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物联网感知技术综合项目一、实验目的 1、掌握基于传感器、RFID应用系统的软硬件综合设计。 2、掌握51单片机对RFID读写、传感器数据采集、执行器控制及串口通信编程。 二、实验内容自拟题目，基于单片机系统，应用高频RFID技术，并结合一种以上的传感器或执行器，设计软硬件，开发一款小型综合应用。 三、实验预备知识1、MFRC522芯片介绍MFRC522芯片是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。MF RC522利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。 MFRC522模块适用于需要进行射频卡终端设计和生产的用户。本模块可直接装入各种读卡器模具。模块采用电压为3.3V，与主机间通信采用SPI模式。 支持的卡类型：mifare1 S50、mifare1 S70、mifare UltraLight、mifare Pro、mifare Desfire。 电压最大不能超过3.6V，单片机供电为5V，切记不要直接供电，否则会出现不识卡的情况，可以使用“稳压LM1117-3.3”这个原件。 单片机与MFRC522模块之间通过SPI进行通信，硬件引脚与程序中引脚的对应情况如下。 SDA——MF522_NSS //片选 SCK——MF522_SCK MOSI——MF522_SI MISO——MF522_SO RST——MF522_RST 2、S50非接触式IC卡（1）主要指标 容量为8K EEPROM 分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节，以块为存取单位 每个扇区有独立的一组密码及访问控制 每张卡有唯一序列号，为32位 具有防冲突机制，支持多卡操作 无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通信控制逻辑电路 数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次 工作频率：13.56MHz 读写距离：10cm以内（与读写器有关） （2）S50存储区 M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成。如下图所示。 
第0扇区的块0，用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。 每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存储数据。数据块可用作两种应用： 用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。 用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。 每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存取控制、密码B。结构如下图所示。密码A通常不可见，显示为全0。存取控制默认为FF 07 80 69。密码B默认为6个FF。 
3、学习MFRC522 Demo程序掌握MFRC522 Demo程序工作原理、硬件接线、资源分配（定时器、串口）及工作模式，了解MFRC522基本指令和输入输出。并进行单步测试。 读懂代码，各API的功能及参数，掌握读写卡API调用流程。 （1）重要API及操作流程  （2）控制指令测试实例1 功能：读卡号，读扇区0块0～块3的数据。 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 11 00 2B 2F 41 08 4D 08 04 00 62 63 64 65 66 67 68 69 | | | 11 00 00 00 00 00 FF FF FF FF 00 00 00 00 01 FE 01 FE | | | 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 | | | 11 00 00 00 00 00 00 00 FF 07 80 69 FF FF FF FF FF FF |
（2）控制指令测试实例2 功能：读卡号，设置卡为充值卡，初始化余额为0，然后充值、扣款、查询余额。 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 12 09 01 00 00 00 00 FF FF FF FF 00 00 00 00 01 FE 01 FE | | | | 11 00 00 00 00 00 FF FF FF FF 00 00 00 00 01 FE 01 FE | | | | | | 11 00 64 00 00 00 9B FF FF FF 64 00 00 00 01 FE 01 FE | | | | | | 11 00 62 00 00 00 9D FF FF FF 62 00 0000 01 FE 01 FE |
4、实验室可选配套模块 | | | 温湿度、光敏、烟雾、酒精、火焰、声音、液位、土壤湿度、液位、震动、超声波测距、人体红外、红外反射、红外对射、3轴加速度、陀螺仪等 | | 蜂鸣器、LED灯、继电器、步进电机、智能小车电机马达、小风扇、电控锁等 | | 语音识别、语音合成、Wifi、蓝牙、2.4G通信、游戏手柄、红外遥控器、条码扫描枪、GPS定位、薄膜按键、触摸按键、时钟、升压、降压等 |
四、实验设备及工具硬件： MFRC522 RFID读卡器及配套RFID卡片，笔记本电脑，USB转TTL串口调试模块，各型号传感器和执行器若干。 软件： Windows系统（笔记本电脑），Keil C开发环境。 五、实验步骤1、项目立项 可参考下面给出的课题方向，也可以自拟。 参考研究方向：（1） 物流智能分拣；（2）出入库管理；（3）餐厅刷卡机；（4）超市导购；（5）电子门禁；（6）停车场收费系统；（7）考勤机；（8）商品防伪；（9）大型会场电子门票；（10）环境监控系统；（11）地铁闸机。 项目名称： 项目核心功能： 主要创新创意： 2、硬件系统设计 （1）系统硬件拓扑结构图 设计系统硬件架构，绘制系统硬件拓扑结构图。 （2）选型 选型单片机、RFID读写器、RFID标签、传感器、执行器等模块，并考虑供电电路、外设驱动电路，单价系统硬件原型。 单片机系统： RFID读写器类型： RFID标签类型： 传感器模块： 执行器模块： 其他硬件模块： （3）单片机系统资源分配 分配单片机系统资源，包括输入输出IO、定时器、中断、串口等，请在下面列举并说明。 3、软件系统设计 （1）系统功能详细设计 注意：RFID、传感器、执行器各模块之间的联动。 （2）系统核心功能流程图 注意：具有处理异常情况的能力，例如：非授权卡号，温湿度过高。 4、软件测试 说明测试过程和测试结果，是否实现了预设的功能。 | 
