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SRT项目研究论文
基于RFID技术的贵重物品语音防盗系统
电气工程系自动化 职称: 2013年 05 月15日 南京农业大学教务处制
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基于RFID技术的贵重物品防盗系统的研究
摘要：采用“钥匙与锁”的基本模型，通过RFID识别技术，实现了“一物一码”，准确、快速地对贵重物品进行识别与检测，集报警功能于一身，能较好的实现贵重物品防盗的实际要求。
关键词：RFID技术；标签；语音防盗
RFID Technology- based Anti- theft System
WANG Xiong ,FENG Jin-yu, LIU Ruo-yi , CHEN Wen-ming ,GAO Lu-qi
Abstract: Using the basic model of “The key and lock”, RFID high-frequency identification,
the hopping recognition, data retrieval, antenna orientation and impedance matching achieve \matter of a code\identification and detection accurately and rapidly, fast-tracking for items, and alarm. All of this meet the qualification of achieving the anti-theft of valuables. Key words:RFID;tag;anti-theft
近年来贵重物品的失窃问题越发严重，各大高校也频频失窃，由此造成的损失不仅在于物品本身的价值，而且严重影响了人们的生活和工作。单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元，如果一家合法企业的营业额能达到这个数字，就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。而RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。
射频识别即RFID(Radio FrequencyIdentification)技术，是利用射频方式在非接触式射频IC卡和读写器之间进行无线双向通信的一种新的自动识别技术。读卡器通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，实现无接触信息传递，识别工作无须人工干预。与我们目前最常见的条码技术相比，RFID具有很大的优势，如非接触识别、识别距离长、信息存储量大、读取信息快速方便、标签可重复使用以及标签能适应复杂环境等。RFID技术广泛应用于图书馆、门禁系统、食品安全溯源、物流管理和城市一卡通等领域。因此，本文介绍了一个基于RFID技术的贵重物品的防盗系统。此系统可安装到门窗上起到室内贵重物品的防盗作用。
1．RFID系统简介 1.1 RFID系统的组成
最基本的RFID 系统由三部分组成: 中央信息系统、射频识读器( Reader) 和射频标签( Tag ) 。其中中央信息系统存储和处理识读器传送的射频标签的信息; 射频识读器读取( 有时还可以写入) 标签信息的设备; 射频标签由耦合元件及芯片组成, 每个标签具有唯一的电子编码, 附着在物体上标识目标对象。可分为有源(Active)、半无源(Semi一paSSive)和无源(PaSSive)三种。有源标签包含内部电源,能主动向读写器发送射频信号;半无源标签也包含内部电源,但其只给标签内的处理器供电,而不提供发射射频信号所需的能量;无源标签不带电源,其处理器和信号发射及内部处理器运行所需的能量均来自读写器产生电磁场。图1 所示为一个简化了的RFID应用系统组成结构图。
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图1 RFID应用系统的基本组成
1.2 RFID系统的工作原理
RFID 技术的基本工作原理并不复杂: 标签进入磁场后, 接收解读器发出的射频信号, 凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 ( Passive Tag , 无源标签或被动标签) , 或者主动发送某一频率的信号( Act ive T ag , 有源标签或主动标签) ; 识读器读取信息并解码后, 传送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID系统的工作原理如图2所示。
图2 RFID系统的工作原理
2．系统硬件电路设计
本防盗系统主要包括信息采集模块设计、信息处理模块设计以及显示模块设计。系统结 构图如图3所示。
图3 系统总体结构图
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2.1 信息采集模块设计
信息采集模块主要由MFRC522读写芯片、子母标签和供电电源组成。MF RC522是Philips公司推出的一款非接触式低功耗读写基站芯片，利用先进的调制和解调概念，完全集成了13.56MHz下所有类型的被动非接触式通读方式和协议。MFRC522支持ISO14443A所有的层，传输速度最高达424kbps。内部发送器部分不需要增加有源电路就能直接驱动近操作距离的天线与ISO14443A/MIFARE卡和应答机的通信。接收器部分提供一个功能强大的高效的解调和译码电路，用来处理兼容ISO14443A/MIFARE的卡和应答机的信号。芯片具有充裕的64字节的发送接收缓冲区，内置CRC协处理器，带低功耗功能的硬件复位电路和软件掉电模式，还有内部的自检电路。MF RC522带有灵活高速的串行接口IIC、SPI、Serial UART，方便连 接到各种各样的MCU上。MF RC522芯片逻辑结构框图如图4所示。
图4 MF-RC522芯片逻辑结构框图
2.2信息处理模块设计
信息处理模块选取了STC89C52单片机，对信息采集模块传送的标签信息进行处理。具体说来, STC89C52单片机通 过 串 行 口 接 收 PC 机 的 指 令, 完 成对 卡 的 操 作 和 整 个 读 写 器 的 管 理 。 2.3显示模块设计
显示模块包含LCD1602液晶显示和报警两个部分。LCD1602是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶。它具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的特点，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中；报警采取单片机开发板上自带的蜂鸣器以及LED灯，这些都为大家所熟悉，使用起来简单明了。整个显示模块大大降低了开发费用。
3.系统软件设计
本系统工作流程如图5所示。
从图中可以看出，在使用这个系统时，使用者可以先将一张标签作为自己的身份标签（即母标签）。与这张母标签相匹配的标签则可以任意黏贴到需要被保护的贵重物品上，例如：手机、电脑等。当标签进入读卡器的读取范围内时，读卡器则进行读卡，将标签上的信息传送给单片机，单片机对接收到的信息做出处理，在LCD1602上显示出标签的序列号和标签的类型。单片机若只检测到母标签的信息不作出任何处理，而当单片机接收到子标签信息时进行一定时间的等待，5s之内还没有检测到母标签的信息，则控制蜂鸣器动作，同时报警指示灯发光，起到报警的作用；当单片机同时接受到两张标签的信息时，蜂鸣器则发出一声响表
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