p>

95、<p>　　選卡：用PcdSelect(unsigned char *pSnr,unsigned char *pSize)表示，其中輸入為g_cSNR，表示序列號。</p><p>　　卡密鑰格式轉換：用ChangeCodeKey（）表示；</p><p>　　部分代碼如下：（尋卡功能）</p><p>　　char PcdRequest(unsign

96、ed char req_code,unsigned char *pTagType)</p><p>　　{ //其中req_code 指尋卡方式；*pTagType指卡片類型；</p><p>　　char status; </p><p>　　struct TranSciveBuffer MfComData;</p><p>　　str

97、uct TranSciveBuffer *pi;</p><p>　　pi = &MfComData;</p><p>　　WriteRawRC(RegChannelRedundancy,0x03);</p><p>　　ClearBitMask(RegControl,0x08);</p><p>　　WriteRawRC(RegBi

98、tFraming,0x07);</p><p>　　SetBitMask(RegTxControl,0x03);</p><p>　　PcdSetTmo(4);</p><p>　　MfComData.MfCommand = PCD_TRANSCEIVE;</p><p>　　MfComData.MfLength = 1;</p>

99、;<p>　　MfComData.MfData[0] = req_code;</p><p>　　status = PcdComTransceive(pi);</p><p>　　if (!status)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if (MfComData.MfL

100、ength != 0x10)</p><p>　　{ status = MI_BITCOUNTERR; }</p><p><b>　　}</b></p><p>　　*pTagType = MfComData.MfData[0];</p><p>　　*(pTagType+1) = MfComData.

101、MfData[1];</p><p>　　return status;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4系統(tǒng)測試</b></p><p>　　在整個系統(tǒng)初步設計完成后，需要對系統(tǒng)進行調試。由于在初步設計的過程中，有很多因素沒有考慮到，整個系統(tǒng)會有非常多的BUG，

102、所以在系統(tǒng)設計完畢后必須對整個系統(tǒng)進行調試。整個調試過程主要是這樣的：連接硬件設備在PC機上，將測試卡不斷地放進讀寫器的工作范圍內，觀察顯示屏上的效果，能否正確顯示鉆具卡的名稱和序列號，其次是觀察與上位機的連接功能是否存在錯誤。如果還經常存在錯誤，達不到預想要的效果，就必須對程序進行修改，利用Keil編程軟件生成HEX文件，然后通過STC_ISP_V488軟件將HEX文件燒寫到硬件設備中，再重新進行調試。在系統(tǒng)調試過程中主要測試的有以下

103、幾個方面：</p><p>　　LCD顯示屏的顯示情況：當測試卡進入到讀寫器的工作范圍內時，顯示屏上的顯示是否正確；</p><p>　　蜂鳴器的發(fā)聲情況：當硬件設備連接電源后，打開開關，蜂鳴器只發(fā)出一聲“嘀”的聲音，顯示屏正常顯示歡迎界面；當測試卡進入到讀寫器的工作范圍內時，蜂鳴器同樣發(fā)出一聲“嘀”，代表讀卡成功；運行PC機上的上位機測試軟件的時候，蜂鳴器能夠一直發(fā)出“嘀”的聲音，直到有

104、測試卡進入到讀寫器的工作范圍內或者上位機初始化成功后，聲音消失；</p><p>　　硬件設備連接上位機，測試上位機的基本功能能否實現(xiàn)：由于本次課題設計的讀寫器設計基本上是根據(jù)上位機來進行編寫的，所以整個系統(tǒng)在很大程度上都要滿足上位機的基本功能。部分功能測試如下：</p><p>　　上位機功能測試一：初始化成功</p><p>　　圖 4.1 上位機初始化<

105、/p><p>　　上位機功能測試二：菜單選卡</p><p>　　圖 4.2 界面選卡操作</p><p>　　上位機功能測試三：端口和波特率</p><p>　　圖 4.3 界面端口和波特率設置</p><p>　　上位機功能測試四：尋卡操作</p><p>　　圖 4.4 界面尋卡顯示序列號&l

106、t;/p><p>　　圖 4.5 尋卡操作呼叫成功</p><p>　　上位機功能測試五：讀卡</p><p>　　圖 4.6 讀卡顯示</p><p>　　圖 4.7 讀卡操作呼叫成功</p><p>　　系統(tǒng)的讀和寫模塊的工作情況；</p><p>　　本次系統(tǒng)設計調試過程主要出現(xiàn)的問題：<

107、;/p><p>　?。?） 當讀寫器讀取測試卡信息的時候，顯示屏上不顯示鉆具卡的ID信息，即LCD顯示屏上只顯示鉆具卡的名稱，下面是空白的；或者顯示鉆具卡的ID信息全部是零，經過多次測試顯示，是由于測試卡進入到讀寫器的工作范圍速度太快和進入頻率太多，導致讀寫器不能正常讀卡，使前一次讀卡信息與后一次讀卡信息沖撞，導致信息流失或者變化。</p><p>　?。?） 由于帶顯示屏的軟件程序設計和不帶

108、顯示屏的軟件程序設計是不一樣的，其中不帶顯示屏的讀寫器采用的是被動尋卡的，而帶顯示屏的讀寫器采用的是主動尋卡的，所以當整個系統(tǒng)帶有顯示屏的時候，應用測試軟件上只能夠初始化連接成功，很多功能不能夠實現(xiàn)。</p><p><b>　　5結論</b></p><p>　　本次課題設計從總體上來說是非常成功的，論文撰寫的知識也是相當?shù)呢S富的，本文不僅介紹了本次設計所用的到芯片

109、的知識的介紹，還講述了整個系統(tǒng)的總體結構和工作原理。論文的重點非常突出，從整體上來看，論文的重點在于詳細設計；而從詳細設計中來看，重點在于軟件設計，輕重層次分明。論文從開始講述新的鉆具管理模式的出現(xiàn)，到RFID技術和讀寫器選用的RC500芯片知識的介紹，到最后的詳細設計和系統(tǒng)測試，整個文章非常流暢，著重點突出。軟件設計燒寫到硬件設備中，整個系統(tǒng)能夠正常運行起來，當測試卡（S50）進入到讀寫器的工作范圍內時，硬件顯示屏能夠正確顯示鉆具卡的

110、名稱和ID，連接上位機也能夠進行一般的操作。本次課題設計的讀寫器主要是用RC 500芯片制成的，采用的標準協(xié)議是ISO14443A協(xié)議，測試卡使用的是Mifare_One(S50)卡類型。讀寫器中的設計包括有USB接口提供電源和與上位機的通信，LCD顯示，蜂鳴器發(fā)聲等。</p><p>　　在這次的課題設計中，每一步的設計都會有非常多的因素，可以有很多的參考和選擇，在選擇的過程中都必須謹慎，因為每一個細節(jié)都可能帶

111、來意想不到的后果。而且每次出現(xiàn)問題，都會花大量的時間去思考，解決不了的問題又要花時間去查資料，問導師和同學。經過最后的不懈奮斗，本次系統(tǒng)終于初步完成，并且通過事實的證明，能夠達到設計要求的基本要求。雖然這次設計在總體來說是成功的，但是由于時間和自己知識的有限，還有許多地方時不足的，是可以有所提高的。主要包括以下幾個方面：</p><p>　　（1）就測試使用的上位機而言，本文并沒有介紹該軟件的程序設計。在RFID

112、系統(tǒng)中，上位機作為應用系統(tǒng)，有著非常重要的作用。一般的上位機設計主要包括數(shù)據(jù)庫的操作，與讀寫器的通信，以及上位機的界面的操作。</p><p>　?。?）在大多數(shù)的射頻識別系統(tǒng)中，上位機與讀寫器的通信通常采用的是RS232串口進行通信，而本次設計使用的是將USB接口與CH341芯片相結合，組成串口的功能才能進行通信。</p><p>　?。?）由于金錢的花費有限，整個系統(tǒng)的測試卡的類型只有

113、Mifare_One(S50)一種類型，如果有機會能夠顯示更多種卡的測試。</p><p>　?。?）軟件設計的程序可能有點冗余，過多，沒有使用的代碼只是注釋掉了，并沒有刪除，而且有些源代碼的注釋并不完整。</p><p>　　（5）應用測試軟件并沒有采用數(shù)據(jù)庫的方式來保存各種鉆具的信息，而是直接在顯示程序中用字符組來定義的各種鉆具的名稱，因此該系統(tǒng)不能夠定義太多的鉆具，程序代碼也會隨之變