射頻技術論文范文

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第1篇

射頻技術可以實現(xiàn)非接觸識讀，識讀距離可從十幾厘米到幾十米；不需要光源；使用壽命長；識讀距離遠；抗惡劣環(huán)境能力強；安全性高；可同時識別多個對象，數(shù)據(jù)的記憶容量大；可不需人力介入操作。射頻技術可應用于產(chǎn)品防偽、物品追蹤、自動收費，尤其在物流管理系統(tǒng)中，應用非常廣泛。

二、物流管理系統(tǒng)

物流是物品在一定時間里的空間運動，物流的目標在于以最小的費用滿足消費者的物流需求。2007年中國物流企業(yè)信息化推進大會在北京舉行。大會指出，我國目前的物流產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀是物流信息化程度低，信息化系統(tǒng)功能欠完善，我國今后物流發(fā)展的主要任務是鼓勵生產(chǎn)流通企業(yè)應用現(xiàn)代物流管理技術，改善傳統(tǒng)企業(yè)的管理，促進流通的現(xiàn)代化。

三、射頻技術在物流管理中的應用

射頻技術在物流配送中的應用可分為商品的入庫、出庫、存儲、運輸跟蹤、配送等。RFID技術可以加快供應鏈的運轉，提高物流管理的效率。

1.商品出庫與入庫

物資配送中心所派車隊進入倉儲中心時通過門禁，閱讀器讀取到射頻標簽信息并在倉儲中心系統(tǒng)中顯示此時車隊所載物資為空。車隊裝載物資完畢離開發(fā)物倉庫時再次通過門禁，物流系統(tǒng)將出庫物資信息寫入到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中并上報給物資配送中心，這樣就等于射頻標簽承載了其所運物資的相關信息，自動完成物資出庫，此時運送物資的車輛和物資進入在途狀態(tài)。運輸車隊到達收物倉庫時再次通過門禁，閱讀器讀取到射頻標簽中的信息后傳輸給倉儲中心系統(tǒng)，系統(tǒng)即顯示待入庫物資的相關信息并寫入數(shù)據(jù)庫，自動完成物資入庫，并上報給物資配送中心，通知物流配送中心配送任務已經(jīng)完成。

2.存儲與庫存盤點

在倉庫里，射頻技術最廣泛的應用是存取貨物與庫存盤點，它能用來實現(xiàn)自動化的商品的登記、存貨和取貨等操作。在倉儲管理中，通過將供應計劃系統(tǒng)與射頻識別技術相結合，能夠高效地完成各種操作。可增強作業(yè)的準確性和快捷性，提高服務質量，降低成本，減少物流中由于偷竊、損害、出貨錯誤等造成的損耗，實現(xiàn)快速供貨并最大限度地減少儲存成本。

3.運輸跟蹤

在運輸管理中，通過在貨物和車輛上貼RFID標簽，完成設備的跟蹤控制。接收裝置收到RFID標簽信息后，連同接收地的位置信息上傳至通信衛(wèi)星，再由衛(wèi)星傳送給運輸調度中心，送入數(shù)據(jù)庫中。利用射頻技術可準確、迅速地完成配送任務并實現(xiàn)對在途物資的跟蹤。在物資運輸期間，物資配送中心根據(jù)發(fā)/收物倉儲中心上報的數(shù)據(jù)可知在途物資的名稱、品種和數(shù)量等信息，達到在途物資的可見性。

4.物流配送

在配送環(huán)節(jié)，采用射頻技術能大大加快配送的速度和提高揀選與分發(fā)過程的效率與準確率，并能減少人工、降低配送成本。到達中央配送中心的所有商品都貼有RFID標簽，在進入中央配送中心時，托盤通過一個門閱讀器，讀取托盤上所有貨箱上的標簽內(nèi)容。系統(tǒng)將這些信息與發(fā)貨記錄進行核對，以檢測出可能的錯誤，然后將RFID標簽更新為最新的商品存放地點和狀態(tài)。這樣就確保了精確的庫存控制，甚至可確切了解目前有多少貨箱處于轉運途中、轉運的始發(fā)地和目的地，以及預期的到達時間等信息。

RFID技術可以實現(xiàn)合理的產(chǎn)品庫存控制和智能物流技術。借助電子標簽，可以實現(xiàn)商品對原料、半成品、成品、運輸、倉儲、配送、上架、最終銷售，甚至退貨處理等環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控，使整個供應鏈管理顯得透明而高效。

四、RFID的發(fā)展方向

RFID與其他新興技術一樣，仍存在很多問題。缺乏統(tǒng)一的技術標準是制約RFID發(fā)展的重要因素。RFID的成本過高是抑制RFID技術的關鍵問題。其成本主要是標簽、讀寫設備及相關管理軟件的成本。其中，由于標簽將貼于單件產(chǎn)品上，數(shù)量巨大，標簽成本的降低，將是RFID成本降低的重要部分。采用RFID技術的最大好處是可以對企業(yè)的供應鏈進行透明管理，但同時會使個人隱私受到影響。因此，RFID的安全性也非常令人關注，需要盡快推出增強安全性能的RFID產(chǎn)品。RFID的讀取仍存在錯讀率高的問題。

射頻技術在物流管理系統(tǒng)中的應用，提高了商品入庫、商品配送和管理的工作效率，減少了人力資源的浪費，提高了人員的利用率，射頻技術作為供應鏈下物流管理硬件將會得到越來越廣泛的應用。

參考文獻:

[1]劉志強丁鵬盛煥燁:物流配送系統(tǒng)設計[M]．北京:清華大學出版社,2003

[2]鄭志軍資道根:物流信息管理實務[M].北京:海天出版社,2005

第2篇

關鍵詞：射頻識別技術射頻卡分類

引言

射頻識別技術(RFID，RadioFrequencyIdentification)實際上是自動識別技術(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在無線電技術方面的具體應用與發(fā)展。該項技術的基本思想是，通過采用一些先進的技術手段，實現(xiàn)人們對各類物體或設備(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。

目前，應用最廣泛的自動識別技術大致可以分為光學技術和無線電技術兩個方面。本文主要介紹自動識別技術在無線電技術方面的應用。

1射頻識別技術簡介

20世紀80年代，由于大規(guī)模集成電路技術的成熟，射頻識別系統(tǒng)的體積大大縮小，使得射頻識別技術進入實用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術。

射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID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EEPROM用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM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識卡。卡封裝可以有不同形式，比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比，射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運動目標等優(yōu)點。

在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當射頻卡經(jīng)過這個區(qū)域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內(nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存。當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后，解碼并進行錯誤校驗來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計算機網(wǎng)絡。簡單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡，而復雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數(shù)，甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。

工作原理如圖1所示。

2射頻識別技術的分類

射頻識別技術主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統(tǒng)。①低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)。其基本特點是：射頻卡的成本較低、標簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無源情況，典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統(tǒng)多用于短距離、低成本的應用中，如多數(shù)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤。②高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統(tǒng)多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監(jiān)控、高速公路收費等系統(tǒng)。

(2)射頻卡

根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數(shù)據(jù)所花費的時間遠大于讀取數(shù)據(jù)所花費的時間(常規(guī)為改寫所花費的時間為s級，閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡，寫入后數(shù)據(jù)不能改變，且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼，不能逐改，保證了安全性。RO卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)電池的能量、識別距離較長，可達十幾m，但是它的壽命有限(3~10年)，且價格較高；無源射頻卡不含電池，利用讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量輕、體積小、壽命長、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十cm，且需要讀寫器的發(fā)射功率大。

(4)調制方式

根據(jù)調制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。②被動式的射頻卡，使用調制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號，適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。

目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長，射頻卡之間的距離就要大，應用起來很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區(qū)域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。

3國際射頻識別技術發(fā)展狀況

射頻識別技術在國外發(fā)展得很快。RFID產(chǎn)品種類很多，像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特點，自成系列。射頻識別技術被廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于澳機場旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小了發(fā)生事故的可能性；德國BMW公司將射頻識別系統(tǒng)應用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過程控制中等。

據(jù)有關權威數(shù)據(jù)顯示，射頻識別產(chǎn)品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見，射頻識別技術具有廣闊的市場前景。

4射頻識別技術在我國的發(fā)展

我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃，是一個旨在加速推動我國國民經(jīng)濟信息化進程的重大國家級工程，由此各種自動識別技術的發(fā)展及應用十分迅猛。現(xiàn)在，射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術，也將在中國很快地普及。

目前，我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發(fā)展前景較好。當然，這里僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及，都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經(jīng)濟增長點。

4.1安全防護領域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統(tǒng)均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如，可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等，目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續(xù)、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器，人員出入時自動識別身份，非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式，將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產(chǎn)。將射頻卡貼在物品上面，如計算機、傳真機、文件、復印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產(chǎn)，可以跟蹤一個物品從某一建筑離開，或是用報警的方式限制物品離開某地。結合GPS系統(tǒng)利用射頻卡，還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是RFID較新的應用。目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號，汽車的引擎將不會發(fā)動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。

另一種汽車防盜系統(tǒng)是，司機自己帶有一射頻卡，其發(fā)射范圍是在司機座椅45~55cm以內(nèi)，讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的ID號時，系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫，然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統(tǒng)還有另一強大功能：倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關閉，這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號；假如司機將該射頻卡帶離汽車，這樣讀寫器不能讀到有效ID號，引擎就會自動關閉，同時觸發(fā)報警裝置。

(3)電子物品監(jiān)視系統(tǒng)

電子物品監(jiān)視系統(tǒng)(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統(tǒng)包括貼在物體上的一個內(nèi)存容量僅為1比特(即開或關)的射頻卡，和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態(tài)下，射頻卡接近掃描器時會被探測到，同時會報警。如果貨物被購買，由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里)，或者用磁場來使射頻卡失效，或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統(tǒng)已被廣泛使用。據(jù)估計每年消耗60億套。

4.2商品生產(chǎn)銷售領域

(1)生產(chǎn)線自動化

用RFID技術在生產(chǎn)流水線上實現(xiàn)自動控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率，改進生產(chǎn)方式，節(jié)約了成本。舉個例子以說明在生產(chǎn)線上應用RFID技術的情況。

用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡，以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產(chǎn)是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的。用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項中，選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來，汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車，如果沒有一個高度組織的、復雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統(tǒng)，使用可重復使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置，能毫不出錯地完成裝配任務。

(2)倉儲管理

將RFID系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，能有效地解決與貨物流動有關的信息管理，不但增加了處理貨物的速度，還可監(jiān)視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里，與該貨物有關的信息都能在計算機里查到。當貨物出庫時，由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。

(3)產(chǎn)品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優(yōu)勢。防偽技術本身要求成本低，且難于偽造。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。射頻卡本身有內(nèi)存，可以儲存、修改與產(chǎn)品有關的數(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、電視等產(chǎn)品上都可使用。

(4)RFID卡收費

國外的各種交易大多利用各種卡來完成，而我國普遍采用現(xiàn)金交易。現(xiàn)金交易不方便也不安全，還容易出現(xiàn)稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而射頻卡也開始占據(jù)市場。原因是在一些惡劣的環(huán)境中，磁卡、IC卡容易損壞，而射頻卡則不易磨損，也不怕靜電及其它情況；同時，射頻卡用起來方便、快捷，甚至不用打開包，在讀寫器前搖晃一下，就完成收費。另外，還可同時識別幾張卡．并行收費，如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環(huán)境條件差，射頻卡的使用有助于改善這種情況。

4.3管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計領域

(1)畜牧管理

該領域的發(fā)展起步于賽馬的識別，是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長，內(nèi)有一個線圈，約1000圈的細線繞在鐵氧體上，讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發(fā)展到了標識牲畜。牲畜的識別提供了現(xiàn)代化管理牧場的方法。

(2)運動計時

在馬拉松比賽中，由于人員太多，有時第一個出發(fā)的人同最后一個出發(fā)的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置，就會出現(xiàn)差錯。射頻卡應用于馬拉松比賽中，運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡，在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當運動員越過此墊片時，計時系統(tǒng)便會接收運動員所帶的射頻卡發(fā)出的ID號，并記錄當時的時間。這樣，每個運動員都會有自己的起始時間和結束時間，不會出現(xiàn)不公平競爭的可能性了。在比賽路線中，如果每隔5km就設置這樣一個墊片，還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。

RFID還可應用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線，這些天線與讀寫器相連，而射頻卡安裝到賽車前方。當賽車每越過一個天線時，賽車的ID號和時間就被記錄下來，并存儲到中央計算機內(nèi)。這樣到比賽結束時，每個參賽選手將會有一個準確的結果。

4.4交通運輸領域

(1)高速公路自動收費及交通管理

高速公路自動收費系統(tǒng)是射頻識別技術最成功的應用之一。目前，中國的高速公路發(fā)展非常快，而高速公路收費卻存在一些問題：一是在收費站口，許多車輛要停車排隊，成為交通瓶頸問題；二是少數(shù)不法的收費員貪污路費，使國家損失了相當?shù)呢斦杖搿FID技術應用在高速公路自動收費上，能夠充分體現(xiàn)它非接觸識別的優(yōu)勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費，同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術的不停車高速公路自動收費系統(tǒng)是將來的發(fā)展方向；人工收費，包括IC卡的停車收費方式，終將會被淘汰。預計在未來10年內(nèi)，高速公路自動收費系統(tǒng)將有數(shù)十億元的需求。

在城市交通方面，解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導，提高道路的利用率，深挖現(xiàn)有交通潛能也是非常重要的；而基于RFID技術的交通管理系統(tǒng)可實現(xiàn)自動查處違章車輛，記錄違章情況。另外，公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息，會給乘客帶來很大的方便。

(2)火車和貨運集裝箱的識別

在火車運營中，使用RFID系統(tǒng)很大的優(yōu)勢在于：火車是按既定路線運行的，因此肯定要通過設定的讀寫器的地點。通過讀到的數(shù)據(jù)，能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性，以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故，同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統(tǒng)讀出車廂側的條碼，現(xiàn)在被RFID系統(tǒng)取代。射頻卡一般安在車廂頂邊，讀寫器安在鐵路沿線，就可得到火車的實時信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。

目前，射頻自動識別系統(tǒng)的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯(lián)網(wǎng)啟用車次車號自動識別系統(tǒng)，為自備車企業(yè)、合資鐵路和地方鐵路實現(xiàn)信息化智能運輸管理提供了重要良機。

第3篇

無限代的信號通過點測產(chǎn)把數(shù)據(jù)傳送出去，從概念上來講，類似于條碼掃描，從結構上來看，無線射頻通信技術僅包括兩個基本器件，具有快速掃描、體積小、耐久性強、無屏障閱讀以及數(shù)據(jù)容量大等的優(yōu)點。為利用無線射頻通信技術的數(shù)據(jù)采取，系統(tǒng)的設計需要包括集端和顯示端兩部分，采集端通過相關傳感器采集數(shù)據(jù)，位于檢測位置，其中傳感器主要是指溫度傳感器、濕度傳感器以及噪音傳感器和粉塵傳感器等，依照日后的需求，在傳感器方面還可以進行增加，傳感器的輸出系統(tǒng)在經(jīng)過MSP430F169處理后通過發(fā)射端輸出信息，在顯示端則是先由nRF905發(fā)射端接受來自發(fā)射端的顯現(xiàn)信號，再經(jīng)過MSP430F169單片機的處理處理在顯示器上顯示。

2基于無線射頻通信技術的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設計

無線通信模塊設計中采集數(shù)據(jù)的傳輸主要是通過無線射頻通信技術，在前文提到通信模塊nRF905，具有單個工作頻段，本系統(tǒng)在設計中為設計簡單，采用的是433MHz頻段，為使nRF905能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳播，在設計中采用了VLSIShockBrust技術，在設計中無需采取單片機處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的處理速率也可以依照需要進行設定。芯片在ShockBrust工作模式下可以自動產(chǎn)生導碼和CRC。在本設計中nRF905模塊采用SPI接口通信，這樣的設計一方面簡化了設計同時也能解決成本。nRF905發(fā)射端功耗小，在發(fā)射功率為-10dBm時，接受電流和發(fā)射電流僅僅為12.5mA和11mA，非常節(jié)能省電。nRF905整體設計降低了成本，同時也極大地節(jié)省了能源。在微處理器模塊設計中，模塊主要是由LCD12864液晶顯示器、DS1302時鐘和MSP430F149單片機構成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集顯示和時間同步。設計中采用的是TI公司生產(chǎn)的16位總線的MSP430F169單片機，此單片機內(nèi)部置有12位AD轉換器，把采集到的模擬信號轉化為數(shù)字信號，此單片機最突出的優(yōu)點是低功耗，方便長期使用。設計系統(tǒng)采用的hiLCD2864液晶顯示器實現(xiàn)計時，具有耗能低性能高的優(yōu)點，可根據(jù)需要實現(xiàn)自動調整。傳感器模塊為實現(xiàn)多項氣象數(shù)據(jù)的采集，依照高性能、低能耗以及低成本的原則采用了不同類型傳感器，如DS18B20、BMP085以及DHT21等，依照實際的需求也可增減相應的傳感器。DS18B20具有體積小抗干擾的優(yōu)點，測量溫度范圍在-55℃~125℃，采取單線接口方式，在硬件設計和軟件設計中都十分方便。DHT21是測量濕度變化的傳感器，同樣也是采取單線串行輸出，節(jié)省I0口，適合于自然環(huán)境濕度的測量。BMP085是一種非常常用的壓力傳感器，內(nèi)部含有AD，單片機通過IIC總線連接，使用簡單。DSM501A是一個粉塵測量傳感器，能夠檢測1μm以上微塵，在設計中并不能反映出PM2.5的值，但是能夠比較清晰的反映出空氣粉塵含量，滿足日常需要。在設計中，還采用了噪音強度傳感器，模塊中采用了LM386設計的放大電路，輸出的模擬信號通過單片機進行數(shù)模轉換。

3軟件設計

本系統(tǒng)軟件程度設計主要分為發(fā)送接受程序、數(shù)據(jù)處理顯示程序和各傳感器測試程序。nRF905發(fā)送接收程序包括發(fā)送和接受兩部分，需要先設置RF配置寄存器，需要注意兩部分的配置寄存器必須統(tǒng)一，如設置頻段、地址庫研讀、輸出功率以及CRC模式等都需要相同，系統(tǒng)有效數(shù)據(jù)長度取10字節(jié)，發(fā)送程序為開始寄存器初始化寫發(fā)送數(shù)據(jù)TRX-CETX-EEN置高發(fā)送完成TRX-CE置低結束，接收程序為開始寄存器初始化TRX-CETX-EEN置高數(shù)據(jù)準備就緒DR為高TRX-CE置低MCU讀數(shù)據(jù)DR、AM置低結束。本設計系統(tǒng)采用了多種傳感器，在傳感器信息采集中，單片機對傳感器進行掃描控制，把所有數(shù)字信號依照順序存取起來，在依照各傳感器的數(shù)據(jù)進行處理轉化為相應的真實測量數(shù)據(jù)，具體過程為采集個傳感器原始信號模擬信號AD轉化多組數(shù)字信號統(tǒng)一編碼nRF905發(fā)送nRF905接受編碼信號轉化為實測數(shù)據(jù)實測數(shù)據(jù)液晶顯示。

4測試結果