【摘要】：RFID作為物聯(lián)網(wǎng)的一種關鍵技術,近年來備受人們關注,關于RFID的產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn),為人類的生活帶來了極大的便捷。通過RFID設計的監(jiān)控系統(tǒng)能夠在實時性、易用性、無死角等方面為用戶帶來更好的體驗,并且能夠應用到條件更加惡劣的場景下,實際上雖然RFID技術取得了許多成功,但關于其關鍵技術研究的腳步卻從未停止。本文基于RFID技術設計了一種無線監(jiān)控系統(tǒng),用來保障設備的安全性,防止貴重設備丟失或被盜。文章首先介紹了開發(fā)RFID系統(tǒng)所需的軟硬件平臺及關鍵技術,軟件平臺主要是IAREW,硬件平臺為自制的電子標簽和讀寫器,關鍵技術包括I/O、UART、定時器、DMA、Flash等,然后對整個系統(tǒng)進行了功能和可行性分析,通過分析來確定各部分功能所需要使用的關鍵技術,接著選取CC1110作為核心芯片,對RFID收發(fā)雙方硬件設備的電路和器件布局進行了設計,最后按照系統(tǒng)的功能,在硬件開發(fā)平臺中實現(xiàn)了所需的各部分軟件功能。本文所設計的系統(tǒng)感知層硬件設備包括有源電子標簽、讀寫器、主控制器,其中電子標簽用來發(fā)送數(shù)據(jù),讀寫器用來接收電子標簽發(fā)送的數(shù)據(jù),主控制器用來匯總所有讀寫器上傳的數(shù)據(jù),為了便于開發(fā)和對接,還定義了發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)幀格式,最后介紹了如何通過C語言實現(xiàn)感知層的所有功能,包括標簽注冊、丟失恢復、低電量提醒、開關門、進出門等功能,這些功能最后都會被讀寫器封裝成數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)街骺刂破?主控制器接收到數(shù)據(jù)后會解析數(shù)據(jù)幀,并和應用軟件的服務器進行交互,最后由應用軟件系統(tǒng)將監(jiān)控結果展示到界面中,便于管理員查看和管理,這種分層數(shù)據(jù)處理機制能夠大大降低未來系統(tǒng)的維護成本。另外,文章也深入研究了無線通信中實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)的關鍵技術,以及防碰撞算法,通過對比各種防碰撞算法的優(yōu)勢和劣勢,最終采用了 CSMA算法來實現(xiàn)點到多點無線通信,并提出了發(fā)送端低功耗和CSMA協(xié)議相結合的理論來提高標簽的使用時長,測量了實際場景下RSSI在不同距離下的實際值,并使用Matlab擬合出了 RSSI和距離的關系式,利用該關系式開發(fā)出了無線定位系統(tǒng),最后介紹了開發(fā)過程中遇到的其他問題以及解決方案。
[Abstract]:As a key technology of Internet of things (IoT), RFID has attracted more and more attention in recent years. The products of RFID are also emerging, which brings great convenience to human life. The monitoring system designed by RFID can bring users a better experience in real-time, easy-to-use, no dead angle, and can be applied to worse conditions. In fact, although RFID technology has achieved a lot of success, But the pace of research on its key technologies has never stopped. In this paper, a wireless monitoring system based on RFID technology is designed to ensure the safety of equipment and prevent the loss or theft of valuable equipment. This paper first introduces the software and hardware platform and key technology needed to develop RFID system. The software platform is mainly IAREW, hardware platform for self-made electronic label and reader. The key technologies include I / O, UART, timer, DMA,Flash and so on. Then the function and feasibility of the whole system are analyzed, and the key technology of each part of the function is determined through the analysis, and then the CC1110 is chosen as the core chip. This paper designs the circuit and device layout of the hardware equipment of RFID receiver and receiver. Finally, according to the function of the system, the software functions of each part are realized in the hardware development platform. The hardware equipment of the system sensing layer designed in this paper includes active electronic tag, reader and main controller, in which the electronic tag is used to send data, and the reader is used to receive the data sent by electronic tag. The master controller is used to aggregate all the data uploaded by the reader. In order to facilitate the development and docking, it also defines the data frame format of the sender and receiver. At last, it introduces how to realize all the functions of the perceptual layer through C language, including tag registration. Functions such as loss recovery, low-power alerts, opening, closing, and going in and out are eventually encapsulated into data frames by the reader and transmitted to the master controller, which parses the data frames when the data is received by the master controller. Finally, the monitoring results are displayed in the interface by the application software system, which is easy for administrators to view and manage. This hierarchical data processing mechanism can greatly reduce the maintenance cost of the future system. In addition, the paper also deeply studies the key technology of data receiving and receiving in wireless communication, and the anti-collision algorithm. By comparing the advantages and disadvantages of various anti-collision algorithms, the paper finally adopts CSMA algorithm to realize point-to-multi-point wireless communication. The theory of combining low power consumption with CSMA protocol is put forward to improve the usage time of label. The actual value of RSSI in different distance is measured, and the relationship between RSSI and distance is fitted by Matlab. The wireless positioning system is developed by using this relation. Finally, the other problems encountered in the development process and the solutions are introduced.
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44;TN929.5

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