基于RFID的智能控制论文范文

1硬件部分组成

设计的硬件部分主要有RFID数据采集器、天线、主控制器、LCD液晶显示屏、WIFI通信模块[1]，以下是硬件部分组成图及各个模块的介绍（见第110页图1）。

1.1主控制芯片主控制芯片是系统的核心，该方案中采用的芯片是STM32F103ZE，时钟频率为72MHz，数据处理速度快，工作电压3.3V，144管脚，集成ADC和DAC数据采集通道，3路SPI，2路IIC，可以扩展多达5个USART，工作温度范围-40~+105℃，系统资源完全可以满足需要[2]。

1.2RFID数据采集器RFID的性能决定了智能柜的工作效率，本设计中RFID数据采集器采用ImpinJR2000芯片，该芯片性能优越，输出功率可调，采取跳频的模式扫描频段宽，接收灵敏度高（-110dBm），内部采用了先进的防碰撞算法，多标签盘点能力强，支持EPCGen2/18000-6C协议；天线采用3dB增益的陶瓷天线，共有4个天线，采用4通道分时切换的方法，有效覆盖到整个柜子，不会有标签漏读；RFID的性能是电压：3.3V；电流：最小30mA，最大800mA；频率范围:840~960MHz，支持欧洲、中国、美国频段；输出功率：最大300mW（可调）；灵敏度:-110dBm；跳频步长：最小125kHz，采用500kHz步长；支持协议：EPCGEN2、18000-6C；天线增益：3dBm；识别距离：2m；识别速率：100张标签/s。RFID与CPU通过RS232通信，CPU通过发送命令来控制RFID的工作，可以设置RFID开启、关闭、低功耗模式。

1.3LCD液晶屏LCD液晶屏选用的是17.78cm的TFT真彩色串口触摸屏，LED背光、工作温度-20~+70℃；采用工业级的MCU控制器（Contex-M3），3级流水线和哈弗结构，主频120MHz，内置512kB的告诉Flash存储器和96kB的告诉RAM存储器，可以实现海量存储；支持四线电阻触摸屏；支持控件、图片预制功能。与CPU采用串口通信方式，数据更新快，显示控制灵活。

1.4WIFI模块WIFI采用W5100模块。支持全硬件TCP/IP协议：TCP，UDP，ICMP，IPv4ARP，IGMP，PPPoE,Ethernet；内嵌10BaseT/100BaseTX的以太网物理层；支持自动应答（全双工/半双工模式）；支持自动MDI/MDIX；支持ADSL连接；支持4个独立端口；内部16kB字节存储器做TX/RX缓存；使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程，提供3种通信接口，直接并行总线、间接并行总线和SPI总线。W5100与STM32F103ZE之间采用SPI通信模式。

1.5其他系统中的RTC实时时钟用来提供系统日志时间[1]，外部看门狗电路在系统出现异常情况时复位系统，同时还可以监测系统电源电压[4]，存储器采用贴点存储器用来存储系统信息，预留按键供用户开门使用，电子锁用来关闭柜门，系统指示灯标示智能柜运行状态。输入电压是220~240V，电源管理单元将220V电压通过ACDC降至24V和5V两路输出，24V给电子锁供电，5V经过LM1117-3.3LDO芯片降低3.3V供单片机及电路工作，TFT串口的工作电压时5V。

2系统工作流程

2.1进行身份注册首先进行身份注册，只有注册过身份的卡才能够打开智能柜，注册过程如下：进入串口触摸屏上的设置界面，点击身份注册按钮之后会弹出身份注册对话框，这时候在刷卡区域刷身份识别卡，身份卡信息会出现在对话框中，点击确认按钮，如果已经添加过身份识别卡了，会弹出已经添加按钮，否则弹出秘钥输入对话框，用户需要输入秘钥，如果秘钥正确弹出设置成功对话框，否则弹出秘钥错误对话框，需要再次输入秘钥，如果需要取消操作，则按返回按钮退出界面。

2.2系统工作过程智能柜关闭之后，指示灯显示红色，打开显示绿色；按下“打开”按钮，在刷卡区域刷身份卡，系统识别到卡之后对身份卡进行判断，如果已经注册过，则打开电子锁将身份识别信息及时间信息通过WIFI上报数据终端；否则系统指示灯闪烁3次；打开电子锁之后，计数器开始工作，如果在规定时间之内取走药品，并关上门，指示灯变为红色开始清点标签，清点完成之后将标签数据信息上传至终端服务器；如果在规定的时间内柜门没有关闭，则系统指示灯开始闪烁，蜂鸣器开始报警，将柜门未关闭识别卡信息及时间上传至终端服务器，见图3。

3结束语

本文所设计的智能控制柜能够很好地解决物品管理、存储中遇到的问题，提高实际工作效率。特别是用在管制型药品方面，能够有效保证取药和用药安全，对取药人进行身份识别，记录取消信息，追踪药品使用过程，很适合医院药品存储和管理。

作者：王佳伟单位：山西省工业管理学校