三、基于RFID的嵌入式系统设计与实现
(一)系统功能
本系统的最初设想是实现一个基于RFID的嵌入式系统,根据嵌入式的可裁剪,便携等特点实现一个手持式的,能够有效防碰撞的使若干近距离物体条件下也可以有效识别的RFID系统。
(二)系统应用方向的定位
由于本系统的集成度较高,防碰撞效果较好,所以可应用范围很广,比如图书馆图书管理和借还书本的应用。
本系统可以方便图书馆管理员随时携带来捕捉书上的智能标签的信息,快速搜索图书,将书架上放乱的书管理归类;图书借还部分无需图书管理员介入,读者自行到自助借还书计算机处完成借还书手续。
还有超市物品管理及价格扫描的应用,养殖场动物的管理应用。总而言之,在当前的硬件条件下,在不同的应用领域只需修改上位机上的相关软件便能将本系统有效地应用。当然任何一方面的应用都必须另外去开发相关的软件,本系统只是设计一个应用的总体模型,所以后续的开发还有待进一步的扩充和完善。
(三)系统设计
本系统主要由电源管理单元、单片机AT89C52、射频卡读写模块(主要由MFRC500构成)、无线模块、键盘显示电路及其他外围电路构成。
手持射频卡读写器的工作原理如下:整个手持机由电源管理单元给各个模块提供工作电压,由单片机控制射频卡芯片,并通过天线发射电磁波(区域大小取决于天线的设计质量),当有射频卡(也可以称作电子标签,RFID卡,非接触卡)进入天线发射的有效范围时,射频卡里有一个LC串联谐振电路,它的工作频率与射频卡读写器天线发射的频率相一致,由于电磁波提供的激励能量,使得射频卡里的LC谐振电路产生了感应电势,电压达到一定电压值,就作为卡内其它电路工作的电源,然后射频卡将数据通过内部电路以同样的频率发送回去,读写器通过天线接收到射频卡的信号后,进行解调解码,并根据冲突检测和校验,来判断有效的数据,接着通过单片机的串口发送数据给无线模块SIM900D,SIM900D可使用短信或者TCP/IP数据流两种方式来进行数据的无线传输,由于短信方式比较适合数据量少,单方向的场合,这里为了使该设计具有更广的使用,所以采用TCP/IP数据流的方式,与远程控制数据中心进行数据交互。