基于RFID的智能水卡计费系统的设计与开发.docx

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1、实践教学XXXXXXXX 大学XXXXXXXXX 学院XXXX年X季学期RFID技术课程设计题目：基于RFID的智能水卡计费系统专业班级： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX姓名：XXXXXX学号：XXXXXXXXXX指导教师：XXXXXXXX成 绩:客户反馈及时反馈就好啦就很烦了摘要1前言2一案例描述3二RFID技术简介52.1 RFID 定义52.2 RFID的发展历史62.3 RFID系统的组成72.4 RFID技术的基本工作原理82.5 RFID的电子标签及应用102.6 RFID相关协议标准122.7 RS - RFID - RP实验平台系统概述143 . 1系统硬件介绍14

2、4 .2系统软件介绍15四需求分析171 .1设计模块的选择172 .2开发语言的选择184 . 3存储系统设计19五整体设计215 . 1硬件系统216 .2软件系统227 .3数据存储248 . 4 PC 端的开发249 . 5系统操作流程26六总结28致谢29参考文献30本设计在OURS - RFID - RP实验平台的基础之上，利用无线射频识别技术RF1D,在OURS - RFID - RP实验平台的HF读写器模块、0MAP3530嵌入式网关模块的工作原理之上，利用串口连接在PC机，实现PC端或网关端对IS015693卡的读写，了解射频识别中高频的工作原理，基于这个原理，实现一个智能化

3、的水卡计费系统。将每一个阅读器所能识别的所有电子标签，建立在数据库中，保存在PC端。在系统处于工作状态时，阅读器一直处于读卡状态，寻找合适的电子标签。当有合适的电子标签，靠近读写器时，读写器识别电子标签，读出电子标签的信息，当满足要求时（余额大于零），将开关命令传给单片机430F2370,控制继电器打开开关，开始打水，同时，阅读器根据时间，修改电子标签的余额信息。电子标签离开读写器时，关闭继电器，阅读器又处于待机状态。关键词:RFID、电子标签、智能水卡、高频解放东路课时费老师打款回复了前言近年来，计算机、通信以及网络技术蓬勃发展，我们进入了信息化的时代，因此也对计算机通信技术的有了更进一步的

4、要求，其中无线射频识别技术要求我们对其有熟练的应用能力。无线射频识别即RFTD (Radio Frequency TDentification)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。RFID射频识别是一种世界上较为领先的技术：第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。数年前，RFID应

5、用基本上都是低频(LF)和高频(HF)的被动式RFID技术。LF和HF系统都具有优先的数据传输速度和有效距离。因此，有效距离限制了可部署性。数据传输速度则限制了其可伸缩性。因此，90年代后期，开始出现超高频(UHF)的主动式标签技术，提供更远的传输距离，更快的传输速度。基于此,重载的企业应用才开始使用这种技术，比如供应链管理中的托盘和包装跟踪、存货和仓库管理、集装箱管理、物流管理等等。并且逐渐试图成为合成的企业应用(包括ERP、SCM、CRM、EAM、用B等等)的数据和语义基础。利用无线射频技术RFID,实现智能化的水卡计费管理系统，代替了以前水票、现金，管理难、效率低、速度慢的缺点，实现了无

6、人化的自动化管理，提高了打水的效率，节约了人们的时间。在实际应用中有着重大的意义，节约了水资源，并且智能统一化的管理，减少了人力资源，体现了当今科技发展的必然趋势。本设计中基于无线射频识别技术RF1D实现打水计费的智能化管理，系统具有实用性、先进性、可靠性、可伸缩性、可管理性等特性。1）实用性：我们的生活中，离不开水，为了节约水资源，实现智能化的理，减轻人们的负担，节约时间，便于管理，开发了智能化的水卡管理系统。该系统在实际生活中有着重大的意义，在学校，公司，甚至在个人家庭，也可以应用,实现智能自动计费的目的。2）先进性：该系统克服了以前人工收费的缺点。智能化的管理，节约了人力资源，方便了管理

7、员的管理和用户的操作，用户不需要每天在特定的时间，在一个集中地场合，等待好久打水，只需要，拿着一张小小的卡片，在任何时间,去打水;对管理员来说，也没有必要每天去收费，只需要在特定的时间给卡充值。该设利用先进的无线射频识别技术RFID,具有较强先进性。3）可靠性：该系统应用无线射频识别技术RFID,该技术以是一门成熟的技术，具有较高的安全性和可靠性。他通过数据库安全，保护数据的完整性约束,通过射频识别，避免了用户对数据的操作，防止数据的错误，减低了系统出错的概率；并且，通过对电子标签和阅读器的的加锁，实现数据的加密管理，也可以通过数据库的权限管理和视图，提高数据库大量数据的安全性，提高了系统的可

8、靠性。4）可伸缩性：基于RFID的智能化水卡收费系统，支持多种开发环境，可与是C开发，也可以是汇编开发，只要是与数据库和下位机，能连接的软件开发环境，都可也应用与该系统，可以是Visual Basic也可以是Visual C+。本设计中采用Visual C+。5）可管理性：智能化的水卡计费系统，通过用户自动化的管理和操作，不需要太多的人工干预，便于自动化的管理，也便于操作，便捷了用户。对管理员来说，只是管理好数据库中的数据，防止数据的丢失和破坏，而不用去操心，用户的操作，方便了管理。对于用户来说，只是关心自己的消费，自动化的管理,使用户不用担心自己的信息的错误，和计费的失误。这样的，其管理性时

9、不言而喻的。智能水卡计费系统，不仅仅应用与每天开水的供应，其应用在各个领域都有着广泛的应用1）在学校，每天要供应，大量的白开水，而在同一的时间，同一地点，该同学们供应开水，这会导致大都数同学排队等待，并且，供水的地点较远，浪费了学生的大量时间；同时.，这样的管理，其安全性也得不到可靠地保证，也不方便管理，在同一时间里提供大量的热水，这也对供水有着很高的要求，或许会导致，热水供应不足和供应过求的问题；传统水龙头的供应，浪费是显然的，这样对水资源的供应，也是巨大的挑战。而智能化的水卡计费系统，克服了上述缺点，实现了易于管理，节约水资源和人力资源的优点，通过自动的控制，实现安全、环保、智能的管理。2

10、）在个人公共澡堂，大家洗澡时间的不同，但却有着一样的收费，这对用户是不公平的，我们应该根据每一个人所用时间或用水量的不同合理的收费。智能水卡计费系统，就克服了这个缺点，它给每一个人配一张卡片，在这张电子标签中，用户可以先充值再使用，用户也可以，先使用，再根据使用量来缴费；洗澡时.，阅读器通过对电子标签的识别，将命令由单片机处理,控制继电器的开关，开始供应水，并且，阅读器记录读卡的时间，将这个时间通过程序的处理，送到管理员的PC终端，实现不同用户的不同计费，这样就实现自动的管理。智能水卡在生活中有着很大的用处，不仅仅在学校和澡堂，在个人家庭，及火车站等公共场合也可以应用。二RFID技术简介1.1

11、 RFID 定义无线射频识别即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)。L RFID电子标签(Tag,或称射频标签)：由芯片及内置天线组成。芯片内保存有一定格式的电子数据，作为待识别物品的标识性信息，是射频识别系统真正的数据载体。内置天线用于和射频天线间进行通信。2 .阅读器：读取或读/写电子标签信息的设备，主要任务是控制射频模

12、块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。3 .天线：标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。RFID射频识别是英文Radio Freqency Identification的缩写，它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。RF1D技术可识别高速运动物体并可同时识别多个识别卡， 操作快捷方便。RFID射频识别是一种世界上较为领先的技术：第一：可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二：其采用无线电射频，

13、可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三：可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。2.2 RFID的发展历史RFID的出现可追溯至上世纪30年代，当然其基本技术无线电射频技术还可以追溯至1897年Guglielmo Marconi发明无线电的时候。RF1D采用与无线电广播相同的物理原理来发射和接收数据。RFID技术很早就和军事联系在一起。在上世纪30年代，美国陆军和海军都面临着在陆地、海上和空中对目标的识别的问题。1937年，美国海军研究试验室(U. S. Naval Research Laboratory (NRL)开发了敌我识别

14、系统(Identification Friend-or-Foe (IFF) system),来将盟军的飞机和敌方的飞机区别开来。这种技术后来在50年代成为现代空中交通管制的基础，且是早期RFID技术的萌芽，而优先地应用在军事、实验室等。早期系统组件昂贵而庞大，但随着集成电路、可编程存储器、微处理器、以及软件技术和编程语言的发展,创造了 RFID技术推广和部署的基础。60年代后期和70年代早期,有些公司(如Sensormatic和CheckpointSystems)开始推广稍微不那么复杂的RFID系统的商用，主要用于电子物品监控(electronic article urveillance (E

15、AS),即保证仓库、图书馆等等的物品安全和监视。这种早期的商业RFID系统，称为1-bit标签系统，相对容易构建、部署和维护。但是这种1比特系统只能检测被表示的目标是否在场，不能有更大的数据容量，甚至不能区分被标识目标之间的差别。从检测到唯一性识别因此早期的Ibit系统只能作为简单的检测用途。在70年代，制造、运输、仓储等行业都试图研究和开发基于IC的RFID系统的应用。比如、工业自动化、动物识别、车辆跟踪等等。在此期间，基于IC的标签体现出了可读写存储器、更快的速度、更远的距离等优点。但这些早期的系统仍然是专有的设计、没有相关标准、也没有功率和频率的管理。在80年代早期，更加完善的RFID技术和应用出现，比如铁路车辆的识别、农场动物和农产品的跟踪。90年代，道路电子收费系统在大西洋沿岸得到广泛应用，从意大利、法国、西班牙、葡萄牙、挪威，到美国的达拉斯、纽约和新泽西。这些系统提供了更完善的访问控制特征，因为它们