单片机电子标签扫描传递和显示设计

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社会在发展和进步，电子标签这种数据载体在社会上应用越来越广泛。商场每件衣服，超市每件商品，图书馆每本图书等，都有自己的电子标签。对电子标签进行扫描，读写，并把电子标签上的信息无线传递和显示到PC机上，就可以轻松而详细地获取电子标签的信息，并可以远距离的进行库存的管理等。本文介绍的就是这种功能。

本文自主设计了基于单片机的电子标签的扫描、无线传递和显示系统，在掌握了系统的硬件基础，射频识别技术，MB9BF506R单片机的工作原理和指令系统的基础上，进行了软件设计。该系统利用扫描引擎程序控制电子标签的扫描，RC522程序控制电子标签的读写，OLED驱动程序控制信息在液晶屏上的显示，蓝牙程序控制信息的无线传递。本系统在 Keil uVision4 的开发平台上进行程序流程的设计，并应用C语言编写程序代码，JLINK作为烧写工具，来完成系统源代码的编译和仿真。 HM000043

本文介绍了电子标签技术的基本知识，说明了系统的设计框图，介绍了硬件实现，详细论述了系统的软件设计，进行了各功能模块的分模块设计，给出了程序流程图，编写了程序代码，介绍了软件开发工具，程序烧写工具，最后对设计进行了总结。具有很好的参考应用价值。

1.1电子标签技术概述 查看完整请+Q:351916072获取

电子标签在我们的生活中应用的十分广泛，几乎随处可见。电子标签也叫做射频标签、数据载体、应答器；电子标签阅读器又被叫做读出装置、通信器、扫描器。如果电子标签可以无线改写数据的话，阅读器又被叫做读写器。电子标签和阅读器之间可以通过耦合元件来实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，能量的传递和数据交换是根据时序关系来实现的。电子标签在社会上的应用范围十分广泛，同时也具有很实用的应用价值。

电子标签的俗称是RFID，RFID的英文全称是Radio Frequency Identification，也就是射频识别。

RFID射频识别技术是一种非接触式的、自动识别技术，它利用射频信号来自动识别目标对象并且获取相关的数据，识别工作中不需要人工干预，在恶劣环境中也可以工作。RFID技术能够识别高速移动的物体并且可以同时识别很多标签，操作速度快，使用方便。

电子标签这种工具提高了标签的识别效率和准确性，此技术将可能完全替代条形码。RFID电子标签技术具有很大的突破性。首先，不像条形码只能识别一类物体，RFID电子标签可以识别单个的非常具体的物体；其次，RFID采用无线电射频，能够透过外部材料读取里面数据，而条形码必须靠激光扫描表面来读取信息；再次，条形码只能一个物体一个物体地读取信息，而RFID可以同时对多个物体进行识读，而且，它储存的信息量也非常的大。

RFID技术的基本工作原理如下：当标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就会依据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），或着主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取到信息并解码后，会送至中央信息系统进行有关数据的处理。

RFID射频识别系统至少是由两部分组成：一是读/写单元，即读写器；二是电子收发器，另外还应包括天线，主机等。阅读器通过天线发出电磁脉冲，收发器接收这些脉冲并将已存储的信息发送到阅读器作为响应。事实上，这就是对存储器的数据进行非接触读、写或删除处理。RFID系统根据具体的应用过程，不同的应用目的和不同的应用环境，也会有不同的系统组成，但从RFID系统的工作原理来看，系统的组成一般都是一样的，都是由信号发射机、信号接收机、发射接收天线这三部分组成。

从技术上来说，"智能标签"内部就是包含了一个RFID电路，此RFID电路中包含了包括具有RFID射频部分和一个超薄天线环路的RFID芯片。这个超薄天线与一个超薄塑料薄片一起嵌入到标签里。通常，在这个标签上还会粘一个纸标签，在纸标签上可以清晰地印上一些重要的信息。当前的智能标签一般跟信用卡的大小差不多，对于小的货物还有4.5×4.5cm尺寸的标签，也有CD和DVD上用的直径为4.7厘米的圆形标签。

与传统的条形码或磁条等其他ID技术相比起来，收发器技术具有它独特的优势，那就是阅读器和收发器之间可以无线连接。读写器与和收发器之间不需要直接的、可视的接触，因此可以将它们完全集成到产品里面。因此，当收发器处于潮湿、肮脏等恶劣环境的时候工作也不会受到影响。所以，收发器系统的读可靠性非常的高、数据获取速度也非常快，最后一点也是重要的一点就是可以节省劳力和纸张。

最基本的电子标签系统是由三部分组成的： 查看完整请+Q:351916072获取

第一，标签(Tag)。由耦合元件和芯片组成，每个标签具有它唯一的电子编码，高容量的电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上以标识目标对象；

第二，阅读器(Reader)。阅读器是读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可以设计成手持式或者固定式；

第三，天线(Antenna)。天线用来在标签和读取器间传递射频信号。

射频识别技术是无接触自动识别技术的一种，它的基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，来对静止的或移动中的待识别物品进行自动机器识别。 射频识别的工作原理是： 射频识别系统一般由两个部分组成，即电子标签和阅读器。在实际应用中，电子标签是附着在待识别的物品上的，电子标签中承载者待识别物体的信息。阅读器是用来自动识别物品或者自动收集物品标识信息的。当附着电子标签的待识别物品通过阅读器的读出范围时，阅读器会自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出，从而实现它的功能。

射频识别技术具有以下特性：

1、数据存储方面；与传统形式的标签相比，具有更大的信息容量(1bit-1024bit)，数据可随时更新，可读写。

2、读写速度方面：与条码相比，不需要直线对准扫描，读写速度更快，也可以多目标识别、运动识别。

3、使用方便：体积较小，封装容易，可以嵌入产品内部。

4、安全性高：用户专用芯片，序列号唯一，很难复制，数据安全。

5、耐用：没有机械故障、寿命较长、抗恶劣环境能力强。

1937年，美国利用敌我识别系统（Identification Friend-or-Foe(IFF)system）来将盟军的飞机和敌方的飞机区别开来。这种系统是由美国海军研究试验室（U.S. Naval Research Laboratory(NRL)）开发的。这种技术在后来的50年代成为现代空中交通管制的基础。这就是早期RFID技术的萌芽，它优先地应用在军事、实验室等。

60年代后期和70年代早期，RFID技术进一步发展，商场防盗系统出现了，让商场管理更加方便。商场防盗系统在当时的学名称做电子物品监控系统（electronicarticle surveillance(EAS)）。

80年代，RFID技术被用到包括铁路和食品等的早期商业应用。

90年代，RFID技术开始国际标准化，并提出了EPC的理念，电子标签可以全球唯一识别每个物品。

从全球的范围来看，美国政府积极推动了RFID的应用。在其推动下，美国在RFID标准的建立方面、相关软硬件技术的开发和应用领域均走在世界前列。欧洲RFID标准追随美国主导的EPC 世界标准。欧洲与美国在封闭系统应用方面基本处在同一阶段。亚洲的日本如要成为国际标准还要经过很长的发展。因为虽然日本已经提出UID标准，但主要得到的还只是本国厂商的支持。 在韩国，RFID的重要性得到了加强，政府高度重视RFID技术的发展，但至今韩国在RFID的标准上仍然是模糊不清的。相对来说，目前，美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非等国家的RFID产品还是比较成熟和先进的。

和欧美等发达国家相比起来，我国在RFID产业上的发展还是相对落后的。目前，我国从事RFID的企业数目不在少数，总数超过100家，但是缺乏特别是在超高频RFID方面的关键核心技术。从硬件产品来看，包括芯片、天线、标签和读写器等，低高频RFID技术目前处于完全竞争状况。低高频RFID门槛较低，国内发展较早，技术较为成熟，产品应用广泛；超高频RFID技术还是比较落后的。国内从事超高频RFID企业的门槛较高，产品生产的企业很少。更缺少具有自主知识产权的创新型企业。超高频RFID技术在国内发展较晚，技术相对欠缺。

近年来，RFID技术已经在零售、物流、医疗、服装业、制造业、身份识别、防伪、食品、资产管理、图书馆、动物识别、汽车、军事、航空等众多领域开始应用，在一定方面改善了人们的生活质量、提高了企业的经济效益、加强了公共安全以及提高了社会信息化水平等。我国已经将RFID技术应用于身份证和票证管理、铁路车号识别、特种设备与危险品管理、动物标识、生产过程管理以及公共交通等多个领域。

在未来的几年里我国的RFID技术还将继续发展。 查看完整请+Q:351916072获取

在技术方面，在未来的几年中，RFID技术将继续保持高速发展。RFID的关键技术将不断取得进步，随着技术的进步，RFID产品的种类也会越来越多，应用和衍生的增值服务也会越来越广泛。电子标签、读写器、公共服务体系、系统集成软件、标准化等方面也都将取得新的进展。

在未来几年，RFID芯片设计与制造技术的芯片功耗将变得更低，读写速度与可靠性更高，作用距离更远，成本不断降低。芯片技术将与应用系统整体解决方案紧密结合。

在未来几年中，RFID标签的封装技术将和印刷、造纸、包装等技术结合，导电油墨印制的低成本标签天线和低成本封装技术，将使RFID标签的生产将更加大规模化，并将成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。

RFID读写器的发展趋势是向多功能、多接口、多制式、模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展。同时，也将向多读写器协调与组网技术方向发展。

RFID技术将与互联网、通信、传感网络等信息技术，条码、生物识别等自动识别技术融合起来，构筑一个无所不在的网络环境，实现电子标签的自动、远距离读写和修改等操作，同时可以信息共享。海量RFID信息处理、远距离传输和安全保密对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战。RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展，在RFID公共服务体系的基础上，RFID信息资源的组织、管理和利用将更为深入和广泛。

1.2蓝牙无线传递技术简述

蓝牙，是一种支持设备一般在10m内进行短距离通信的无线电技术。能在众多设备之间通过无线进行信息的交换，包括无线耳机、移动电话、笔记本电脑、PDA、相关外设等。“蓝牙”技术，让移动通信终端设备之间的通信更加简洁、方便，也让设备与因特网Internet之间的通信变得简介、快速，让数据传输速度更快，更加高效，为无线通信拓宽了道路。蓝牙的数据传输速率为1Mbps，它采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，可以支持点对点和点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM频段这个频段在工业、医学、科学等都是通用的。

在两个设备间进行无线短距离通信的最简单、最便捷的方法就是蓝牙无线技术。它广泛应用于世界各地，可以无线连接手机、汽车、计算机、MP3 播放器、立体声耳机等多种设备。蓝牙在生活中应用广泛，家居，工作，娱乐，驾驶，多媒体，娱乐场等领域都用到了蓝牙技术，蓝牙给人们的生活带来了前所未有的方便。

蓝牙有了“配置文件”这一独特概念，蓝牙的系列产品不再需要安装驱动程序软件，就可以直接工作。此技术现已推出第四版规格，并在保持其固有优势的基础上继续发展。 将发展成小型化无线电，具有较低的功率、较低成本，并且内置安全性、稳固、易于使用，也会具有即时联网的功能。

1.3电子标签读写和无线传递系统的研究意义

电子标签在社会上应用的十分广泛，几乎各个领域都应用到了电子标签。电子标签可以唯一标记一样东西，繁多的物品所以就有繁多的标签，电子标签的识别和管理也就有一定的麻烦。普通电子标签的读写器成本一般居高，局限性也比较大，成本可能较高、功耗较大；本系统可以一定程度减少这些缺点。本系统的通用性很强，无论是大型超市的标签管理，还是普通仓库管理，电子购物，快递管理，物流管理等都可以利用本系统来实现电子标签的短距离应用。此外，本系统的集成度很高，系统内部集成了多种无线传输方式和多种数据采集方式，可以采集不同类型电子标签的数据，扩大本系统的适用范围。本系统基于富士通FM3单片机，通过蓝牙无线传递信息，降低系统成本，使本系统更市场化，更产品化。综上所述，本系统是具有经济价值和社会价值的。相信本系统在以后电子标签的发展中会有一定的参考价值。

关键词：单片机；电子标签；RC522；OLED；蓝牙传输 查看完整请+Q:351916072获取

参考文献

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[6]网址http://www.9mcu.com/9mcubbs/forum.php?mod=viewthread&tid

[7]网址：http://wenku.baidu.com/view/df002e105f0e7cd18425361d.html

[8]网址：http://zhidao.baidu.com/question/306635458.html

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[11]网址：http://www.zlgmcu.com/goldencard/MF/MFRC522.asp

[12]周志敏等著.LED、OLED照明技术与工程应用[M].电子工业出版社，2011.1

[13]曹卫彬等著.C/C++串口通信典型应用实例编程实践[M].电子工业出版社，2009.7

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[17]夏熙梅.射频识别技术及应用[J].工业技术经济，2000(5):1-2

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[19]广州周立功单片机发展有限公司.MF-RC522非接触式读写卡芯片中文简介[M]

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摘要I

ABSTRACTII

第1章 绪论.....1

1.1 电子标签技术概述 1

1.2 蓝牙无线传递技术简述 5

1.3 电子标签读写和无线传递系统的研究意义 5

第2章 系统设计方案...6

2.1 硬件设计框图 6

2.2 软件设计流程图 6

第3章 系统硬件设计概述7

3.1 主芯片控制电路设计 7

3.2 RC522读写模块电路设计 8

3.3 OLED的驱动电路设计 9

3.4 蓝牙模块电路设计 9

第4章 系统软件设计...10

4.1 RC522电子标签读写模块程序设计 11

4.1.1 RC522的工作原理 11

4.1.2 RC522命令寄存器及其指令说明 11

4.1.3 读写模块程序流程图 14

4.1.4 读写模块源代码 15

4.2 OLED程序设计 19

4.2.1 OLED简介 19

4.2.2 OLED程序 20

4.3 蓝牙模块程序设计 22

4.3.1 蓝牙简介 22

4.3.2 蓝牙调用串口通信程序 24

4.4 主芯片控制程序 25

4.4.1 FM3系列芯片介绍 25

4.4.2 MB9BF506R单片机的编程设置 26

4.4.3 主芯片控制程序 27

4.5 主程序设计 29

4.6 编程软件Keil uVision4简介 33

4.7 程序烧写工具JLINK简介 34

参考文献.35

致谢.36

8个经典无线射频识别（RFID）优选方案

无线射频识别即射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID），是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

1、RFID无线识别系统电路+程序+论文

本无线识别装置（RFID）用分立元件搭成。充分考虑了无源的从机运行方式，采用了从机对主机的阻抗调制，采用了ASK发送数据，加上可靠的数据编码和纠错算法，实现了数据的高效传输。本系统充分考虑了题目中线圈对高频载波的阻抗及其阻抗匹配因素，采用了2.4576M的载波，能够有效地将阅读器的能量耦合到应答器，也能够将应答器的数字信息高准确率地传输到阅读器。阅读器方面，我们采用了有源晶振产生高稳定性载波，对能量进行有效传输和信息的有效耦合。应答器方面，我们采用了并联谐振回路对能量进行收集，采用低压差的肖特基二极管整流，超低功耗的单片机Attiny 13作为控制器，尽量将应答器的功耗作到最小，能量的利用率得到了很高的利用。数据发送方面，我们采用了对应答器进行先充电后发送数据的方式，再加上高效的算法滤波，这样大大提高了发送数据的稳定性。

指标:无源情况下最大距离能在14cm的情况下准确率100%，功率1.2W。

项目链接：www.cirmall.com/circuit/3680

2、基于RFID射频模块RC522射频卡开发应用

MF522-AN模块采用Philips MFRC522原装芯片设计读卡电路，应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是NXP公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片。模块采用电压为3.3V,通过SPI接口简单的几条线就可以直接与用户任何CPU主板相连接通信,可以保证模块稳定可靠的工作、读卡距离远；

项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/1344

3、基于STM32单片机智能RFID刷卡汽车位锁桩设计【全套资料】

本设计由STM32F103C8T6单片机核心板电路+LCD1602液晶显示电路+RFID模块电路+按键电路+继电器电路组成。

1、继电器模拟车位入口锁开关（类似车位前车桩），正常情况下闭合不允许其他车辆驶入，如果刷卡成功继电器断开，车辆驶入。

2、车辆驶入后，通过按键再次打开继电器，打开车桩，即将车锁在车位处。

项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/14604

4、毕业设计-STM32单片机射频RFID人数计数系统93-（pcb+源码+电路图+论文）

产品功能描述：

本系统由STM32F103C8T6单片机核心板、RFID射频刷卡模块、按键、LCD1602液晶屏、ULN2003步进电机驱动模块组成。

1、通过RFID射频刷卡模块实时检测对应人员是否刷卡，人员分为A，B，C。

2、如果人员刷卡对应的计数就会累加，进而统计该人员刷卡次数。

3、档人员刷卡后，电机驱动打开人员通过然后在自动关闭。无论是打开过程还是关闭过程，当读取到刷卡操作时，步进电机会动作表示打开闸门，随后在关闭闸门。步进电机在关闭过程中突然需要再次打开时，会停止关闭进行打开，也就是防夹功能。

4、LCD1602液晶实时显示车A/B/C总体刷卡通过的次数；如果按下按键对所有刷卡通过次数进行清零。

项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/17790

5、STM32的RFID智能门禁系统设计(带源码+原理图+PCB等资料)

硬件构成：

STM32F103单片机+LCD1602液晶显示+RC522射频卡+蜂鸣器报警+功能按键+继电器模块

功能描述

1. LCD1602液晶显示当前信息

2. 按键对当前的ic卡进行注册、删除、返回

3. 注册成功后，刷卡成功继电器打开

4. 感应到IC卡后会进行蜂鸣器提醒

项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/17519

6、单片机RFID IC卡门禁系统（电路+仿真+程序）

功能状态说明：

1.单片机+按键+IC读写模块+DS1302+LCD1602液晶设计而成

2.液晶可以实时显示目前的时间，方便使用者使用，具有掉电走时功能。

3.可以添加或者删除IC卡的记忆功能，让使用者更加的灵活自如。

4.具有指示灯和蜂鸣器双重提示功能，绿灯表示进入，红灯表示禁止进入。

5.继电器模拟电子锁，闭合状态即是开锁状态，反之则关锁状态。

项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/9491

7、基于RFID非接触式测温仪器设计

针对在生活、工业生产中接触式检测温度存在的不方便、准确性差、应用范围小、环境要求严格等问题，提出无线射频温度测量系统的设计方案。详细阐述了非接触式温度测试系统的设计思想和实现方法，具体分析了各部分电路的设计原理，详细介绍

了各部分的设计过程。RFID非接触式温度测试系统由温度采集部分、数据无线传输部分以及通信三个部分组成。温度采集部分利用单片机STC89C51为控制中心，采用一线制数字温度传感器 DS18B20 将采集到的温度值送入单片机中进行数据处理；数据无线传输部分采用基于 RFID 技术的无线射频收发芯片 nRF2401，通过软件配置可实现数据的无线高速传输。

项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/5929

8、RFID门禁系统代码+pcb+流程图+论文+参考资料

1、用户密码以及IC卡号和IC卡刷入序列号，保存到STC12C5A60S2的EEPROM中，实现掉电数据保存功能。

2、支持非接触式IC卡授权功能，可连续授权（授权需输入管理员密码程序默认“000”）。

3、支持手动选卡销卡，支持单卡刷入销卡，支持注销所有卡（注销所有卡需输入管理员密码程序默认“000”）

4、自动识别非接触式IC卡功能。如刷授权过的IC卡，提示“欢迎光临”,显示卡号并且开门，5秒后自动关门。如果刷未授权的IC卡，提示“该卡未授权”，显示卡号不开门。

5、如忘记携带IC卡，可通过键盘手动输入用户密码，程序默认“000000”。密码输入错误，显示器会出现错误提示且继电器不工作（不开门）；若密码输入正确则继电器工作（开门）。

6、支持手动更改用户密码（更改用户密码需输入管理员密码程序默认“000”）

7、支持待机时钟显示功能（功能：显示年月日时分秒周，阴历，天干地支，生肖，温度，可改时间，具有掉电走时功能）

项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/2620

相关问答

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