1、掌握基于傳感器、RFID應用系統的軟硬件綜合設計。
2、掌握51單片機對RFID讀寫、傳感器數據采集、執行器控制及串口通信編程。
二、實驗內容自擬題目，基于單片機系統，應用高頻RFID技術，并結合一種以上的傳感器或執行器，設計軟硬件，開發一款小型綜合應用。
三、實驗預備知識1、MFRC522芯片介紹MFRC522芯片是應用于13.56MHz非接觸式通信中高集成度的讀寫卡芯片，是一款低電壓、低成本、體積小的非接觸式讀寫卡芯片，是智能儀表和便攜式手持設備研發的較好選擇。MF RC522利用了先進的調制和解調概念，完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協議。
MFRC522模塊適用于需要進行射頻卡終端設計和生產的用戶。本模塊可直接裝入各種讀卡器模具。模塊采用電壓為3.3V，與主機間通信采用SPI模式。
支持的卡類型：mifare1 S50、mifare1 S70、mifare UltraLight、mifare Pro、mifare Desfire。
電壓最大不能超過3.6V，單片機供電為5V，切記不要直接供電，否則會出現不識卡的情況，可以使用“穩壓LM1117-3.3”這個原件。
單片機與MFRC522模塊之間通過SPI進行通信，硬件引腳與程序中引腳的對應情況如下。
SDA——MF522_NSS //片選
SCK——MF522_SCK
MOSI——MF522_SI
MISO——MF522_SO
RST——MF522_RST
2、S50非接觸式IC卡（1）主要指標
容量為8K EEPROM
分為16個扇區，每個扇區為4塊，每塊16個字節，以塊為存取單位
每個扇區有獨立的一組密碼及訪問控制
每張卡有唯一序列號，為32位
具有防沖突機制，支持多卡操作
無電源，自帶天線，內含加密控制邏輯和通信控制邏輯電路
數據保存期為10年，可改寫10萬次，讀無限次
工作頻率：13.56MHz
讀寫距離：10cm以內（與讀寫器有關）
（2）S50存儲區
M1卡分為16個扇區，每個扇區由4塊（塊0、塊1、塊2、塊3）組成。如下圖所示。
第0扇區的塊0，用于存放廠商代碼，已經固化，不可更改。
每個扇區的塊0、塊1、塊2為數據塊，可用于存儲數據。數據塊可用作兩種應用：
用作一般的數據保存，可以進行讀、寫操作。
用作數據值，可以進行初始化值、加值、減值、讀值操作。
每個扇區的塊3為控制塊，包括了密碼A、存取控制、密碼B。結構如下圖所示。密碼A通常不可見，顯示為全0。存取控制默認為FF 07 80 69。密碼B默認為6個FF。
掌握MFRC522 Demo程序工作原理、硬件接線、資源分配（定時器、串口）及工作模式，了解MFRC522基本指令和輸入輸出。并進行單步測試。
讀懂代碼，各API的功能及參數，掌握讀寫卡API調用流程。
（1）重要API及操作流程
操作流程 | 發送指令 | 返回數據 |
測試蜂鳴器、燈 | 02 0B 2F | 01 00 |
尋卡 | 02 02 52 | 03 00 40 00 |
防沖突 | 01 03 | 05 00 63 11 5C CE |
選擇卡 | 01 04 | 03 00 63 11 |
驗證密鑰 | 04 05 60 00 01 | 01 00 |
讀卡（塊0） | 02 08 00 | 11 00 2B 2F 41 08 4D 08 04 00 62 63 64 65 66 67 68 69 |
讀卡（塊1） | 02 08 01 | 11 00 00 00 00 00 FF FF FF FF 00 00 00 00 01 FE 01 FE |
讀卡（塊2） | 02 08 02 | 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |
讀卡（塊3） | 02 08 03 | 11 00 00 00 00 00 00 00 FF 07 80 69 FF FF FF FF FF FF |
操作流程 | 發送指令 | 返回數據 |
測試蜂鳴器、燈 | 02 0B 2F | 01 00 |
尋卡 | 02 02 52 | 03 00 40 00 |
防沖突 | 01 03 | 05 00 63 11 5C CE |
選擇卡 | 01 04 | 03 00 63 11 |
驗證密鑰 | 04 05 60 00 01 | 01 00 |
發卡 （余額置0） | 12 09 01 00 00 00 00 FF FF FF FF 00 00 00 00 01 FE 01 FE | 01 00 |
查詢余額 （0元） | 02 08 01 | 11 00 00 00 00 00 FF FF FF FF 00 00 00 00 01 FE 01 FE |
充值100元 | 07 0A C1 01 64 00 00 00 | 01 00 |
查詢余額 （100元） | 02 08 01 | 11 00 64 00 00 00 9B FF FF FF 64 00 00 00 01 FE 01 FE |
扣款2元 | 07 0A C0 01 02 00 00 00 | 01 00 |
再次查詢余額 （98元） | 02 08 01 | 11 00 62 00 00 00 9D FF FF FF 62 00 0000 01 FE 01 FE |
模塊類型 | 模塊名稱 |
傳感器模塊 | 溫濕度、光敏、煙霧、酒精、火焰、聲音、液位、土壤濕度、液位、震動、超聲波測距、人體紅外、紅外反射、紅外對射、3軸加速度、陀螺儀等 |
執行器模塊 | 蜂鳴器、LED燈、繼電器、步進電機、智能小車電機馬達、小風扇、電控鎖等 |
其他模塊 | 語音識別、語音合成、Wifi、藍牙、2.4G通信、游戲手柄、紅外遙控器、條碼掃描槍、GPS定位、薄膜按鍵、觸摸按鍵、時鐘、升壓、降壓等 |
硬件： MFRC522 RFID讀卡器及配套RFID卡片，筆記本電腦，USB轉TTL串口調試模塊，各型號傳感器和執行器若干。
軟件： Windows系統（筆記本電腦），Keil C開發環境。
五、實驗步驟1、項目立項
可參考下面給出的課題方向，也可以自擬。
參考研究方向：（1） 物流智能分揀；（2）出入庫管理；（3）餐廳刷卡機；（4）超市導購；（5）電子門禁；（6）停車場收費系統；（7）考勤機；（8）商品防偽；（9）大型會場電子門票；（10）環境監控系統；（11）地鐵閘機。
項目名稱：
項目核心功能：
主要創新創意：
2、硬件系統設計
（1）系統硬件拓撲結構圖
設計系統硬件架構，繪制系統硬件拓撲結構圖。
（2）選型
選型單片機、RFID讀寫器、RFID標簽、傳感器、執行器等模塊，并考慮供電電路、外設驅動電路，單價系統硬件原型。
單片機系統：
RFID讀寫器類型：
RFID標簽類型：
傳感器模塊：
執行器模塊：
其他硬件模塊：
（3）單片機系統資源分配
3、軟件系統設計
（1）系統功能詳細設計
注意：RFID、傳感器、執行器各模塊之間的聯動。
（2）系統核心功能流程圖
注意：具有處理異常情況的能力，例如：非授權卡號，溫濕度過高。
4、軟件測試
說明測試過程和測試結果，是否實現了預設的功能。
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