射頻識別技術(shù)范文第1篇

摘要：射頻識別技術(shù)在醫(yī)療方面的應(yīng)用逐漸成為現(xiàn)實(shí)，在未來的數(shù)年內(nèi)，像射頻識別技術(shù)這樣的自動識別技術(shù)將被寄予厚望，因?yàn)樗鼈冊杏�著更大的�?chuàng)新。

射頻識別技術(shù)(RFID，Radio Frequency Identification)實(shí)際上是自動識別技術(shù)(AEI，Automatic Equipment Identification)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是，通過采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備( 人員、物品) 在不同狀態(tài)( 移動、靜止或惡劣環(huán)境) 下的自動識別和管理。

2 0 世紀(jì)8 0 年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得射頻識別技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識別并交換數(shù)據(jù)的目的。與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同，R F I D 系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應(yīng)用。

典型的射頻識別系統(tǒng)包括射頻卡和讀寫器兩部分。射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與讀寫器的通信。芯片上有E E P R O M 用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。E E P R O M 容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線( 和電池) ，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標(biāo)識卡�？ǚ庋b可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、I C 卡等同期或早期的識別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運(yùn)動目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。

射頻識別技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用日益增長。雖然這項(xiàng)技術(shù)逐漸被普遍采用，但患者真正享受這項(xiàng)技術(shù)仍然需要一個過程。射頻識別技術(shù)不僅在供應(yīng)鏈管理中得到應(yīng)用，還迅速被引用到醫(yī)療方面，而且被證明是非常有效的一項(xiàng)技術(shù)。

該技術(shù)能夠使多處標(biāo)記在一定距離同時被掃描。在大規(guī)模的零售業(yè)，這種提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的技術(shù)使其可以為成批的貨物一次性掃描。將射頻識別技術(shù)應(yīng)用在防偽的領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢，射頻識別技術(shù)采用的標(biāo)記系統(tǒng)，迅速進(jìn)入制藥市場，打擊了假藥的流通；防偽技術(shù)本身要求成本低，但是卻很難偽造。射頻卡的成本就相對便宜，而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠，使偽造者望而卻步。射頻卡本身具有內(nèi)存，可以儲存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)、利于銷售商使用；體積十分小、便于產(chǎn)品封裝。像電腦、激光打印機(jī)、電視等等產(chǎn)品上都可使用。美國的制藥企業(yè)開始在美國使用該技術(shù)，生產(chǎn)過程中在每樣產(chǎn)品上封裝入射頻卡，卡上記載了唯一的產(chǎn)品號。批發(fā)商、零售商用廠家提供的讀寫器就可以嚴(yán)格檢驗(yàn)產(chǎn)品的合法性，這就使識別假藥變得很簡單了。

相似的科技促進(jìn)了醫(yī)院供應(yīng)鏈的藥物和醫(yī)藥設(shè)備的管理。事實(shí)上許多醫(yī)院都有配置射頻識別系統(tǒng)的需求，在急救室的患者可能最先體驗(yàn)到這項(xiàng)技術(shù)帶來的安全與便捷。

臨床應(yīng)用的優(yōu)勢

患者首先感受到在急救車上使用射頻識別系統(tǒng)標(biāo)記的好處。急救車上有一系列的設(shè)備裝置和藥品，隨時準(zhǔn)備提供給心搏停止的患者。美國國民患者安全理事會首席專家說，2003年11月至2005年6月，由于急救推車的問題引起了8 起事故，都是由于相應(yīng)的設(shè)備不在車上或藥物過期造成的。這并非人為疏忽，而是在這些推車上至少有三種不同的物品，雖然有檢查各物品是否配備的程序，尤其是在急救室執(zhí)行急救過程中，迅速完成這項(xiàng)檢查任務(wù)仍然很困難。

射頻識別技術(shù)的標(biāo)記能簡化這個檢查程序。與普遍使用的條形編碼系統(tǒng)相比，射頻技術(shù)將通過減少掃描次數(shù)而改進(jìn)功效，從而最終提高接待患者的質(zhì)量。如果使用條形編碼，需要逐一掃描各個物品，所以采用射頻識別掃描就要高效得多。

標(biāo)記的唯一性，降低或消除醫(yī)療過失

射頻識別技術(shù)可以確保急救車、手術(shù)室和康復(fù)室中準(zhǔn)備工作的高效開展�；颊弑环峙涞臉�(biāo)記是執(zhí)行射頻識別技術(shù)的關(guān)鍵，患者被標(biāo)記為獨(dú)特的代碼，在藥物治療和外科手術(shù)過程中，能降低或消除醫(yī)療過失。假如給一個患者的藥或瓶子上貼錯標(biāo)記，這項(xiàng)技術(shù)立刻可以識別，并糾正過來。

在美國已經(jīng)有關(guān)于用自動射頻識別技術(shù)檢查患者身份的案例，這將成為射頻識別技術(shù)應(yīng)用強(qiáng)有力的依據(jù)。專家認(rèn)為，在有些場所，條形編碼識別技術(shù)是最合適的，但射頻識別技術(shù)會成為更強(qiáng)大的工具。為了患者的安全，我們意識到單獨(dú)一項(xiàng)技術(shù)并不能解決我們所面臨的全部問題，在解決這些問題的時候，可以采用射頻識別技術(shù)與條形碼相結(jié)合的方法。隨著醫(yī)療復(fù)雜程度的日益提高，以及患者和醫(yī)院對醫(yī)療安全的更加重視，射頻識別技術(shù)在運(yùn)用中會越來越引人注目。

在藥物供應(yīng)鏈上使用射頻識別技術(shù)，也成為在患者中使用這項(xiàng)技術(shù)的強(qiáng)有力的理由�！吧漕l識別技術(shù)在患者藥物供應(yīng)鏈上也是很重要的，有時人們會忘記這些�！睂＜艺f，“例如，患對藥物產(chǎn)生不良反應(yīng)，射頻識別技術(shù)就可以找出根源，看看是不是假冒藥劑的原因�！�

全天候跟蹤

被分配這種標(biāo)記的患者和醫(yī)務(wù)人員現(xiàn)在逐步成為爭論的焦點(diǎn)，因?yàn)檫@種鑒定技術(shù)不僅是識別個體，而且還跟蹤他們的各項(xiàng)活動，這就牽連有許多內(nèi)在的利益。使用這個系統(tǒng)，在緊急關(guān)頭，可以輕松地在附近找到合適的臨床醫(yī)生。

射頻識別技術(shù)能幫助提高藥物目錄的功效性以及醫(yī)療衛(wèi)生器材的管理

美國的V e r c h i p 是第一個可移植的射頻識別技術(shù)芯片，提供了幼兒保護(hù)、資產(chǎn)追蹤、存取控制和預(yù)防錯亂的設(shè)備。這些設(shè)備在皮膚下采用無害標(biāo)記，結(jié)合數(shù)據(jù)庫存儲患者精確的信息。

美國的Surgichip 是又一組取得進(jìn)展的患者標(biāo)記，目標(biāo)是避免認(rèn)錯患者，避免執(zhí)行錯誤的治療程序。系統(tǒng)采用射頻識別技術(shù)啟動三步核實(shí)過程，核實(shí)患者身份、關(guān)鍵數(shù)據(jù)和相應(yīng)的手術(shù)程序和位置。這三方面的電子記錄為各個程序提供了安全審計追蹤。

射頻識別技術(shù)在美國醫(yī)療界已經(jīng)開始普遍使用了。每個產(chǎn)科病房都有一項(xiàng)射頻識別技術(shù)系統(tǒng)固定識別卡。識別系統(tǒng)像門鎖一樣有許多使用的形式。新的功能如定位醫(yī)務(wù)人員和患者的進(jìn)展是非常令人激動；其它類型的室內(nèi)配置和定位系統(tǒng)被取消了，因?yàn)樯漕l識別技術(shù)有很好的投資回收率和健全的標(biāo)記技術(shù)，同時射頻識別技術(shù)的自動化進(jìn)程，在忙碌的手術(shù)室里能提高工作效率。

關(guān)注成本

雖然在使用中，射頻識別技術(shù)潛在的投資回報率已越來越清晰，但執(zhí)行成本仍將是采用此項(xiàng)技術(shù)的主要問題。標(biāo)記的芯片十分昂貴，這將成為采用此技術(shù)最大的障礙。

對射頻技術(shù)的誤解

匹茲堡醫(yī)藥中心大學(xué)的Jay Srini 說：“人們需要藥物供應(yīng)鏈的自動化。此項(xiàng)目的意義要比標(biāo)記的成本重要的多。”在美國，醫(yī)療保險補(bǔ)償在下降，許多醫(yī)院大都建于二十年前，基礎(chǔ)建設(shè)要投資更新。在射頻識別技術(shù)系統(tǒng)方面的投資有助于更有效地運(yùn)用其他科技成果。

許多人希望看到它所帶來的利潤，但這需要長時期的使用才可以看到結(jié)果。美國的先驅(qū)案例——在幼兒安全操作系統(tǒng)和操控設(shè)備上使用射頻識別技術(shù)，經(jīng)過了很長時期，才得到了回報。特效的射頻識別技術(shù)標(biāo)記用于醫(yī)療設(shè)備上已有很大收益，醫(yī)院不會浪費(fèi)設(shè)備，不需要再購買或租用額外的設(shè)備。

早期廉價標(biāo)記的使用者，現(xiàn)在他們開始使用更昂貴的標(biāo)記了。因?yàn)樗�的投資回報率要比它本身的成本高得多�？紤]到最初的投資和操作成本，關(guān)于射頻識別技術(shù)太昂貴的討論發(fā)生了變化。例如醫(yī)療事故高額賠付，適當(dāng)?shù)厥褂镁�確的技術(shù)就可以減少或消除醫(yī)療事故的發(fā)生，這為降低醫(yī)療成本帶來不可忽視的作用�！搬t(yī)學(xué)院關(guān)于不良藥物事件的報告指出，每年因不良藥物而導(dǎo)致的死亡人數(shù)相當(dāng)驚人�！盨rini 說，“如果有了重大醫(yī)療事故的影響，就知道投資一個可靠系統(tǒng)的價值了。”

在病例中，保證診療的準(zhǔn)確性，避免不利結(jié)果是關(guān)鍵。推動使用射頻識別技術(shù)關(guān)系到患者的安危，能夠減少醫(yī)療事故的支出。射頻識別技術(shù)確實(shí)影響了成本，但必要的程序確保了患者的安危。標(biāo)記修復(fù)術(shù)和移植設(shè)備，像髖關(guān)節(jié)置換和心房脈沖產(chǎn)生器不需外科手術(shù)，采用射頻識別技術(shù)就能檢查出移植設(shè)備的問題。同時，技術(shù)開發(fā)者在努力降低成本，開展創(chuàng)新的支付結(jié)構(gòu)等。例如，由W a v e f o r m 提供的定金基數(shù)和帳單到期支付等等。雖然克服了這些憂慮，其他因素也會導(dǎo)致慣性阻礙此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施。

克服市場慣性

要迅速被采用， 必須要顯示此項(xiàng)技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢。在實(shí)際運(yùn)用中，如果現(xiàn)有裝備足夠好，就延緩了射頻識別技術(shù)的啟用。例如，一項(xiàng)公認(rèn)的設(shè)備技術(shù)被取代時，射頻識別技術(shù)微小的利潤也許不能收回前期投資，這就給射頻識別技術(shù)的推廣造成了障礙。

在傳染病控制中采用射頻識別技術(shù)的益處

條形碼識別技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，也是降低錯誤的廉價的方式。但射頻識別技術(shù)提供更強(qiáng)大的功能，其標(biāo)記能在視線以外的距離被掃描，并可以反映患者復(fù)雜的信息數(shù)據(jù)庫。因此，要采用射頻識別技術(shù)， 取決于射頻識別技術(shù)是不是優(yōu)于條形碼，取決于機(jī)構(gòu)是否用長遠(yuǎn)的目光看待成本評估。雖然現(xiàn)在人們已經(jīng)接受了條形碼，但還會關(guān)心射頻識別技術(shù)是否能提高效能，能否在長期使用后做到投資回籠。

另一挑戰(zhàn)就是射頻識別技術(shù)的發(fā)展步驟。標(biāo)記在變小，讀卡機(jī)更復(fù)雜，內(nèi)在程序功能在擴(kuò)展；并且有些公司擔(dān)心該設(shè)備進(jìn)入市場過早而沒有買主�！皼]人愿意為他人做嫁衣。但人們愿意看到此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢特性和穩(wěn)定性。”Jay Srini 說，“企業(yè)希望了解射頻識別技術(shù)的鞏固性和全面性，但我們不愿冒這個風(fēng)險�！�

這些顧慮，經(jīng)過時間的磨合將會消除，就像擔(dān)心患者的隱私問題一樣，因?yàn)椴捎蒙漕l識別技術(shù)會涉及到醫(yī)護(hù)人員、患者個人信息的存儲和追蹤，所以人們認(rèn)為射頻識別技術(shù)侵犯了個人隱私，并且現(xiàn)在憂慮仍然存在，但患者看上去已經(jīng)逐漸接受了。雖然射頻識別技術(shù)的成本相對條形碼來說是很高，并且有些患者為此感到不滿，但如果你解釋他們被標(biāo)記的原因，他們大都會很高興的接受這樣的護(hù)理�？傊�，爭論在減少、形式在變化、射頻識別技術(shù)的成本也在降低。應(yīng)用只是時間問題

實(shí)際上，射頻識別技術(shù)在醫(yī)療方面的應(yīng)用逐漸成為現(xiàn)實(shí)，在未來的數(shù)年內(nèi)，像射頻識別技術(shù)這樣的自動識別技術(shù)將被寄予厚望，因?yàn)樗鼈冊杏�著更大的�?chuàng)新。美國專家認(rèn)為應(yīng)該加快射頻識別技術(shù)的應(yīng)用，他們認(rèn)為在對條形碼的更換上可以稍慢一點(diǎn)，但在其它方面如傳染病的控制，應(yīng)該加速射頻識別技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)樵谧R別傳染病患者接觸過的物體而預(yù)防醫(yī)院內(nèi)感染等方面射頻識別技術(shù)會起到重要作用。所以可以確定這是一個有著良好前景的技術(shù)。英國的專家也認(rèn)為射頻識別技術(shù)在醫(yī)療方面起到重要的作用是毫無疑問的，只是時間的問題。他們認(rèn)為只是由于英國的醫(yī)療機(jī)構(gòu)對接受新技術(shù)方面反映遲鈍，才導(dǎo)致不能那么快地接受射頻識別技術(shù)。

射頻識別技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：射頻；識別技術(shù)；應(yīng)用；趨勢；展望

射頻識別技術(shù)是一種現(xiàn)今應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟的新興技術(shù)。下面就射頻技術(shù)的基本理論、應(yīng)用趨勢與展望作探討。

一、射頻識別技術(shù)的基本理論

1.射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）或稱無線射頻識別技術(shù)（RFID技術(shù)），是二十世紀(jì)九十年代開始興起的一項(xiàng)非接觸式自動識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信號達(dá)到識別目的的技術(shù)。它具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、抗干擾強(qiáng)、操作快捷、可遠(yuǎn)距離同時跟蹤識別多個目標(biāo)等許多優(yōu)點(diǎn)。

2.RFID系統(tǒng)的組成。RFID系統(tǒng)大致由電子標(biāo)簽（射頻卡）、閱讀器和數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)三大部分組成。電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，主要用來存儲被標(biāo)識物品數(shù)據(jù)信息。閱讀器主要由無線收發(fā)模塊、天線、控制模塊及接口電路組成，用來讀取或?qū)懭腚娮訕?biāo)簽中的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲及管理對電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫控制等。

3.RFID標(biāo)簽的分類。RFID標(biāo)簽可分為主動標(biāo)簽（Active tags）和被動標(biāo)簽（Passive tags）兩種。主動標(biāo)簽自身帶有電池供電，讀/寫距離較遠(yuǎn)、體積較大與被動標(biāo)簽相比價格較高，也稱為有源標(biāo)簽，它一般具有較遠(yuǎn)的讀/寫能力，不過電池壽命有限（4～9年）。被動標(biāo)簽內(nèi)無電池，它收到閱讀器發(fā)出的微波后，將部分微波能量轉(zhuǎn)化為直流電供自己工作，一般可做到免維護(hù)、成本低、使用壽命長，比有源標(biāo)簽更輕小，讀/寫距離較近，也稱為無源標(biāo)簽。相比有源標(biāo)簽系統(tǒng)，無源標(biāo)簽系統(tǒng)在讀/寫距離及適應(yīng)物體運(yùn)動的速度方面稍有限制。無源射頻電子標(biāo)簽技術(shù)可實(shí)現(xiàn)可視管理，無源RFID系統(tǒng)不受磁場、靜電和無線射頻的干擾，具有防水、防震的功能。

4.RFID系統(tǒng)的工作原理。電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號就能憑借感應(yīng)電流所獲得能量發(fā)出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽）或者主動發(fā)送某一頻率信號（有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽）閱讀器讀取信息并解碼后，送RFID系統(tǒng)的識讀過程。閱讀器將設(shè)定數(shù)據(jù)的無線電載波信號經(jīng)過發(fā)射天線向外發(fā)射。當(dāng)射頻標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線的工作區(qū)時，射頻標(biāo)簽被激活后即將自身信息代碼經(jīng)天線發(fā)射出去。系統(tǒng)的接收天線接收到射頻標(biāo)簽發(fā)出的載波信號，經(jīng)天線的調(diào)制器傳給讀寫器，讀寫器對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)、解碼，送后臺電腦控制器。計算機(jī)控制器根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷射頻標(biāo)簽的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。從而完成有關(guān)信息查詢、統(tǒng)計、管理等功能。RFID可以極快的速度在閱讀器和電子標(biāo)簽之間采集和交換數(shù)據(jù)：具有智能讀寫及加密通信的能力，唯一性密碼，極強(qiáng)的信息保密性，這對于軍隊(duì)保密等要求準(zhǔn)確、快速、安全、可控提供了切實(shí)可行的技術(shù)途徑。無論我們使用的各類系統(tǒng)、收發(fā)公文處于任何環(huán)節(jié)，相關(guān)人員都可以實(shí)時掌握其信息和狀態(tài)。

5.電子標(biāo)簽優(yōu)點(diǎn)如下：可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)（無可見性要求）；防水、防磁、耐高溫，可以在低劣的作業(yè)環(huán)境下工作，使用壽命較長；可以嵌入或附在不同類型的產(chǎn)品上；讀取距離范圍有所提高，無須直線對準(zhǔn)掃描，寫入數(shù)據(jù)的時間少，存儲信息量大；同時可以讀取多張卡，并且可以讀取運(yùn)動中標(biāo)簽上的信息；超薄和多種大小不一的外型，使其能封裝在紙張、塑膠制品（PVC、PET），可應(yīng)用于不同場合，也可再層壓制卡。該技術(shù)正與電子供應(yīng)鏈緊密聯(lián)系在一起，有望在未來幾年取代條形碼掃描技術(shù)。

二、射頻識別技術(shù)的應(yīng)用趨勢與展望

射頻識別技術(shù)范文第3篇

2023年是國家“十三五”的開局之年，兩會更是把物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展列入了“十三五”規(guī)劃。射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心支撐技術(shù)，無論是在科學(xué)研究還是在實(shí)際工程應(yīng)用上都已有廣泛關(guān)注[1]。對于高校電子類專業(yè)，《射頻識別技術(shù)》是一門非常重要的專業(yè)課程，學(xué)生可以通過對本課程的學(xué)習(xí)了解行業(yè)發(fā)展情況和提升專業(yè)技術(shù)能力。而在實(shí)際的教學(xué)過程中，選擇合適的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使用恰當(dāng)?shù)恼n程考核方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面、公平的評價，才能讓學(xué)生能夠快速、有效地掌握最新的專業(yè)知識，并在畢業(yè)時具備一定的專業(yè)能力。

本文針對在不同專業(yè)、不同年級的《射頻識別技術(shù)》課程的實(shí)際教學(xué)情況，提出了在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生評價考核方式的探討，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1 豐富的教學(xué)內(nèi)容

射頻識別這門技術(shù)本身涉及的專業(yè)學(xué)科知識就很豐富，例如：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、通信原理、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)等[2]，實(shí)際教學(xué)時需要結(jié)合其他學(xué)科知識進(jìn)行串講，這樣不僅能夠增加多個學(xué)科間的關(guān)聯(lián)性讓學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高，對于學(xué)生進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)學(xué)習(xí)也有一定的幫助。

《射頻識別技術(shù)》課程使用的教材[1]內(nèi)容豐富，具體內(nèi)容包括：RFID概述、系統(tǒng)組件閱讀器和射頻標(biāo)簽的原理、無線通信原理、標(biāo)簽識別和超高頻識別協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)設(shè)計的影響因素、研究進(jìn)展與應(yīng)用情況等。課程采取的是“2+2”的形式，即兩節(jié)理論課加兩節(jié)實(shí)驗(yàn)課的形式。由于專業(yè)課程涉及內(nèi)容豐富，無論是理論課還是實(shí)驗(yàn)課都需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排，對于學(xué)科間聯(lián)系緊密的內(nèi)容應(yīng)該適當(dāng)串聯(lián)引深，讓學(xué)生了解各個學(xué)科專業(yè)間的關(guān)系。

1.1 理論教學(xué)內(nèi)容

理論課程往往比較枯燥無趣，教學(xué)時如果引入一些學(xué)生學(xué)習(xí)過的其他專業(yè)課程的內(nèi)容，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能提升學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的總體效果。例如：在教材RFID概述和研究進(jìn)展部分有提到物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)的內(nèi)容，而物聯(lián)網(wǎng)和傳感器都是學(xué)生有學(xué)習(xí)過的專業(yè)課程，在教學(xué)這部分內(nèi)容時就可以把物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、射頻識別等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合串講，分析它們各自的原理、差異，列舉一些實(shí)際的應(yīng)用案例，讓學(xué)生更好地理解學(xué)習(xí)的專業(yè)課程并不是孤立的，而是具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性的，從而加強(qiáng)教學(xué)效果。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了能夠讓學(xué)生更好地掌握理論知識、具備一定的實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是依托于理論教學(xué)內(nèi)容的。因此，《射頻識別技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容來合理安排的。理論教學(xué)內(nèi)容豐富，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該相對多樣。本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要分三大部分：

1）RFID基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

RFID基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要是RFID技術(shù)所使用的125KHz、13.56MHz、900MHz等三大典型頻段的標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取和寫入實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對簡單，主要是讓學(xué)生認(rèn)識到RFID技術(shù)在實(shí)際生活中應(yīng)用是非常廣泛的，并沒有想象中那么高大上，從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2）無線通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)

無線通信的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括三維電磁仿真軟件（HFSS）對天線的設(shè)計與仿真、SmartRF軟件對射頻芯片參數(shù)的設(shè)置、MATLAB軟件對信號調(diào)制的仿真等。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容添加的。標(biāo)簽組件原理和無線通信原理兩部分都有提到天線，特別是天線的性能與無線數(shù)據(jù)的傳輸有一定的聯(lián)系。引入天線設(shè)計與仿真和射頻芯片參數(shù)的設(shè)置實(shí)驗(yàn)是為了讓學(xué)生更好地了解天線的極化、增益、諧振頻率、發(fā)射功率等因素對于無線數(shù)據(jù)收發(fā)的影響。信號的調(diào)制仿真則算是學(xué)科間的交叉引申，讓學(xué)生回顧其他專業(yè)課程內(nèi)容。無線通信的實(shí)驗(yàn)涉及的軟件較多，但并不是都學(xué)習(xí)過，教學(xué)時需要對各種軟件的使用進(jìn)行詳細(xì)說明。多軟件的學(xué)習(xí)使用也拓展了學(xué)生對于專業(yè)輔助工具的使用能力。

3）RFID系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)

綜合實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生完成RFID小系統(tǒng)的組建，實(shí)現(xiàn)射頻識別的功能。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟相對復(fù)雜，能夠呈現(xiàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后的學(xué)習(xí)效果。

2 多樣的考核方式

《射頻識別技術(shù)》課程開設(shè)的專業(yè)和年級不一，根據(jù)不同的專業(yè)和年級課程的考核方式也不盡相同。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主要采取閉卷考試的方法，其他專業(yè)則使用課程論文的方式。

1） 閉卷考試

《射頻識別技術(shù)》是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在大三上期開設(shè)的核心課程，為了能夠讓本專業(yè)學(xué)生對該專業(yè)課程有更加深入的學(xué)習(xí)效果，采取理論期末閉卷考試方式。試卷題型應(yīng)多樣并分值合理�？蛇m當(dāng)加入開放性試題，比如：“列舉生活中的射頻識別技術(shù)的應(yīng)用案例”。綜合、全面地考核學(xué)生課程學(xué)習(xí)情況。

2）課程論文

對于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)來說，《射頻識別技術(shù)》并不是專業(yè)核心課程，且在大四上期開設(shè)，主要通過期末課程論文的方式進(jìn)行考查。課程論文內(nèi)容不限，只要是射頻識別技術(shù)相關(guān)即可，考核學(xué)生對于射頻識別技術(shù)的了解情況、材料分析歸納總結(jié)和論文寫作能力等[3]。

射頻識別技術(shù)范文第4篇

[關(guān)鍵詞] 無線射頻識別技術(shù);醫(yī)院臨床;應(yīng)用

[中圖分類號] R197[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B[文章編號] 1673-7210(2023)02(b)-147-02

無線射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID)是一種新興的、非接觸式的自動識別技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取數(shù)據(jù)信息,利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識別,無須人工干預(yù)、自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),可在任何惡劣環(huán)境中工作,并可同時識別多個目標(biāo)對象。由于RFID技術(shù)具有操作快捷方便、使用壽命長、遠(yuǎn)距離讀取、加密標(biāo)簽數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)容量大、支持寫入數(shù)據(jù)、抗污染能力和抗干擾強(qiáng)、防水、防磁、耐高溫等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于火車監(jiān)控、高速公路自動收費(fèi)、智能交通管理、門禁系統(tǒng)、金融交易、畜牧管理、倉儲管理和車輛防盜等領(lǐng)域。隨著RFID技術(shù)不斷發(fā)展和完善,該技術(shù)已開始應(yīng)用于醫(yī)療、保健、公共衛(wèi)生、藥品監(jiān)管[1]、血液、衛(wèi)生材料、醫(yī)療器械的生產(chǎn)、配送、防偽、追溯及遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控[2]等衛(wèi)生領(lǐng)域,為醫(yī)院實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化帶來革命性的變化。

1 RFID系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)一般可分為硬件組件和軟件組件兩個部分。硬件組件是由電子標(biāo)簽(Tag)、閱讀器(Reader)組成,電子標(biāo)簽是一個微型的無線收發(fā)裝置,其內(nèi)保存有數(shù)據(jù),當(dāng)讀寫器查詢時它會發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。讀寫器是一個捕捉和處理標(biāo)簽數(shù)據(jù)的裝置,同時還負(fù)責(zé)與后臺處理系統(tǒng)接口。軟件組件包括RFID系統(tǒng)軟件、RFID中間件、后臺應(yīng)用程序。RFID系統(tǒng)軟件是在標(biāo)簽和讀寫器之間進(jìn)行通信所必需的功能集合。RFID中間件是在讀寫器和后臺處理系統(tǒng)之間運(yùn)行的一組軟件,它是標(biāo)簽和讀寫器上運(yùn)行的RFID系統(tǒng)軟件和在后臺處理系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用軟件之間的橋梁[3]。

2 RFID工作原理及框架

閱讀器將要發(fā)送的信息,經(jīng)編碼后加載在某一頻率的載波信號上經(jīng)天線向外發(fā)送,進(jìn)入閱讀器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收此脈沖信號,卡內(nèi)芯片中的有關(guān)電路對此信號進(jìn)行調(diào)制、解碼、解密,然后對命令請求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷。若為讀命令,控制邏輯電路則從存儲器中讀取有關(guān)信息,經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后通過卡內(nèi)天線再發(fā)送給閱讀器,閱讀器對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密后送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理;若為修改信息的寫命令,有關(guān)控制邏輯引起的內(nèi)部電荷泵提升工作電壓,提供擦寫EEPROM中的內(nèi)容進(jìn)行改寫,若經(jīng)判斷其對應(yīng)的密碼和權(quán)限不符,則返回出錯信息。

3 RFID在醫(yī)院的應(yīng)用

基于RFID的工作原理開發(fā)并應(yīng)用于醫(yī)院有以下幾方面:

3.1 嬰兒的保護(hù)和識別

人口販子偷盜新生兒事件時有發(fā)生,如果我們利用RFID技術(shù)在醫(yī)院對新生兒進(jìn)行定位、追蹤和身份識別,只要給媽媽和寶寶戴上利用RFID技術(shù)特制的電子腕帶,一旦寶寶離開了規(guī)定活動范圍,系統(tǒng)就會自動報警。而且在轄區(qū)范圍內(nèi),能及時確定嬰兒的具置,能有效防止嬰兒在醫(yī)院內(nèi)被有意或無意的調(diào)換,甚至被盜走,以減少刑事犯罪,回避管理風(fēng)險。

3.2 醫(yī)療器械的管理

醫(yī)療器械、衛(wèi)生材料都是與患者直接相關(guān)的用品,管理不善會造成嚴(yán)重后果。如今一些不法分子把一些用過的醫(yī)療器械重復(fù)的給另一個患者使用,一可以造成交叉污染,二由于重復(fù)使用造成器械質(zhì)量嚴(yán)重下降,給人民群眾的醫(yī)療安全帶來很大隱患。醫(yī)院利用RFID技術(shù)給每件醫(yī)療器械增加一個電子標(biāo)簽,進(jìn)行動態(tài)管理,隨時跟蹤、監(jiān)測、了解醫(yī)療器械的基本信息、使用狀況,尤其是植入人體的醫(yī)療器械進(jìn)行定位、防偽,從而達(dá)到了對醫(yī)療器械規(guī)范化、科學(xué)化管理。

3.3 藥品的管理

藥品的管理事關(guān)千家萬戶,其質(zhì)量要求十分嚴(yán)格。傳統(tǒng)管理方式比較復(fù)雜,醫(yī)務(wù)人員從調(diào)制藥品到患者服用或注射的過程中,對于患者的身份、所用藥物名稱與劑量等也較容易出錯,醫(yī)院利用RFID技術(shù)可以輕松解決上述問題,有效地杜絕假冒偽劣藥品、用藥錯誤、藥品過期等問題的發(fā)生[4]。在需要追蹤某類產(chǎn)品在流通過程中的狀態(tài)以及追溯某個環(huán)節(jié)的責(zé)任時,能夠更準(zhǔn)確、更方便地提供信息,便于迅速采取措施,從而大大提升患者的用藥安全,提高工作效率。

3.4 血液管理

醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的血液管理非常復(fù)雜,血液管理涉及采集、運(yùn)輸、存儲和使用等諸多環(huán)節(jié),由輸血引起的安全問題也是觸目驚心的。原來在手工模式下很難追蹤的事件,醫(yī)院可以利用RFID技術(shù),全程跟蹤記錄獻(xiàn)血者的信息,采血時間,血液在血庫的調(diào)入、調(diào)出,血液使用者的信息等,從而實(shí)現(xiàn)“從輸血者到用血者”、“從血管到血管”的跟蹤管理,做到實(shí)時跟蹤血液信息,最大限度地避免風(fēng)險和消除錯誤。

3.5 傳染病管理

如何有效防治鼠疫、霍亂、SARS、甲型H1N1流感等重大傳染性疾病對人類的危害,是醫(yī)院必須高度重視并著力解決的重大問題。利用RFID技術(shù)可記錄所有被疑似、確診患者和相關(guān)接觸人員的活動區(qū)域、路徑及時間,掌握其接觸史,并在隔離患者欲離開隔離區(qū)域時實(shí)時提出警告,建立起傳染病疫情全程管制,進(jìn)而防止類似SARS疫情的院內(nèi)感染問題再度發(fā)生。同時,可為各級防疫和行政部門提供及時而準(zhǔn)確的疫情信息。

3.6 患者信息和就診管理

基于RFID技術(shù)的一卡通存儲患者個人信息和就診信息,包括患者的掛號、分診、批價、交費(fèi)、取藥等。另外,醫(yī)院也通過和銀行的聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一卡通電子錢包,解決了患者攜帶現(xiàn)金不方便等問題。使用門診一卡通實(shí)行電子身份認(rèn)證。把患者的信息存到卡內(nèi),把電子存折和電子病歷為一體。通過這一系統(tǒng),患者可自助掛號,解決了掛號長、就診長、取藥長、看病短“三長一短”問題。患者通過IC卡自助掛號,在就診現(xiàn)場實(shí)行刷卡收費(fèi),解決了傳統(tǒng)模式的看病難等情況的發(fā)生,提高了門診就診的效率。醫(yī)院也實(shí)行了掛號、交費(fèi)、病歷等多個管理層面與一體的管理系統(tǒng)。這一系統(tǒng)支持網(wǎng)上查詢病歷�；颊呖梢宰悴怀鰬�,通過刷卡,在網(wǎng)上查詢病歷情況和檢查結(jié)果。醫(yī)院通過刷卡分診、就診、檢驗(yàn)、取藥等,形成了一種完整的一卡通體系,大大提高優(yōu)化了效率。利用RFID技術(shù)對社區(qū)老年人、需要保障的人群進(jìn)行身份管理,進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控,使得社區(qū)醫(yī)療服務(wù)能夠得到提高。

[參考文獻(xiàn)]

[1]唐慧鑫,馬愛霞.無線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)藥品監(jiān)督的新寵兒[J].上海醫(yī)藥,2007,28(8):344-345.

[2]裴志杰,丁曉迪.無線遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展概況[J].計算機(jī)與數(shù)字工程,2008,36(12):55-58.

[3]付俊.無線射頻識別技術(shù)研究[J].山西科技,2009,(1):22.

射頻識別技術(shù)范文第5篇

射頻識別技術(shù)RFID( radio frequency identifiestion) 是21世紀(jì)非常流行的一種自動識別技術(shù)，其應(yīng)用場合越來越廣，尤其隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用將更上一層樓，目前在停車場，學(xué)校圖書館，食堂，公交車上已經(jīng)屢見不鮮。這里我們設(shè)計一種利用單片機(jī)開發(fā)的新型手持射頻卡讀寫器，作為通用射頻卡檢測設(shè)備。

1 系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)主要由電源管理單元、單片機(jī)AT89C52、射頻卡讀寫模塊（主要由MFRC500構(gòu)成）、無線模塊、鍵盤顯示電路及其他電路構(gòu)成，系統(tǒng)如圖1所示。

手持射頻卡讀寫器的工作原理如下：整個手持機(jī)由電源管理單元給各個模塊提供工作電壓，由單片機(jī)控制射頻卡芯片，并通過天線發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于天線的設(shè)計質(zhì)量)，當(dāng)有射頻卡（也可以稱作電子標(biāo)簽，RFID卡，非接觸卡）進(jìn)入天線發(fā)射的有效范圍時，射頻卡里有一個LC串聯(lián)諧振電路，它的工作頻率與射頻卡讀寫器天線發(fā)射的頻率相一致，由于電磁波提供的激勵能量，使得射頻卡里的LC諧振電路產(chǎn)生了感應(yīng)電勢，電壓達(dá)到一定電壓值，就作為卡內(nèi)其它電路工作的電源，然后射頻卡將數(shù)據(jù)通過內(nèi)部電路以同樣的頻率發(fā)送回去，讀寫器通過天線接收到射頻卡的信號后，進(jìn)行解調(diào)解碼，并根據(jù)沖突檢測和校驗(yàn)，來判斷有效的數(shù)據(jù)，接著通過單片機(jī)的串口發(fā)送數(shù)據(jù)給無線模塊SIM900D，SIM900D可使用短信或者TCP/IP數(shù)據(jù)流兩種方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸，由于短信方式比較適合數(shù)據(jù)量少，單方向的場合，這里為了使該設(shè)計具有更廣的使用，所以采用TCP/IP數(shù)據(jù)流的方式，與遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

0 引言

射頻識別技術(shù)RFID( radio frequency identifiestion) 是21世紀(jì)非常流行的一種自動識別技術(shù)，其應(yīng)用場合越來越廣，尤其隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用將更上一層樓，目前在停車場，學(xué)校圖書館，食堂，公交車上已經(jīng)屢見不鮮。這里我們設(shè)計一種利用單片機(jī)開發(fā)的新型手持射頻卡讀寫器，作為通用射頻卡檢測設(shè)備。

1 系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)主要由電源管理單元、單片機(jī)AT89C52、射頻卡讀寫模塊（主要由MFRC500構(gòu)成）、無線模塊、鍵盤顯示電路及其他電路構(gòu)成，系統(tǒng)如圖1所示。

手持射頻卡讀寫器的工作原理如下：整個手持機(jī)由電源管理單元給各個模塊提供工作電壓，由單片機(jī)控制射頻卡芯片，并通過天線發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于天線的設(shè)計質(zhì)量)，當(dāng)有射頻卡（也可以稱作電子標(biāo)簽，RFID卡，非接觸卡）進(jìn)入天線發(fā)射的有效范圍時，射頻卡里有一個LC串聯(lián)諧振電路，它的工作頻率與射頻卡讀寫器天線發(fā)射的頻率相一致，由于電磁波提供的激勵能量，使得射頻卡里的LC諧振電路產(chǎn)生了感應(yīng)電勢，電壓達(dá)到一定電壓值，就作為卡內(nèi)其它電路工作的電源，然后射頻卡將數(shù)據(jù)通過內(nèi)部電路以同樣的頻率發(fā)送回去，讀寫器通過天線接收到射頻卡的信號后，進(jìn)行解調(diào)解碼，并根據(jù)沖突檢測和校驗(yàn)，來判斷有效的數(shù)據(jù)，接著通過單片機(jī)的串口發(fā)送數(shù)據(jù)給無線模塊SIM900D，SIM900D可使用短信或者TCP/IP數(shù)據(jù)流兩種方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸，由于短信方式比較適合數(shù)據(jù)量少，單方向的場合，這里為了使該設(shè)計具有更廣的使用，所以采用TCP/IP數(shù)據(jù)流的方式，與遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2 硬件電路設(shè)計

2.1 讀寫器的主要控制器

手持讀寫器的主要的CPU采用ATMEL公司的AT89C52。它是一款常用的51單片機(jī)。被應(yīng)用到各種工業(yè)控制和消費(fèi)電子領(lǐng)域中。其成本低，開發(fā)平臺簡單。當(dāng)然在這個系統(tǒng)里理論上完全可以用其他單片機(jī)或者ARM控制器來替換。

2.2 射頻卡讀寫器設(shè)計

射頻卡讀寫主要通過射頻卡芯片MF RC500及其必要的電路構(gòu)成，射頻卡芯片是整個讀寫器的核心，它可以實(shí)現(xiàn)讀寫射頻卡（電子標(biāo)簽）所有必要的功能，包括射頻信號的產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)等。此芯片實(shí)際上是單片機(jī)與射頻卡之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。任何射頻卡上的數(shù)據(jù)讀寫都要通過此芯片來傳送。通過傳送不同的命令給此芯片，就能實(shí)現(xiàn)不同的控制。

此芯片需要在OSCSIN和OSCOUT引腳上外接13.56MHz晶振，當(dāng)然也可使用其他外部時鐘，但不推薦這樣做，因?yàn)樗�本身的時鐘已經(jīng)足夠穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，射頻卡芯片的模擬部分使用單獨(dú)的電源，它對內(nèi)部的震蕩器、模擬解調(diào)器和解碼器提供工作電壓，同時對驅(qū)動部分和數(shù)字部分也各使用單獨(dú)電源供電，此讀卡器，我利用磁珠把各電源進(jìn)行分開。

此芯片支持不同的CPU接口，單片機(jī)通過控制射頻卡芯片的NCS引腳來選擇射頻卡芯片，在射頻卡芯片上電或硬件復(fù)位后，此芯片馬上復(fù)位它的接口模式，并根據(jù)幾個固定引腳上的邏輯電平來識別當(dāng)前CPU接口的類型。我們這里選擇了地址線與數(shù)據(jù)線分時復(fù)用的接口類型，其具體操作是：當(dāng)ALE為邏輯1時，將地址鎖存到內(nèi)部的相應(yīng)鎖存器中，然后由讀寫信號完成對芯片的數(shù)據(jù)讀寫。

在這個部分，讀寫器的天線設(shè)計也相當(dāng)?shù)闹匾�，它的設(shè)計質(zhì)量將直接影響讀寫射頻卡的有效距離，我們參考芯片的數(shù)據(jù)手冊，采用直接匹配的天線，其有效距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10cm。在天線電路的設(shè)計里，我們主要考慮兩個方面的問題：

第一個方面是對電磁干擾的濾波，由于這個讀寫器的工作頻率為13.56MHz，由時鐘電路產(chǎn)生，但它也伴隨產(chǎn)生13.56 MHz中的3次、5次等高次諧波。為達(dá)到國際EMC要求，良好地控制這些電磁干擾。本讀寫器使用低通濾波器來控制電磁干擾。

第二個方面是為了天線的性能達(dá)到最好，需要考慮天線電路的阻抗匹配。

2.3 電源的設(shè)計

由于本手持機(jī)在使用無線模塊時，需要較大的電流。另外本設(shè)備為手持機(jī)，所以系統(tǒng)設(shè)計采用優(yōu)科能源的可充電聚合物鋰離子電池組件（2節(jié)串聯(lián)，每節(jié)3.7V的標(biāo)稱電壓），可充電（需另購充電器，充電電壓為8.4V），電池電壓通過降壓型DCDC芯片AOZ1016A轉(zhuǎn)換成5V電壓輸出，此芯片的輸入電壓范圍較大（從4.5V~16V），最大可以輸出3.6A的電流，完全滿足本手持機(jī)的電壓需要。

2.4 顯示器的設(shè)計

顯示部分采用160×96點(diǎn)陣液晶屏，這個液晶屏是總線型的，它與單片機(jī)的連接采用數(shù)據(jù)并行模式，直接與單片機(jī)的PO口相連，而液晶屏的讀寫控制信號R/W則直接連接單片機(jī)的讀寫信號上，另外液晶屏的片選信號CS，指令/數(shù)據(jù)寄存器選擇信號A0，復(fù)位信號RESET和串并行選擇端P/S，都需要分別連接到單片機(jī)的其他I/O口。

2.5 鍵盤的設(shè)計

鍵盤設(shè)計使用單片機(jī)P1口的八個I/O口實(shí)現(xiàn)，采用4×4矩陣動態(tài)掃描模式，可設(shè)計提供11個數(shù)字鍵（包括小數(shù)點(diǎn)）、確認(rèn)鍵、取消鍵、退格鍵、2個功能鍵，共16個按鍵。滿足一般手持設(shè)備的按鍵需求。

2.6 無線通訊模塊

目前市場上提供的無線通訊模塊有很多，為了適應(yīng)更多的國家使用，我們使用剛剛推出的四頻的無線模塊SIM900D（它是SIM340DZ的替代品），此模塊自帶TCP/IP協(xié)議棧，無需其他CPU的支持就能利用TCP/IP數(shù)據(jù)流方式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)然它也使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令，性能穩(wěn)定，使用方便。本手持機(jī)中，單片機(jī)通過串口與SIM900D進(jìn)行通信，由于單片機(jī)AT89C52采用5V供電，而SIM900D使用4.3V供電，所以需要在5V電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行降壓，我們這里采用簡單的二極管進(jìn)行串接降壓。當(dāng)然此模塊還需要SIM卡接口電路，由于SIM卡是經(jīng)常被手碰到的地方，需要給SIM卡加上ESD保護(hù)電路。

3 軟件設(shè)計

手持機(jī)軟件系統(tǒng)用C51進(jìn)行直接編寫，當(dāng)然如果擴(kuò)展外部儲存器，也可考慮在本系統(tǒng)中采用嵌入式操作系統(tǒng)，并在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上編寫自己的應(yīng)用驅(qū)動程序，我們這里考慮到本手持機(jī)只是作為物流讀寫射頻卡的中間設(shè)備，數(shù)據(jù)處理類型和任務(wù)較少，較復(fù)雜的應(yīng)用處理可以由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心來實(shí)現(xiàn)，所以這里采用C51直接編寫全部程序，系統(tǒng)的各個單元部分用單獨(dú)的任務(wù)線程設(shè)計，在減少了軟件設(shè)計的復(fù)雜度的同時，也增強(qiáng)了軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可讀性。

本系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括，系統(tǒng)初始化，鍵盤掃描處理，液晶顯示，射頻卡的讀寫，以及無線模塊的控制與數(shù)據(jù)通訊等主要部分，由于系統(tǒng)初始化，鍵盤掃描處理，LCD顯示，都是非常常見的應(yīng)用設(shè)計，下面主要說明射頻卡的讀寫部分的設(shè)計。

3.1 射頻卡的讀寫軟件設(shè)計

射頻卡的讀寫，最主要是對芯片進(jìn)行控制。因此讀寫程序也主要是完成單片機(jī)對射頻卡芯片MF RC500的控制，從而實(shí)現(xiàn)芯片與射頻卡之間的數(shù)據(jù)交互，工作流程如下：

1）單片機(jī)對射頻卡芯片進(jìn)行初始化，使其進(jìn)入正常的工作狀態(tài)；

2）等待中斷信號（射頻卡芯片通過天線檢測到有效的射頻卡進(jìn)入有效范圍后，產(chǎn)生中斷信號給單片機(jī)）；

3）由單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令給射頻卡芯片，進(jìn)行請求，防碰撞，選擇等操作；

4）單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令對讀寫射頻卡密碼進(jìn)行驗(yàn)證；

5）驗(yàn)證完畢后，讀取射頻卡指定塊的內(nèi)容或者寫入相應(yīng)地址塊的數(shù)據(jù)；

6）完成數(shù)據(jù)讀寫后，向卡發(fā)送停止命令，并可判斷卡有沒有離開。

3.2 無線模塊的數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖�設(shè)計

由于無線模塊SIM900D自帶TCP/IP協(xié)議棧，在本手持讀寫器里，單片機(jī)通過其串口，利用AT命令就可以對SIM900D進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。主要流程如下：

1）先由單片機(jī)通過I/O腳控制模塊上電，使SIM900D上電復(fù)位；

2）單片機(jī)通過串口發(fā)送AT命令控制無線模塊SIM900D與遠(yuǎn)程服務(wù)器建立TCP連接(預(yù)先需要知道遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心服務(wù)器的IP地址和端口)；

3）連接建立后，單片機(jī)把準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)發(fā)送給無線模塊SIM900D，通過前面建立好的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；并讀取無線模塊SIM900D從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心返回的數(shù)據(jù)；

4）數(shù)據(jù)處理好后，關(guān)閉當(dāng)前建立的TCP連接，然后再關(guān)閉無線模塊SIM900D的電源，以節(jié)約耗電，繼續(xù)等待下一次的通訊。

4 結(jié)論

本手持機(jī)主要支持IS014443A協(xié)議的射頻卡的讀寫，此射頻卡目前已經(jīng)被廣泛使用。利用此設(shè)計方案，開發(fā)的物流手持射頻卡讀寫器，具有攜帶方便，成本低，軟件修改方便，可使用場合多的特點(diǎn)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其應(yīng)用前景一定非常廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]謝高生，易靈芝，王根平.動態(tài)密鑰在Mifare射頻IC卡識別系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)測量與控制，2009，17(4)：725-726.

[2]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版式，2006，12.

2 硬件電路設(shè)計

2.1 讀寫器的主要控制器

手持讀寫器的主要的CPU采用ATMEL公司的AT89C52。它是一款常用的51單片機(jī)。被應(yīng)用到各種工業(yè)控制和消費(fèi)電子領(lǐng)域中。其成本低，開發(fā)平臺簡單。當(dāng)然在這個系統(tǒng)里理論上完全可以用其他單片機(jī)或者ARM控制器來替換。

2.2 射頻卡讀寫器設(shè)計

射頻卡讀寫主要通過射頻卡芯片MF RC500及其必要的電路構(gòu)成，射頻卡芯片是整個讀寫器的核心，它可以實(shí)現(xiàn)讀寫射頻卡（電子標(biāo)簽）所有必要的功能，包括射頻信號的產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)等。此芯片實(shí)際上是單片機(jī)與射頻卡之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。任何射頻卡上的數(shù)據(jù)讀寫都要通過此芯片來傳送。通過傳送不同的命令給此芯片，就能實(shí)現(xiàn)不同的控制。

此芯片需要在OSCSIN和OSCOUT引腳上外接13.56MHz晶振，當(dāng)然也可使用其他外部時鐘，但不推薦這樣做，因?yàn)樗�本身的時鐘已經(jīng)足夠穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，射頻卡芯片的模擬部分使用單獨(dú)的電源，它對內(nèi)部的震蕩器、模擬解調(diào)器和解碼器提供工作電壓，同時對驅(qū)動部分和數(shù)字部分也各使用單獨(dú)電源供電，此讀卡器，我利用磁珠把各電源進(jìn)行分開。

此芯片支持不同的CPU接口，單片機(jī)通過控制射頻卡芯片的NCS引腳來選擇射頻卡芯片，在射頻卡芯片上電或硬件復(fù)位后，此芯片馬上復(fù)位它的接口模式，并根據(jù)幾個固定引腳上的邏輯電平來識別當(dāng)前CPU接口的類型。我們這里選擇了地址線與數(shù)據(jù)線分時復(fù)用的接口類型，其具體操作是：當(dāng)ALE為邏輯1時，將地址鎖存到內(nèi)部的相應(yīng)鎖存器中，然后由讀寫信號完成對芯片的數(shù)據(jù)讀寫。

在這個部分，讀寫器的天線設(shè)計也相當(dāng)?shù)闹匾�，它的設(shè)計質(zhì)量將直接影響讀寫射頻卡的有效距離，我們參考芯片的數(shù)據(jù)手冊，采用直接匹配的天線，其有效距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10cm。在天線電路的設(shè)計里，我們主要考慮兩個方面的問題：

第一個方面是對電磁干擾的濾波，由于這個讀寫器的工作頻率為13.56MHz，由時鐘電路產(chǎn)生，但它也伴隨產(chǎn)生13.56 MHz中的3次、5次等高次諧波。為達(dá)到國際EMC要求，良好地控制這些電磁干擾。本讀寫器使用低通濾波器來控制電磁干擾。

第二個方面是為了天線的性能達(dá)到最好，需要考慮天線電路的阻抗匹配。

2.3 電源的設(shè)計

由于本手持機(jī)在使用無線模塊時，需要較大的電流。另外本設(shè)備為手持機(jī)，所以系統(tǒng)設(shè)計采用優(yōu)科能源的可充電聚合物鋰離子電池組件（2節(jié)串聯(lián)，每節(jié)3.7V的標(biāo)稱電壓），可充電（需另購充電器，充電電壓為8.4V），電池電壓通過降壓型DCDC芯片AOZ1016A轉(zhuǎn)換成5V電壓輸出，此芯片的輸入電壓范圍較大（從4.5V~16V），最大可以輸出3.6A的電流，完全滿足本手持機(jī)的電壓需要。

2.4 顯示器的設(shè)計

顯示部分采用160×96點(diǎn)陣液晶屏，這個液晶屏是總線型的，它與單片機(jī)的連接采用數(shù)據(jù)并行模式，直接與單片機(jī)的PO口相連，而液晶屏的讀寫控制信號R/W則直接連接單片機(jī)的讀寫信號上，另外液晶屏的片選信號CS，指令/數(shù)據(jù)寄存器選擇信號A0，復(fù)位信號RESET和串并行選擇端P/S，都需要分別連接到單片機(jī)的其他I/O口。

2.5 鍵盤的設(shè)計

鍵盤設(shè)計使用單片機(jī)P1口的八個I/O口實(shí)現(xiàn)，采用4×4矩陣動態(tài)掃描模式，可設(shè)計提供11個數(shù)字鍵（包括小數(shù)點(diǎn)）、確認(rèn)鍵、取消鍵、退格鍵、2個功能鍵，共16個按鍵。滿足一般手持設(shè)備的按鍵需求。

2.6 無線通訊模塊

目前市場上提供的無線通訊模塊有很多，為了適應(yīng)更多的國家使用，我們使用剛剛推出的四頻的無線模塊SIM900D（它是SIM340DZ的替代品），此模塊自帶TCP/IP協(xié)議棧，無需其他CPU的支持就能利用TCP/IP數(shù)據(jù)流方式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)然它也使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令，性能穩(wěn)定，使用方便。本手持機(jī)中，單片機(jī)通過串口與SIM900D進(jìn)行通信，由于單片機(jī)AT89C52采用5V供電，而SIM900D使用4.3V供電，所以需要在5V電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行降壓，我們這里采用簡單的二極管進(jìn)行串接降壓。當(dāng)然此模塊還需要SIM卡接口電路，由于SIM卡是經(jīng)常被手碰到的地方，需要給SIM卡加上ESD保護(hù)電路。

3 軟件設(shè)計

手持機(jī)軟件系統(tǒng)用C51進(jìn)行直接編寫，當(dāng)然如果擴(kuò)展外部儲存器，也可考慮在本系統(tǒng)中采用嵌入式操作系統(tǒng)，并在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上編寫自己的應(yīng)用驅(qū)動程序，我們這里考慮到本手持機(jī)只是作為物流讀寫射頻卡的中間設(shè)備，數(shù)據(jù)處理類型和任務(wù)較少，較復(fù)雜的應(yīng)用處理可以由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心來實(shí)現(xiàn)，所以這里采用C51直接編寫全部程序，系統(tǒng)的各個單元部分用單獨(dú)的任務(wù)線程設(shè)計，在減少了軟件設(shè)計的復(fù)雜度的同時，也增強(qiáng)了軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可讀性。

本系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括，系統(tǒng)初始化，鍵盤掃描處理，液晶顯示，射頻卡的讀寫，以及無線模塊的控制與數(shù)據(jù)通訊等主要部分，由于系統(tǒng)初始化，鍵盤掃描處理，LCD顯示，都是非常常見的應(yīng)用設(shè)計，下面主要說明射頻卡的讀寫部分的設(shè)計。

3.1 射頻卡的讀寫軟件設(shè)計

射頻卡的讀寫，最主要是對芯片進(jìn)行控制。因此讀寫程序也主要是完成單片機(jī)對射頻卡芯片MF RC500的控制，從而實(shí)現(xiàn)芯片與射頻卡之間的數(shù)據(jù)交互，工作流程如下：

1）單片機(jī)對射頻卡芯片進(jìn)行初始化，使其進(jìn)入正常的工作狀態(tài)；

2）等待中斷信號（射頻卡芯片通過天線檢測到有效的射頻卡進(jìn)入有效范圍后，產(chǎn)生中斷信號給單片機(jī)）；

3）由單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令給射頻卡芯片，進(jìn)行請求，防碰撞，選擇等操作；

4）單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的指令對讀寫射頻卡密碼進(jìn)行驗(yàn)證；

5）驗(yàn)證完畢后，讀取射頻卡指定塊的內(nèi)容或者寫入相應(yīng)地址塊的數(shù)據(jù)；

6）完成數(shù)據(jù)讀寫后，向卡發(fā)送停止命令，并可判斷卡有沒有離開。

3.2 無線模塊的數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖�設(shè)計

由于無線模塊SIM900D自帶TCP/IP協(xié)議棧，在本手持讀寫器里，單片機(jī)通過其串口，利用AT命令就可以對SIM900D進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。主要流程如下：

1）先由單片機(jī)通過I/O腳控制模塊上電，使SIM900D上電復(fù)位；

2）單片機(jī)通過串口發(fā)送AT命令控制無線模塊SIM900D與遠(yuǎn)程服務(wù)器建立TCP連接(預(yù)先需要知道遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制中心服務(wù)器的IP地址和端口)；

3）連接建立后，單片機(jī)把準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)發(fā)送給無線模塊SIM900D，通過前面建立好的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；并讀取無線模塊SIM900D從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心返回的數(shù)據(jù)；

4）數(shù)據(jù)處理好后，關(guān)閉當(dāng)前建立的TCP連接，然后再關(guān)閉無線模塊SIM900D的電源，以節(jié)約耗電，繼續(xù)等待下一次的通訊。

4 結(jié)論

本手持機(jī)主要支持IS014443A協(xié)議的射頻卡的讀寫，此射頻卡目前已經(jīng)被廣泛使用。利用此設(shè)計方案，開發(fā)的物流手持射頻卡讀寫器，具有攜帶方便，成本低，軟件修改方便，可使用場合多的特點(diǎn)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其應(yīng)用前景一定非常廣闊。

參考文獻(xiàn)