南京理工大学科研训练草拟书&任务书&立项书

南京理工大学

本科生科研训练以及创新实验项目

任

务

书

项目名称:基于有源RFID的近程定位与控制应用:失物找寻与报警

执行成员: XX XX XX

指导老师: XX

1:本项目应达到的目的

通过分为两部分(标签端与控制端)的便携装置,用户将具有存储和指示位置功能的标签端缀在某个物件上,同时携带可以配合多个标签并具有简单的显示指示功能的控制端,以实现该物品的位置监控,即找寻和失窃报警.

2:本项目任务的内容，原始数据、技术指标等方面的定量与定性要求

a.任务内容

应用有源RFID设备采集数据,以及可编程51单片机对数据进行处理并且反馈.

设计并编制计算机接口程序以更改标签端存储的数据.

b.原始数据,技术指标等定量定性要求

设计的标签端与控制端之间的可测控距离极限应不小于10m,日常应用的位置多位人群密集区,需要考虑到这些区域的障碍物以及人体对RFID设备的影响.

在保证正常工作的前提下,装置各部分都应当具有尽量小的体积和质量.同时,为各部分供电的电源应具有尽量长的有效寿命,或易于充电(参见下文:《科研训练项目草拟》“大致结构及制造要求”段).期望的连续工作寿命为至少10小时.

控制端有定性指示距离或模糊指示指定标签端方位功能,并且可以蜂鸣或振动提示. 同一控制端对应的不同标签端应具有互不相同的编号以及一致的口令,便于控制端区分,存储区大小在1kB之内即可.标签端亦应具有短时间较大功率鸣响的功能.

3:项目组任务分解

查阅文献,装置功能预期细化,可行性分析以及改进(全体)

模拟部分电路设计与测试

(XX XX) 运算单元编程与仿真测试以及改进

(XX XX)

标签端PC接口Windows程序

编写,测试以及改进

(XX XX)

整体实体测试(全体)

电路布局改进(减小体积) 实地测试与最终改进(全体)

产品包装,外壳制作(XX) 总结和材料整理(全体)

4:主要参考文献

[1] 周晓光, 王晓华, 王伟编著:射频识别(RFID) 系统设计、仿真与应用; 人民邮电出版社2008

[2] 周晓光, 王晓华编著:射频识别(RFID) 技术原理与应用实例; 人民邮电出版社2006

[3] NTT COMWARE株式会社研究开发部著:RFID的现状和发展趋势; 人民邮电出版社2007

[4] (德) Klaus Finkenzeller著:射频识别技术; 电子工业出版社2006

[5] 陈海宴编著:51单片机原理及应用-基于Keil C与Proteus ; 北京航空航天大学出版社2010

[6] 欧阳文编著:ATMEL 89系列单片机的原理与开发实践; 中国电力出版社2007

[7] 王守中编著:51单片机开发入门与典型实例; 人民邮电出版社2007

5:项目进度计划与实施地点

如下.

四区块分别表示整体设计,功能完善,实用性完善,产品成型.

2012年八月查阅文献,装置功能预期细化,可行性分析以及改进

2012年九月至

2013年五月

实体RFID功能测试运算单元(ATMEL

89S51)编程,Proteus

仿真测试以及改进

标签端PC接口

Windows程序编写,

测试以及改进电路分析设计和SPICE类软件

电路仿真模拟

A/D转换器和实体电路组装测

试以及改进

运算单元接入实体电路,测试以及改进

2013年七月至十二月电路布局改进(减小体积) 实地测试(家中,办公室,商场,地铁站等地)与最终改进2014年三月产品包装,外壳制作总结和材料整理

6:成果名称与提交形式

a.成果名称

基于有源RFID的物品找寻与失窃报警装置

b.提交形式

项目的最终成果是系列的便携设备实物以及相关软件:控制端,一个;标签端,多个;标签编辑软件,一份拷贝.

以及:说明材料(含图片);测试数据;总结报告.

科研训练项目申报

——利用RFID技术的物品失窃报警和找寻装置

XX XX XX

●项目简介

RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别)技术近年已经得到长足的发展和广泛的应用,尤其是在商品管理与货物追踪等方面;但是仅仅把RFID作为商品或物流管理的手段过于狭隘.RFID完全可以满足日常生活中的需求. 日常生活当中,一些体积小而常用的物品(比如钥匙,钱包等)十分容易丢失,失窃或者放在家中某个角落而难以找寻,这些情况必然让所有者遭遇损失或者浪费大量时间.我们的科研训练小组着眼于RFID的日常生活应用,提出了利用RFID技术的物品失窃报警和找寻装置的设计.

该项目的目标即开发一种便于携带的,分为两部分的装置,其中控制端(含有RFID阅读器,具有简单的提示,指示与设置功能)由用户携带或佩戴,标签端(内含有源式RFID标签)缀于物品上.最终成品应由一个控制端对应多个标签端,这也是项目的难点之一.该装置应具有下列工作方式或基本功能:

0.休眠模式(不工作模式)

此模式下两个终端不会对收到的讯号作出响应.

1.主动模式(找寻模式)

此模式下,控制端指定一个标签后,该标签端若接收到控制端发射的讯号,标签端用蜂鸣或振动进行提示,以指示标签及其连缀物品的位置,便于找寻.

2.被动模式(防盗模式)

此模式下,控制端预设安全距离(S)与报警距离(A),并且可以指定数个标签.利用RFID的测距功能,可以获知某个被指定的标签端与控制端的距离(D).若D小于S,认为标签端正由用户携带;若D介于S与A 之间,认为用户知晓标签端的去向;若D大于A,认为标签端以及携带物品被盗,即进行报警.

●申请理由

出于对无线电应用,信号处理和单片机应用的浓厚兴趣以及对与实用结合的学习态度,本小组提出并且申请了这个科研训练项目.本科研训练项目的核心技术,即RFID技术近年来得到了迅速发展,是本专业方向之一的物联网技术之中的重要实用技术之一,但是在日常应用中的无源标签RFID技术尚未得到广泛的应用.我们希望通过科研训练的机会,更多地了解和理解这一技术;结合实践应用自己的专业课程知识;亲身参与产品的设计与制造过程,增加经验;同时,能涉足一个较为新兴的领域也是对我们探索欲的满足和自信心的鼓舞.

●执行环节

1.对RFID失窃报警和找寻装置(下简称“装置”)进行功能预期与改进:设想装置应有的功能,通过与指导老师的交流以及查询资料验证其可行性,并修改完善对功能的预期.

2.装置电路设计,运算单元编程以及仿真测试: 根据功能预期选择装置实现测距或者定位等功能所需的单片机核心以及RFID模块,根据其型号进行各个模块的组合,进行电路设计;同时利用相关软件进行单片机编程并且根据设计的电路和各个器件的参数进行仿真试验,进而优化其性能与功能.

3.进行实体实验与完善:购买预期的电子器件(如单片机芯片和RFID芯片),按照预设的电路组装,同时写入单片机程序,进行真实环境下的实验,获取设备参数;之后根据实验反馈对电路或者程序进行调整修正或改进,以达到更佳使用效果.

4.制作最终成品:调试妥当之后按照实用适用的原则组装并加装恰当的外壳,制作出最终的产品.

●进度安排