CN101251901A - 有源无线射频识别 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有源无线射频识别，即非接触式的自动识别技术，主要用于识别工作且无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。由一个PC机演示软件，一个由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成的Reader，n个由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成Tag，PC机演示软件是指通过计算机的RS232接口与Reader连接，Reader接收所有符合通信协议的Tag的信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线射频识别，即非接触式的自动识别技术，主要用于识别工作且无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。
背景技术
射频识别技术(RFID)已被提出来用于许多应用中，其中，每一RFID标签附连在一项目上，其后，询问或读取以获得有关该项目的信息。例如，PCT出版物Nos.WO00/10144和WO00/10122描述RFID功系统的各种功能和应用，并例举例RFID(无线射频识别)签在图书馆中的应用。美国专利No.5,963,134还描述RFID系统在图书馆和其它应用中的某些使用。本发明涉及有源无线射频识别。
发明内容
设计目的：提计一种通过射频信号自动识别目标对象，并获取相关信息数据的有源无线射频识别。
设计方案：为了实现上述设计目的。1、在结构设计上：有源无线射频识别包含一个PC机演示软件，一个Reader，N个Tag。(1)PC机演示软件：通过计算机的RS232接口与Reader连接，主要完成数据信息的存储、管理和显示功能。能够显示Reader接收到的所有Tag的ID号和其他的数据信息。(2)Reader：是指无线通信模块一直处于接收状态，接收所有符合通信协议的Tag的信息，并进行校验，校验通过的数据通过RS232接口发送到PC机演示软件。(3)Tag：是指附着在目标物体上，定时通过无线通信模块发送自己的ID号和电池电压等数据。2、在功耗设计上：由于本发明所涉的的Reader和Tag均采用MSP430F201X芯片和CC1100芯片，而MSP430F201X芯片和CC1100芯片中MSP430LPM3的功耗0.55uA与CC1100接收的功耗15mA的和为15mA。Tag采用3s发送一次，CC1100无线通信速率采用100kbps，具体分析如附表所示。
最大功耗时电池寿命计算：使用CR2032纽扣锂电池：容量210mAh，使用时间为：210mAh/25.037uA＝8387h＝349天。使用3.6V锂电池：容量1800mAh，使用时间为：1800mAh/25.037uA＝71839h＝2995天。
最小功耗时电池寿命计算：使用CR2032纽扣锂电池：容量210mAh，使用时间为：210mAh/16.94uA＝12396h＝516天。使用3.6V锂电池：容量1800mAh，使用时间为：1800mAh/16.94uA＝106257h＝4427天。
技术方案：有源无线射频识别由一个PC机演示软件，一个由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成的Reader，n个由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成Tag，PC机演示软件是指通过计算机的RS232接口与Reader连接，Reader接收所有符合通信协议的Tag的信息。
本发明的优点在于：一是识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境；二是能耗极小；三是可识别高速运动物体，并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。
附图说明
图1是有源无线射频识别的系统结构示意图。
图2是RS232的结构示意图。
图3是有源无线射频识别的电路原理示意图。
图4是Reader流程图。
图5是Tag流程图。
具体实施方式
实施例1：参照附图1～5及表1～3。有源无线射频识别由一个PC机演示软件，一个由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成的Reader，n个(1，2，3，…)由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成Tag，PC机演示软件是指通过计算机的RS232接口与Reader连接(Reader用RS232转接模块与PC机通信)，Reader接收所有符合通信协议的Tag的信息，PC机演示软件主要完成数据信息的存储、管理和显示Reader接收到的所有Tag的ID号和其他的数据信息。Reader是指无线通信模块一直处于接收状态，接收所有符合通信协议的Tag的信息，并进行校验，校验通过的数据通过RS232接口发送到PC机演示软件。Reader由无线收发模块、天线、控制模块和接口电路组成，是读取标签信息的设备，Reader设备中的MSP430F201X使用了DCO、CPU、VLO、USI、Timer_A等资源；Tag中的MSP430F201X使用了DCO、CPU、VLO、USI、Timer_A及SD16_A/ADC10等资源。Tag是指附着在目标物体上，定时通过无线通信模块发送自己的ID号和电池电压等数据，Tag由无线收发模块、天线、控制模块组成，通过电磁波与阅读器进行数据交换，每个标签在系统内具有唯一的编码。
接口要求：Reader用RS232转接模块来实现与PC机通信。接口定义如图2所示。UTX接RS232转换模块TX，URXRS232转换模块RX，GND接地，VDD接电源。
Reader流程图和Tag流程图，见图4和图5。
内存的分配
Reader：
程序空间：F800-FFF42036byte；堆栈空间：24E-27F 50byte；
变量分配：200-22E 46byte
Tag：
程序空间：F800-FFAC 1964byte
堆栈空间：24E-27F 50byte
变量分配：200-21E 30byte
Reader：
主程序模块
(1)设置系统主频为8M，辅助时钟选用VLO；
(2)CC1100初始化为100kbps通讯速率，433MHZ，FSK；
(3)CC1100进入接收模式；
(4)使能接收中断GDO2；
(5)TimerA模拟串口初始化；
(6)开总中断，并进入睡眠模式；
(7)如果接收数据正确，发送接收到的ID和电压数据给PC机。
P1口接收中断程序 模块
(1)清接收缓存；
(2)读CC1100接收长度和接收缓存；
(3)如果第一个字节接收正确，置标志位，并退出低功耗。
Timer_A中断程序 模块
模拟串口接收和发送数据，每个定时间隔接收或发送一个位。
Tag：
主程序 模块
(1)设置系统主频为8M，辅助时钟选用VLO；
(2)CC1100初始化为100kbps通讯速率，433MHZ，FSK；
(3)CC1100进入睡眠模式；
(4)TimerA设置为时钟源采用ACLK，增计数模式，CCR0赋值为VLO校准后1S定时值，并启动TA计数；
(5)开总中断，并进入睡眠模式；
(6)如果定时发送间隔到，开始调用随机延时函数，延时后，发送自己的ID和电压数据。
(7)如果定时采样电源电压间隔到，开始启动SD16模块测量电源电压。
VLO校准程序 模块
1、VLO作为ACLK时钟源，并在P1.0引脚输出此信号；
2、内部1MHZ的DCO作为Timer_A时钟源；
3、Timer_A CCR0工作于捕获模式，捕获CCIOA(P1.1引脚)信号；
4、P1.1引脚与P1.0引脚连接；
5、捕获值是在一个AClK周期内SMCLK个数。即VLO的时钟周期。
6、所以做一个1秒钟的定时，只需用1/Tvlo就是需要定时的个数。
Timer_A0定时中断程序 模块
累计计数，判断是否定时发送间隔到，到了以后置相应标志位，判断定时采样电源电压间隔到，到了以后置相应标志位。
SD16中断服务程序 模块
测量VCC/2通道，计算VCC值。
Reader：
| 模块编号 | 模块名称 | 模块标识 |
| 1 | 主程序 | void main() |
| 2 | P1口中断服务程序 | void portl_isr() |
| 3 | TimerA模拟软件串口程序 | void Timer_A() |
| 4 | Cc1100初始化设置程序 | void writeRFSettings() |
表1
Tag：
| 模块编号 | 模块名称 | 模块标识 |
| 1 | 主程序 | void main() |
| 2 | TimerA定时中断服务程序 | void Timer_A0() |
| 3 | SD16测电池电压中断服务程序 | void SD16ISR() |
| 4 | 随机数产生程序 | srand() |
| 5 | 延时程序 | Delay_us() |
| 6 | CC1100初始化设置程序 | void writeRFSettings() |
表2
表3
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1. 一种有源无线射频识别，其特征是由一个PC机演示软件，一个由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成的Reader，N个由MSP430F201X芯片和CC1100芯片构成Tag，PC机演示软件是指通过计算机的RS232接口与Reader连接，Reader接收所有符合通信协议的Tag的信息。
2. 根据权利要求1所述的有源无线射频识别，其特征是：PC机演示软件主要完成数据信息的存储、管理和显示Reader接收到的所有Tag的ID号和其他的数据信息。
3. 根据权利要求1所述的有源无线射频识别，其特征是：Reader设备中的MSP430F201X包括DCO、CPU、VLO、USI、Timer_A等资源；Tag中的MSP430F201X包括DCO、CPU、VLO、USI、Timer_A及SD16_A/ADC10等资源。
4. 根据权利要求1所述的有源无线射频识别，其特征是：Reader是指无线通信模块一直处于接收状态，接收所有符合通信协议的Tag的信息，并进行校验，校验通过的数据通过RS232接口发送到PC机演示软件。
5. 根据权利要求1所述的有源无线射频识别，其特征是：Tag是指附着在目标物体上，定时通过无线通信模块发送自己的ID号和电池电压等数据。
6. 根据权利要求1所述的有源无线射频识别，其特征是：Reader由无线收发模块、天线、控制模块和接口电路组成，是读取标签信息的设备。
7. 根据权利要求1或5所述的有源无线射频识别，其特征是：Tag由无线收发模块、天线、控制模块组成，通过电磁波与阅读器进行数据交换，每个标签在系统内具有唯一的编码。
8. 根据权利要求1或6所述的有源无线射频识别，其特征是：Reader用RS232转接模块与PC机通信。
9. 根据权利要求1或3所述的有源无线射频识别，其特征是：Reader流程如下：开始→系统初始化：关看门狗.VLO.DCO设置→CCII00初始化→CCII00切换为接收状态→TimerA模拟串口初始化→进入LPM3，并使能中断；P1口中断服务程序→P1.2中断→CCII00接受数据正确→退出LPM3→接受数据校验正确？接受，到发送接受到的ID号和电池电压到串口，不接受，进入LPM3，并使能中断；不接受数据校验，进入LPM3，并使能中断。
10. 根据权利要求1或5所述的有源无线射频识别，其特征是：Tag流程如下：
开始-系统初始化：关看门狗.VLO.DCO设置→CCII00初始化→CCII00切换为休眠状态→启动Timer_A开始定时时钟源VL0→进入LPM3，并始能中断；
Timer_A中断服务程序→CCR0中断-CCII00发送数据时间间隔到？到了，到退出中断，没有，到设置允许发送数据标志，并退出LPM3→退出中断→到允许发送数据标志位置位？允许，启动SDI6-A电源电压 进入→LPM3，不允许，到LPM3，并始能中断；
SDI6-A中断服务程序→SDI6中断→读取A7通道测量值→计算电源电压值→退出LPM3→退出中断→关SDI6-A模块→产生的机数→延时1的机数(1.2ms)→给发送端传送数据→CCII00发送数据→延时1.2ms→CCII00切换为接受状态→进入LPM3，并始能中断。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100690859A CN101251901A (zh) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | 有源无线射频识别 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100690859A CN101251901A (zh) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | 有源无线射频识别 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101251901A true CN101251901A (zh) | 2008-08-27 |
Family
ID=39955284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007100690859A Pending CN101251901A (zh) | 2007-06-15 | 2007-06-15 | 有源无线射频识别 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101251901A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102509528A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-06-20 | 天津大学 | 基于射频识别技术的电子导航系统 |
| CN103444091A (zh) * | 2010-12-01 | 2013-12-11 | B·H·伯尼特·吴 | 一种具有通信工具的可附接装置支架 |
| WO2016177212A1 (zh) * | 2015-05-04 | 2016-11-10 | 刘洋 | 用于输电网中的电容补偿柜的无线通讯控制系统 |
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2007
- 2007-06-15 CN CNA2007100690859A patent/CN101251901A/zh active Pending
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