基于SI4432的915MHz射频读卡器设计
基于Si4432的温湿度采集电路设计与实现
信息工程学院本科毕业论文（2013届）题目基于Si4432的温湿度采集电路设计与实现系电子工程专业电子信息科学与技术班级09091912学号09919227学生姓名王超超指导教师孔庆鹏完成日期2012年12月诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《高灵敏度授时信号接收系统》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：年月日摘要温湿度的自动测量和显示记录是工厂的一项常规监测项目。
以往的人工采集数据占用人力资源，可靠性低，容易发生差错已经不适应工业化生产的要求了。
一般的温湿度采集系统数据显示单调，缺乏支持各种PLC的通讯端口，而且温湿度采集模块布线繁琐且受原有车间布局的约束。
本文采用目前应用广泛的ARM系列微处理器ATMEGA48作为平台的核心构建系统。
发射板：温湿度采集器以ATMEGA88作为主控制芯片，采用数字温湿度传感器芯片SHTl0采集外界温湿度值。
然后通过无线射频收发器SI4432将数据发送到发射板。
接收板：以ATMEGA88作为主控制芯片使无线射频收发器SI4432所接收到的温湿度的数据显示在LCD1602显示屏上，省去了冗长且铺设不便的通讯电缆。
本项目的硬件设计任务包括：设计目标，主机以及温湿度采集模块的器件选型以及原理图设计，PCB板的设计指示，测试以及调试。
关键词：ATMEGA48；SHT10；SI4432；LCD1602ABSTRACTThe automatic-measure and the records display of temperature and humidity is one of the conventional monitoring projects in the factory. In the past, people collected data themselves. In this way, it needed much human resource with low reliability. Of course error is easy to happen. So this way was not fit to the requirements of industrial production. General temperature and humidity collection system display data monotonous and short of history data. Many of these systems also don’t support the communication with most of PLC. Furthermore, temperature and humidity collection module is difficult to layout as too many lines．It is restricted by the placement of plant also．This paper utilizes ARM micro-processor‘ATMEGA48’as the core ofthe platform to buildup system, which is applied widely at present.Transmitter board: temperature and humidity logger ATMEGA88 as the main control chip, digital temperature and humidity the sensor chip SHTl0 acquisition outside temperature and humidity valued. Then through the radio frequency transceiver SI4432 data will be sent to launch plate. Receiving plate: ATMEGA88 the wireless RF transceiver as the primary control chip SI4432 received by the temperature and humidity data LCD1602 display, eliminating the a lengthy and laying inconvenience communication cable.The hardware design tasks of the project include: design goals, the host, as well as temperature and humidity acquisition module device selection and schematic design, PCB board design instructions, testing, and debugging.Key words：ATMEGA48；SHT10；SI4432；LCD1602目录1 引言 (1)2 概述 (2)2.1 无线温湿度采集概述 (2)2.2 本设计方案思路 (4)2.3 研发方向和技术关键 (4)3 总体设计 (7)3.1电源模块 (7)3.2微控制器系统 (8)3.3无线温湿度检测系统 (8)4 硬件设计 (10)4.1 电源转换 (10)4.2 微控制器系统 (11)4.3 温湿度采集模块 (14)4.4 无线收发模块 (18)5软件设计 (21)5.1 总方案流程 (21)5.2 程序流程图 (21)5.3 模块说明 (22)6 制作与调试 (24)6.1 PCB制作与程序编写 (24)6.2 系统调试 (25)6.3 其他 (27)7结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (29)附录一 (30)附录二 (32)附录三 (34)1 引言温度和湿度与工农业及人民的普通生活有着密切联系。
915MHz_RFID读写器的设计与实现
915MHz_RFID读写器的设计与实现
近年来，射频识别（RFID）技术在物联网、供应链管理、仓储物流等领域得到了广泛的应用。
为了满足不同应用场景的需求，本文设计并实现了一种915MHz_RFID读写器。
首先，我们对915MHz_RFID读写器的硬件进行了设计。
该读写器采用了915MHz的射频模块，以实现对RFID标签的读写功能。
采用高频段的射频模块可以实现较远距离的读取和写入操作。
此外，读写器还配备了一块LCD显示屏，用于显示读取到的标签信息和操作状态。
为了保证读写器的稳定性和可靠性，我们还设计了稳压电源和保护电路。
其次，我们对读写器的软件进行了开发。
读写器的软件主要包括两个部分：上位机软件和嵌入式软件。
上位机软件负责与读写器进行通信，发送读写指令并接收读取到的标签信息。
嵌入式软件负责控制射频模块的工作，实现对标签的读写操作。
为了提高读写器的性能和稳定性，我们采用了多线程技术，使得上位机软件和嵌入式软件可以并行运行。
最后，我们对设计的读写器进行了实验验证。
实验结果表明，该读写器具有较好的性能和稳定性。
它可以在较远距离范围内读取和写入标签信息，并且能够准确地显示读取到的标签信息和操
作状态。
此外，读写器的读写速度较快，能够满足实际应用的需求。
综上所述，本文设计并实现了一种915MHz_RFID读写器。
该读写器具有较好的性能和稳定性，能够满足不同应用场景的需求。
未来，我们将进一步优化读写器的设计，提高其性能和功能，为RFID技术的应用提供更好的支持。
UHF射频读写器的设计--与书本915MHz类似,有软件流程图
UHF 射频读写器的设计杜太行1，王国华1，刘旭2（1.河北工业大学控制科学与工程学院，天津300130；2.北京华海隆科技有限公司北京100085）摘要：为满足市场需求，提高读写器的读写效率，提出了一种超高频读写器的设计方案，介绍了读写器的系统硬件结构，在此基础上阐述了RFID 读写器的软件设计流程以及防冲撞算法的实现。
相对于采用传统随机碰撞算法的读写器，此读写器适用于超高频段，能够在多标签环境下顺利读取标签，防冲撞算法性能具有一定的提高。
关键词：射频身份识别；超高频；读写器；防冲撞中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1674－6236（2011）20-0160-03Design of UHF RFID readerDU Tai -hang 1，WANG Guo -hua 1，LIU Xu 2（1.College of control science and Engineering ，Hebei University of Technology ，Tianjin 300130，China ；2.Beijing Huahailong Science and Technology Co ，LTD ，Beijing 100085，China ）Abstract:To meet the demand of improving the readering and writing effciency of reader ，a kind of reader plan radio frequency identification （RFID ）was proposed.The hardware structure of RFID interrogator was disussed.Finally ，this paper highlights the software design flow of the RFID interrogator and the realization of anti_collision algorithm.The reader was suitable for ultra -high frequency pared with other kind of reader which adopted traditional random anti_collision algorithm ，this reader can smoothly read tags under more than one tags ’cirumstance ，and anti_collision performance has a certain improvement.Key words:radio frequency identification ；ultra -high frequency ；reader ；ultra -high frequency收稿日期：2011-07-03稿件编号：201107011作者简介：杜太行（1963—），男，天津人，博士，教授。
基于AS3992可配置超高频RFID读写器设计
关键词 ： Ａ Ｓ ３ ９ ９ ２ ， Ｆ Ｐ Ｇ Ａ， Ａ Ｃ Ｐ Ｒ， 读 取 速 率 中 图分类 号 Ｔ Ｎ ９ １ ４ ． ４ 文献标 识 码 Ａ 文章 编 号 １ ０ ０ ３ － ６ ５ ６ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － Ｉ Ｘ １ ２ ６ － ０ ５
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ＵＨ Ｆ ＲＦＩ Ｄ Ｒｅ ａ ｄ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｉｇ ｆ ｕｒ ａ ｂｌ ｅ ＡＳ ３ ９ ９ ２
处理单元。测试结果显 示： 在 不同地 区的 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ通信制式 中， Ａ Ｓ ３ ９ ９ ２读 写器的Ｉ 晦近信道功 率抑制 比 Ａ Ｃ Ｐ Ｒ均符合 Ｅ Ｐ Ｃ Ｃ １ Ｇ ２
SI4432数传模块规格书
条件
@20dBm
414.92 433.92 453.92 MHZ
频率范围 （不同规格）
470.92 470.92 849.92 868.92
509.92 888.92
MHZ MHZ
895.92 914.92 934.92 MHZ
调制速率
1.2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9.6
38.4
Kbps
发射功率范围
-1
/
+20
dBm
接收灵敏度
模块内部设有 200 字节的缓冲区，当串口数率小于等于无线传输速率时可保证数据的传 输顺畅，但若串口速率大于无线传输速率时，连续发送数据字节数超过缓冲区大小则可能会 出现数据溢出而导致的数据丢失现象。因此如需连续发送大量数据时，为避免数据丢失或错 误，可在设置参数时使串口传输速率不超过无线传输速率。
七、 典型应用电路
TEL:075536938056 13570812706
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八、 脚位定义
脚位编号 引脚定义
描述
1
VCC 接电源正极（典型值 5V）
2
GND 接电源地
3
TXD 串口通讯数据发射
4
RXD 串口通讯数据接收
5
SET 配置参数使能（低电平使能参数配置，默认高电平输出）
二、 特点
1200 米传输距离@2.4K 速率时 工作频段选择：433 MHz
470/868/915 MHz（可定制） 40 个信道可选 4 字节可配置网络 ID 多种数据传输率可选 GFSK 调制模式
三、 应用
无线遥控遥测 远程抄表 安防系统 工业数据采集 家庭自动化遥测 个人数据记录
基于Si4432的无线射频遥控系统设计
2010年第10期，第43卷 通 信 技 术 Vol.43，No.10,2010 总第226期 Communications Technology No.226,Totally ·应 用·基于Si4432的无线射频遥控系统设计高仁璟， 刘国新， 唐祯安（大连理工大学 电子信息与电气工程学部，辽宁 大连 116023）【摘 要】射频技术在工业现场数据传输中的应用可降低传输成本、提高传输效率。
但工业现场对数据传输的安全性和可靠性要求很高，如何保证射频数据传输的安全和稳定，是射频技术应用于工业现场数据传输的关键。
利用Si4432射频芯片和单片机开发了一种新的无线射频遥控系统。
系统通过终端节点发送控制命令，由主节点实现射频网络的组网和网络管理，由路由节点实现数据的接收和转发。
系统采用载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）协议，避免了因通信冲突引起的信道阻塞和数据丢失；利用调频管理机制，对射频网络频段进行管理。
系统实现了组网和网络维护功能，保证数据的正确传输，提高了系统的可维护性。
该系统可广泛用于冶金、水泥等需对设备进行远距离控制的行业。
【关键词】Si4432; 单片机; 组网; 射频通信【中图分类号】TN91 【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2010)10-0137-03 Design of RF Remote Control System based on Si4432GAO Ren-jing， LIU Guo-xin， TANG Zhen-an（Faculty of Electronic Information and Electrical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian Liaoning 116024, China）【Abstract】The application of RF (Radio Frequency) technology in data transmission for industrial production site could reduce the transmission cost and raise the transmission efficiency. For the high requirement in stability and safety of transmission, how to maintain the safety and stability of data transmission becomes a key to proper application of RF technology. In this paper, a new wireless remote control system is designed and implemented with RFIC Si4432 and MCU as basic components. This system consists of one master node, one terminal node and several routing nodes, and in this system the RF network is constructed and managed by the master node, the data and commands are collected and forwarded to the end node by the routing node, and the commands are sent from the terminal node. The CSMA/CA protocol is employed in the system to avoid the channel blocking and data loss induced by communication conflict, while the frequency modulation to manage the frequency bands of the RF network. The system implements the networking and network maintenance functions, thus to ensure the correct transmission of data and to improve the maintainability of the system. It is of great potential application in metallurgical and cement industries, which require long-distance wireless control of the equipments.【Key words】Si4432; single-chip microcomputer; network construction; radio frequency communication0.0 引言随着半导体技术的发展和各种各样的射频集成芯片的大量涌现，射频技术在现代生产和生活中的应用越来越广泛。
基于Si4220的315、433、868、915无线发射系统设计(郝兴恒 南华大学)
基于Si4220的315/433/868/915MHz无线发射系统的设计1.系统方案设计与论证1.1设计要求设计一个无线收发信通，实现短距离单向数据传输，要求：（1）工作于免许可证的315/433/868/915MHz频段。
（2）低功耗，高灵敏度（高于-100dBm），传输距离不低于50米。
（3）具有FSK调制功能，采用时隙发送，空中速率大于500bps。
（4）可编程控制、设计简单、操作方便、使用灵活性大。
（5）便宜、便携，容易推广。
1.2设计方案与论证对无线系统方案的选择关键是选择合适的发射。
要从琳琅满目的无线产品中选出满足设计要求，并使设计、操作难度，价格等其它各项指标达到最优化。
设计的整体思路是采用模块化设计，分为无线发射模块，控制模块和电源模块三个部分。
设计方案如图（1）所示：图（1）系统设计方案框图1.2.1无线发射模块对照设计要求，首先查找Nordic、Maxic、TI、Silicon Labs等各大公司相关无线收发产品的数据手册，由于设计要求收发分离，单向传输，传输距离和数据率要求不是很高，综合考虑到性能、价格、可操作性等因素，最终选定美国Silicon Labs生产的高性能、低功耗、多通道，具有可选择的微控制器模式和EEPROM模式两种的FSK无线发射芯片Si4220发射模块无线核心。
根据设计要求，本设计采用微控制器模式。
1.2.2控制模块由于该芯片需要对寄存器进行设置来控制芯片的各项性能参数，为了尽量做到匹配，本设计采用Silicon Labs推荐的由其生产的小体积高性能微控制器C8051F311作为无线控制核心。
这样可以减少考虑引脚匹配，时延和速率计算等各个因素，减小硬、软件的设计难度。
同时也能使操作简单，并减小模块体积，增加其便携性。
此方案显然是可行的并且是最佳的。
1.2.3电源模块查找数据手册，Si4220的工作电压范围为2.2V~5.4V，为满足无线发射功率要求，本设计无线供电电压选择为5V。
基于ARM的射频识别读卡器电路设计.
第 8卷第 4期信息与电子工程 Vo1. 8, No. 4 2010年 8月 INFORMATION AND ELECTRONIC ENGINEERING Aug. , 2010 文章编号:1672-2892(201004-0451-04基于 ARM 的射频识别读卡器电路设计江小平,李中捷,余晓峰(中南民族大学电子信息工程学院,湖北武汉 430074摘要 :针对 ISO14443,ISO15693和 Tag -it 等多种协议,提出了一种新型的基于高级 RISC 微处理器 (ARM 的射频识别系列通用射频卡读卡器的电路设计, 并使用加密模块实现了在操作过程中对数据流的加密。
介绍了系统组成、工作原理和工作流程,给出了加密电路和射频网络的详细硬件设计,对该设计结果进行了测试及分析,结果表明该电路能对有效范围内的多种类型的卡准确无误地读写和加密。
关键词 :射频识别;高级 RISC 微处理器;天线设计;多协议中图分类号 :TN911.72 文献标识码 :ACircuit design of RFID card reader based on ARMJIANG Xiao-ping,LI Zhong-jie,YU Xiao-feng(College of Electronics and Information Engineering,South -Central University for Nationalities,Wuhan Hubei 430074,ChinaAbstract:Radio Frequency IDentification(RFID series Radio Frequency(RF card has been appliedwidely because of its stability,reliability and easy operation features. Aiming at multiple protocols,suchas ISO14443 protocol,ISO15693 protocol and Tag-it protocol,this study proposed a new type of circuitdesign based on Advanced RISC Machine(ARM for the RFID series RF card reader. The data streamencryption was implemented by using peripheral device in the operation. The system composition, workingprinciple and work flow were introduced. Then,the detailed circuit design of the RF network andencryption hardware were presented,and the test and analysis for the design were performed. The resultsshowed that the circuit could accurately read, write and encrypt various types of card within effectiverange.Key words:Radio Frequency IDentification; Advanced RISC Machine; antenna design; multi -protocol射频识别 [1](RFID技术相对于传统的磁卡及集成电路卡 (Integrated Circuit Card, IC 技术,具有非接触,阅读速度快,无磨损等优点,在小区商务、门禁管理和公交地铁收费等需要身份识别和电子货币交易的场合中得到了广泛应用,同时对系统稳定性、安全性要求也相当高。
关于Si4432的无线射频收发系统设计说明
关于Si4432的无线射频收发系统设计本文设计了一种基于无线收发芯片Si4432和C8051F930单片机的无线射频收发系统。
该系统由发送模块和接收模块组成。
发送模块主要将要发送的数据经C8051F930处理后，通过Si4432发送出去；在接收模块中，Si4432则将数据正确接收后通过液晶显示出来，从而实现短距离的无线通信。
该系统实现了低功耗、小体积、高灵敏度条件下的高质量无线数据传输。
1 无线收发芯片Si4432Si4432芯片是Silicon Labs公司推出的一款高集成度、低功耗、多频段的EZRadioPRO系列无线收发芯片。
其工作电压为1．9～3．6 V，20引脚QFN封装(4 mm×4 mm)，可工作在315／433／868／915 MHz四个频段；部集成分集式天线、功率放大器、唤醒定时器、数字调制解调器、64字节的发送和接收数据FIFO，以及可配置的GPIO等。
Si4432在使用时所需的外部元件很少，1个30 MHz的晶振、几个电容和电感就可组成一个高可靠性的收发系统，设计简单，且成本低。
Si4432的接收灵敏度达到-117 dB，可提供极佳的链路质量，在扩大传输围的同时将功耗降至最低；最小滤波带宽达8 kHz，具有极佳的频道选择性；在240～960 MHz频段，不加功率放大器时的最大输出功率就可达+20dBm，设计良好时收发距离最远可达2 km。
Si4432可适用于无线数据通信、无线遥控系统、小型无线网络、小型无线数据终端、无线抄表、门禁系统、无线遥感监测、水文气象监控、机器人控制、无线RS485／RS232数据通信等诸多领域。
2 无线射频收发系统设计2．1 系统总体方案无线射频收发系统的结构框图如图1所示，由C8051F930单片机控制Si4432实现无线数据的收发。
发送模块中的C8051F930将数据传送给Si4432进行编码处理，并以特定的格式经天线发送给接收模块。
基于SI4432 的无线收发模块
B、Direct Mode 在直接收发模式下，RF4432 如传统的射频收发器一样工作。 C、PN9 Mode 在这种模式下的 Tx 数据是内部产生使用伪随机（ PN9 序列）位发生器。 这种模式的目的是用作测试模式不断观察调制频谱，而不必负载/提供数据。
5
VCC
6
SDO
7
SDI
8
SCLK
9
nSEL
10
nIRQ
11
SDN
12
GND
13
ANT
接电源地
描述
内部已接模块的发射控制脚
内部已接模块的接收控制脚
直接连芯片的 GPIO2 引脚
接电源正极 3.3V
0～VDD V 数字输出，提供了对内部控制寄存器的串行回读功能
串行数据输入。0～VDD V 数字输入。该引脚为 4 线串行数据串行数 据流总线。 串行时钟输入。0～VDD V 数字输入。该引脚提供了 4 线串行数据时 钟功能。 串行接口选择输入引脚。0～VDD V 数字输入。这个引脚为 4 线串行 数据总线提供选择/使能功能，这个信号也用于表示突发读/写模式。
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三、 应用
遥控器 远程抄表 家庭安防报警及远程无钥匙进入 工业控制 家庭自动化遥测 个人数据记录
玩具控制 传感器网络 轮胎气压监测 健康监测 无线 PC 外围设备 标签读写器
安信可SI4432模块用户手册
安信可SI4432模块用户手册SI4432模块用户手册Ver 1.02016年12月免责申明和公告本文中的信息，包括供参考的URL地址，如有变更，恕不另行通知。
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版本信息目录1.产品概述 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1.安信可SI4432无线模块特性 ............................................................................ 错误!未定义书签。
1.2.应用 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于AS3992的超高频RFID读写器设计
ADS论文：915MHzSAW读卡器射频电路的研究与设计
ADS论文：915MHz SAW读卡器射频电路的研究与设计【中文摘要】射频识别(RFID)技术在现代社会的许多领域得到了迅速的推广和发展,它利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递,实现目标的自动识别。
且能同时识别多个射频标签,识别速度快,使用简单方便。
因而具有很大的潜力和应用前景,将成为未来信息社会建设的一项基础技术。
声表面波无源标签是近年来研究的热点,由于SAW标签内部没有任何电路和电子元件,不存在任何电路效应,所以抗电磁干扰能力强,可靠性高,极为适合在强电场强磁场环境下工作。
也能工作于金属、液体表面,这些都是传统电子标签所不能比的。
而利用声表面波技术实现射频识别称为声表面波射频识别,它是世界上RFID的最新研究热点。
本文对影响读卡器识别性能的各种因素进行了深入的分析,运用ADS仿真软件对SAW读卡器中前端射频电路的进行了系统的设计与仿真,包括一个完整的接收机、发射机和隔离电路系统的设计。
该系统中心频率是915MHz,接收机灵敏度-84dBm,设计识别最大距离达8.49m。
具体工作主要包括以下几点：(1)提出了一种改进的中频接收机方案,克服了单正交零中频接收机的直流漂移和低频噪声的缺点,基于该方案,在ADS环境下建立一个完整的读卡器收发机射频电路模型。
并对其进行了谐波平衡仿真、包络仿真、误码率仿真、增益预算仿真。
(2)低噪声放大器是读卡器射频电路前端的关键部件,本文运用ADS软件仿真设计了一个低噪声放大器,并完成了实物的制作和测试,获得了良好的测试结果。
另外,也仿真设计了一个中心频率是915MHz的巴特沃斯带通滤波器。
(3)利用锁相环技术设计了一个915MHz锁相环本振源。
(4)通过市场调研选定了读卡器中所需要的各种芯片,分析了相关参数和特点。
给出了射频电路的具体实现方案,并给出了有源器件的电路原理图。
本文完成了SAW读卡器射频识别电路的理论设计与仿真,取得了课题的阶段性成果,对下一步实际读卡器的制作具有重要的指导意义,对读卡器芯片的设计也具有重要参考意义。
基于FPGA的915MHz射频读卡器设计
基于FPGA的915MHz射频读卡器设计识别()技术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猎取相关信息。
通常RFID系统主要由应用软件、射频卡以及读卡器三部分构成[1]。
相对于低频段的RFID系统，工作在860 MHz～960 MHz的超高频段(UHF)RFID系统有着读取距离远、阅读速度快等优点，是目前国际上RFID技术进展的热点[2]。
读卡器的设计是RFID系统设计中的关键部分，设计计划有无数种。
[3]具有开发容易、静态可重复编程和动态在线编程的特点，已经成为当今应用最广泛的可编程专用。
目前生产RFID产品的无数公司都用法自己的标准，可供射频卡用法的几种标准有ISO/IEC 11784、ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和ISO/IEC 18000等。
其中应用最多的是ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和ISO/IEC 18000这三个标准[4]。
本文基于ISO/IEC 18000-6 Type B 协议设计了一款工作频率为915 MHz的读卡器。
1 读卡器的硬件设计读卡器的硬件可以分为三大模块：FPGA数字信号处理模块、及人机接口模块和射频收发模块，其结构框图1所示。
FPGA数字信号处理模块用来实现ISO/IEC 18000-6 Type B 协议中规定的基带数据编解码，MCU及人机接口模块用来实现命令的跳转控制和返回数据的显示等一些操作接口，射频收发模块用来处理前端的超高频信号。
1.1 FPGA数字信号处理模块FPGA数字信号处理模块包含时钟分频模块、FIFO、曼彻斯特、CRC生成校验、FM0、串并变换及对应的帧发送接收控制器，其结构框图2所示。
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915MHz读写器的射频前端电路研究与设计的开题报告
915MHz读写器的射频前端电路研究与设计的开题报告一、研究背景及意义随着物联网技术的发展和普及，RFID技术受到了越来越广泛的关注和应用。
915MHz 是RFID技术中使用频率较高的一种，应用于门禁、智能交通、智能家居、物流管理等领域。
而RFID读写器作为其中的核心部件，其性能对整个系统的稳定运行和可靠性有着至关重要的作用。
因此，对915MHz读写器的射频前端电路进行深入研究和设计，对提高读写器性能具有重要的意义。
二、研究内容及方向本研究的目标是设计一套性能稳定、接口友好、成本低廉的915MHz读写器射频前端电路。
具体研究内容包括：1. 915MHz天线设计与优化根据读写器的应用场景和工作要求，设计一款符合915MHz频率的天线，并通过优化天线结构及参数，实现较高的增益和较低的阻抗匹配误差。
2. 射频前端信号采集与处理通过对读写器收发信号进行采集和处理，实现信号的增强和噪声的抑制，提高读写器性能。
3. 915MHz功率放大器设计与优化设计一款高效稳定的915MHz功率放大器模块，实现读写器的发射功能，并通过合理的功率控制方案实现功率的调节。
4. 915MHz低噪声放大器设计与优化设计一款低噪声、稳定性好的915MHz低噪声放大器，实现对读写器收发信号的放大和增强，提高读写器的接收灵敏度和抗干扰能力。
三、研究方法本研究将采用以下方法：1. 理论研究法：通过对基础理论的学习和掌握，了解915MHz读写器射频前端电路的结构和工作原理，并查找和阅读相关文献，进行深入的理论研究。
2. 仿真分析法：通过使用仿真软件，对天线、功率放大器、低噪声放大器等关键模块进行仿真分析，优化设计方案。
3. 实验验证法：通过实验室实验，对所设计的915MHz读写器射频前端电路进行实际测试和验证，得到性能数据和参数，对设计方案进行评估修正。
四、预期成果本研究的预期成果包括：1. 一套性能稳定、接口友好、成本低廉的915MHz读写器射频前端电路设计方案；2. 利用仿真软件验证和优化后的天线、功率放大器、低噪声放大器等关键模块设计方案；3. 实验室测试结果和性能参数数据；4. 科研论文和研究报告。
SLE4442卡硬件设计与制作报告
SLE4442卡硬件设计与制作报告摘要：本文详细介绍了一种基于单片机直接读写的IC卡读卡器设计的思路和方法，并给出了相应的程序流程和程序实例。
关键词：SLE4442卡；读卡器引言随着现代生活的发展，IC卡的应用越来越广泛，对IC卡读卡器的需求也趋于多样化。
本文以SIEMENS SLE4442卡为例介绍了一种基于单片机（89C51）直接读写接触式IC卡的简易读卡器，它可以嵌入到电业管理或燃气收费等系统中，也可以作为一个独立读卡器对IC 卡进行操作，配合不同的软件可以应用的不同的行业。
读卡器硬件电路设计SLE4442卡简介安全SLE4442卡内部有一个256 8bit EEPROM，不可逆的4个写保护字节，具备密码保护功能，可以随时读取主存储器内容；在校验成功后，可读保护存储器、读写存储器和写主存储器。
SLE4442有一个密码逻辑，用以控制对存储器的读写。
为此，SLE4442包含一个4字节加密存储区，该存储区有一个错误计数器EC （0-2位）和三个字节的参考数据，这三个字节作为一个整体，称为可编程密码（PSV）。
整个数据区除了参考数据，其它的数据都能被读取，在校验数据与内部参考数据比较正确后才能进行读写操作，连续三次比较错误后，错位计数器将阻止任何比较尝试，从而也消除了任何擦写操作。
系统总体框图及设计思路利用AT89C51的P1端口直接对IC卡的时钟、复位、数据端口进行操作，AT89C51的串口和主控机通信。
系统采用智能式工作方式，通过主控机交互的人机界面命令单片机对IC卡进行不同的读写操作。
由于接触式IC卡采用的是两线连接协议，硬件连接简单。
如果要设计一个可同时读写不同IC卡的读卡器，可通过单片机的P1口串接两路4053，经过译码，配合不同的单片机软件就可适用于各种各样的接触式IC卡。
系统总框图读卡器单片机软件设计为使汇编语言程序易读易维护，采用模块化设计、多次调用子程序方式。
图1 硬件连接示意图Buzz1R71kQ28550C9104X122.1184MC222pFK1P 1.51P 1.62P 1.73R E S 4P 3.0/R X D 5P 4.3/I N T 26P 3.1/T X D 7P 3.2/I N T 08P 3.3/I N T 19P 3.4/T 010P 3.5/T 111P3.612P3.713XTAL214XTAL115GND 16P4.017P2.018P2.119P2.220P2.321P2.422P 2.523P 2.624P 2.725P 4.426A L E 27P 4.128P 4.029P 0.730P 0.631P 0.532P 0.433P0.334P0.235P0.136P0.037VCC 38P4.239P1.040P1.141P1.242P1.343P1.444U1STC89C52RCXTAL2XTAL1R110kC110uVSLE5.0VU1_RSTC322pFXTAL1XTAL2U 1_R S T D2LEDR91kVSLE5.0VD1LEDR81kVSLE5.0V U 1_L e dU2_RXD U2_TXD C1+1C1-3C2+4C2-5V+2V-6T1IN 11T2IN 10R1OUT12R2OUT 9T1OUT 14T2OUT 7R1IN13R2IN 8VCC16GND 15U2MAX232C4104VSLE5.0V C5104C6104C7104U 1_R X DU 1_T X D U2_RXD U2_TXDU1_TXD U1_RXDU 1_B u z zU1_BuzzVSLE5.0VR6 1.2KR210KR310K R410K R510KVCC 1SW19GND5SW210I/07CLK 3RST2NC 4NC 6NC 8S1SMARTADPVSLE5.0VVSLE5.0V U1_C_P ower U1_C_Swi tch U1_C_RST U1_C_CLK U1_C_I/O U1_C_P owerU1_C_RSTU1_C_CLK U1_C_I/O C8220uQ18550U 1_L e d GND VSLE5.0VU1_C_Swi tchVSLE5.0VVCC 1D-2D+3GND4JP1VSLE5.0VVSLE5.0V 图1硬件需求分析本设计硬件需求分析着眼于插卡/拔卡自动检测功能、上电/下点控制功能、与卡的数据交换功能、与PC 等其它设备的数据交互功能和其它特定功能五部分组成。
射频识别卡阅读器
机
器
天
天
线 时序 线
能量
电 子 标 签
图2-1 射频识别系统的基本模型
2.读写器的设计 基于AT89S51和MF RC500的RFID读写器结构框图
晶体 振荡器
看门狗
按键
AD [7...0]
AT89S51
NWR、NRD、NCS、ALE
IRO
RESET
MF RC500
天 线
MAX232
晶体振荡器
3. MIFARE 卡与读写器的数据通信流程
开始
请求应答
防冲突机制
选择卡 N
是否选中
Y
三次相互认证
N
是否合法
Y
读 写 加 减 恢复
传送
停止
• 研究方法
此课题的研究主要采用分析研究，行动研 究，以及评价研究等方法。
关于课题的研究主要以protel软件作为硬件 设计平台，以keil软件作为软件开发平台， 完成其设计；咨询辅导老师，指导其研究 重点；反复修改，以达到最好的成果。
应 用
射射射射
频频频频
系技技电
统术术子
的概标标
基述准签
本
介介
结
绍绍
构
读读读 写写写 器器器 的的的 概方方 述 案案
设选 计定
射芯硬系
频片件统
读介电软
写绍路件
器
设概
的
计述
总
体
构
思
• 主要内容
1.RFID系统的组成
一般来说，射频识别系统包含射频标签， 读写器和数据管理系统三部分。
数据
单
读
片 接口 写
• 总结与展望
在课题研究期间所取得阶段性成果主要有以下几 个方面：
基于USB接口射频卡读卡器的设计与实现
基于USB接口射频卡读卡器的设计与实现贾锋【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2011(030)024【摘要】本文介绍了基于USB接口的射频卡读卡器的设计与实现.该读卡器利用恩智浦半导体(NXP)公司的MFRC531芯片作为射频芯片,以STC89C52单片机作为主控芯片,并利用CH372芯片扩展了USB接口,实现了利用USB协议中标准HID 类接口设计出一款低成本通用射频卡读卡器的目的.%This paper introduces the design and implemention of USB-base Radio-Frequency card reader. The reader uses MFRC531 of NXP Semiconductors (NXP) as RF chip, uses STC89C52 MCU as the master chip, and uses CH372 to expand a high-speed USB interface. Finally, the reader employs USB HID class to design a Low-cost Radio Frequency Card reader.【总页数】2页(P164-165)【作者】贾锋【作者单位】西南医院,重庆400038【正文语种】中文【中图分类】TP391.4【相关文献】1.基于嵌入式以太网的射频卡读卡器的设计 [J], 沈安东;於晓明2.基于单片机的射频卡读卡器设计 [J], 何惜琴;许艳华3.基于USB接口ID读卡器的设计 [J], 谢方乐;张红雨;文维4.基于单片机的射频卡读卡器设计 [J], 张大为;王珺;刘迪5.基于FM1702SL的USB接口的RFID读卡器的设计 [J], 刘天成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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模块 、 口通 信模 块 、 示模块 和天线模块组 成。读卡 器辐射 串 警
的 高频 载 波 使 进 入 天 线 市 场 范 围 内 的 电子 标 签 从 辐 射 的 能 量
《 装备制造技术｝００年第 ６ ２１ 期
基 于 ＳＩ４ ２的 ９ ＭＨ ４３ １ ５ ｚ射 频 读 卡 器 设 计
姜
（ 广西大学
摘
龙 ， 国进 ， 李 陈润 设
电气 与工程学 院， 广西 南 宁 ５ ０ ０ ） ３ ０ ４
要 ： Ｆｅｃｌ公 司的 单片机 ＭＣ９ １ ＸＳ２ 用 ｒｅａ ｅ Ｓ ２ １８为控制核 心 ， Ｓｉｏ Ｌ ｂ 公 司的 Ｓ４ ３ 以 ｉｃｎ ａ ｓ ｌ Ｉ４ ２芯 片设计制 作模 块做 射 频收发 器 ， 并给 出
ＭＣ Ｕ模块选 用 Ｆｅｃｌ 公 司的单片 机 ＭＣ Ｓ ２Ｘ １８ 单 ｒｅａ ｅ ９ １ ２ ， Ｓ 片机 具有 ６ ４—２ ６ Ｂ嵌入 式 闪存 ， ５ｋ 带纠 错码 （ Ｃ 功能 ， Ｅ Ｃ） ４ １ｋ ２ Ｂ的 Ｒ Ｍ， 达 ４～８ Ｂ的 ｄｔ ｆ ｓ ， 子上 集成 了 Ｅ Ｃ Ａ 高 ｋ ａ － ａｈ 片 ａｌ Ｃ
遥测 、 门禁 系统 、 身份 识别 、 非接 触 Ｒ Ｆ智 能 卡 、 线 ４ ５２ ２ 无 ８ ／３ 数 据通信 、 全防火等领域 。 安
高频功率放 大器 、低 噪声放大器 、 Ｑ转换 混频器 、基 带滤波 Ｕ
器、 放大器 等所需要 去 Ｒ Ｆ功能模 块 ， 外部 仅仅需要 一块 晶振
模 块 、一 个 穿 行 外 设 接 口 Ｓ Ｉ 块 、 外 部 事 件 触 发 中断 输 Ｐ模 ４路 入 端 口等 外 围 接 口 ， 得 电 路 设 计 简 单 、 干 扰 能 力 强 。通 过 使 抗
讯等技术 的发展 ， 射频 识别技术进 入到商业应 用领域 ， 开始 从 原来 的低频 （２ ｋ ｚ 、高频 （ ３５ Ｍ ）向超高频 （６ １５Ｈ ） １ ． Ｈｚ ６ ８ ０～
和几个退偶 电容 即可工 作 。其 内部集成 的全数字数据 处理器 极 大地减少 了 ＭＣ Ｕ的负担 。集成 的数 字滤波 、 ＩＯ和 Ｔ ＦＦ Ｘ数 据 寄存 器 、 支持低 功耗 工作 的唤醒定 时器等 ， 减少 了设计 的难
度， 同时 也 使 设 计 的成 本 大 大 降 低 。
１ 系统 的 整体 设 计框 架
Ｓ Ｉ 块配置 Ｓ４ ３ Ｐ模 Ｉ４ ２寄存器 ，并 完成数 据通讯 ，设计 方便灵
活公交一 卡通和第二代 居民身份证 等重 大 项 目中。但 在超高频 和微波领 域 ， 我国起步 比较 晚 ， 术和 相 技 应 的产 品仍 比较 缺乏。在 此背景下 ， 本文对 ９ ５ ｚ １ ＭＨ 射频读 卡
口。中断使 能 以后 ， 每当有数据包发送 或接收 、 上电复位 、 或者 检 测到 同步字 前导 码等情 况时 ， Ｑ管 脚将 会被 拉低 。告 知 Ｉ Ｒ ＭＣ Ｓ ２×Ｓ ２ ９１ １ ８有 中断 产 生 ，要 求 单 片 机 处 理 中 断 程 序 。 Ｓ４ ３ Ｉ４ ２的 Ｓ Ｎ管脚 则是决定芯 片工作 与否的关键 。当该管脚 Ｄ
ＲＩ ＦＤ技 术 的应用 ， 以追溯 到二战时期 。但 由于技术 和 可
成 本 的原 因 ， 直 没 有 得 到 很 广 泛 的 应 用 。 近 年 来 ， 频 识 别 一 射 技 术 得 到 了突 飞猛 进 的发 展 。随 着 大 规 模 集 成 电 路 和 网 络 通
２ ＭＣＵ模块 和 射频 模 块 ＳＩ４ ２简 介 ４３
读 卡 器 的 关键 电 路 设 计 ， 据 ＩＯ１０ ０ Ｔ ｐＢ 标 准 给 出 了 ＲＦＤ 读 写 器 射 频 收 发 的 软 件 设 计 流 程 ， 根 Ｓ ８０－ ｙｅ Ｉ 系统 实现 了 小 体 积 、 功耗 、 低 高
灵敏度 的无线数据传输 。
关键词 ： 频识别 ； 卡器 ； 射 读 电子 标 签 ； Ｉ４ ２ Ｓ４ ３ 中图分类号 ：Ｐ ９ Ｔ ３９ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ — ０ ５ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ６ ０ ７ — ３ ０）
器 的 设 计 做 了 一 些 研 究 。 该 系统 可 以应 用 到 车 辆 监 控 、 控 、 遥
Ｓ４ ３ 是 一款高集 成度单 晶片低功耗 、多频道 的射频收 Ｉ４ ２
发 器 。 在 无 需 申 请 注 册 的 ３ ５ＭＨ 、３ ｚ ８８ＭＨｚ９ ５ １ ｚ４ ３ＭＨ 、６ 、 １ ＭＨ 频 段 设 计 应 用 ， 全 符 合 Ｆ Ｃ 美 国联 邦 通 信 委 员 会 ） ｚ 完 Ｃ （ 和 Ｅ Ｓ（ 洲 标 准 化 委 员 会 ） 证 的 相 关 规 定 。 芯 片 内部 集 成 有 Ｔ Ｉ欧 认
９ ０ ｚ 和 微 波 领 域 发 展 。 由 于 其 独 有 的 优 势 ， ＦＤ 技 术 显 ６ ＭＨ ） ＲＩ 示 了 巨 大 的发 展 潜 力 和 应 用 空 间 ，成 为 了 新 时 期 最 有 发 展 前 途 的信 息 技 术 之 一 。中 国在 低 频 和 高 频 段 ， 经 自主 开 发 出 了 已 ＩＯ１４ ３ ｙｅ Ｔ￣ Ｂ 和 ＩＯ ５ ９ 标 准 的 Ｒ Ｉ 芯 片 ，并 且 Ｓ ４ ４ Ｔ ｐ Ａ、 ）ｅ ｐ Ｓ １６３ ＦＤ
Ｓ４ ３ Ｉ４ ２芯 片的 Ｓ Ｉ 串行数 据输 入 ） Ｓ Ｏ（ 口数据 输 Ｄ（ 和 Ｄ 串
出 ）Ｉ Ｑ（ 断 产 生 ）Ｓ Ｌ 串 行 时 钟 输 入 ） 标 准 的 Ｓ Ｉ ， Ｒ 中 ， Ｃ Ｋ（ 是 Ｐ 接
中获得 工作所需 的电量 ， 活电子标签 。 激 被激活 的电子标 签将 接 收到的信号解 调 、 码 ， 译 然后针对 不 同的命令 控制逻辑 电路 做 出相应 的处理 ， 后提 取 出电子标 签的信 息 ， 编码 、 制 最 经 调