基于RFID的智能控制論文范文

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1硬件部分組成

設(shè)計(jì)的硬件部分主要有rfid數(shù)據(jù)采集器、天線、主控制器、LCD液晶顯示屏、WIFI通信模塊[1]，以下是硬件部分組成圖及各個(gè)模塊的介紹（見第110頁圖1）。

1.1主控制芯片主控制芯片是系統(tǒng)的核心，該方案中采用的芯片是STM32F103ZE，時(shí)鐘頻率為72MHz，數(shù)據(jù)處理速度快，工作電壓3.3V，144管腳，集成ADC和DAC數(shù)據(jù)采集通道，3路SPI，2路IIC，可以擴(kuò)展多達(dá)5個(gè)USART，工作溫度范圍-40~+105℃，系統(tǒng)資源完全可以滿足需要[2]。

1.2RFID數(shù)據(jù)采集器RFID的性能決定了智能柜的工作效率，本設(shè)計(jì)中RFID數(shù)據(jù)采集器采用ImpinJR2000芯片，該芯片性能優(yōu)越，輸出功率可調(diào)，采取跳頻的模式掃描頻段寬，接收靈敏度高（-110dBm），內(nèi)部采用了先進(jìn)的防碰撞算法，多標(biāo)簽盤點(diǎn)能力強(qiáng)，支持EPCGen2/18000-6C協(xié)議；天線采用3dB增益的陶瓷天線，共有4個(gè)天線，采用4通道分時(shí)切換的方法，有效覆蓋到整個(gè)柜子，不會(huì)有標(biāo)簽漏讀；RFID的性能是電壓：3.3V；電流：最小30mA，最大800mA；頻率范圍:840~960MHz，支持歐洲、中國、美國頻段；輸出功率：最大300mW（可調(diào)）；靈敏度:-110dBm；跳頻步長：最小125kHz，采用500kHz步長；支持協(xié)議：EPCGEN2、18000-6C；天線增益：3dBm；識(shí)別距離：2m；識(shí)別速率：100張標(biāo)簽/s。RFID與CPU通過RS232通信，CPU通過發(fā)送命令來控制RFID的工作，可以設(shè)置RFID開啟、關(guān)閉、低功耗模式。

1.3LCD液晶屏LCD液晶屏選用的是17.78cm的TFT真彩色串口觸摸屏，LED背光、工作溫度-20~+70℃；采用工業(yè)級(jí)的MCU控制器（Contex-M3），3級(jí)流水線和哈弗結(jié)構(gòu)，主頻120MHz，內(nèi)置512kB的告訴Flash存儲(chǔ)器和96kB的告訴RAM存儲(chǔ)器，可以實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)；支持四線電阻觸摸屏；支持控件、圖片預(yù)制功能。與CPU采用串口通信方式，數(shù)據(jù)更新快，顯示控制靈活。

1.4WIFI模塊WIFI采用W5100模塊。支持全硬件TCP/IP協(xié)議：TCP，UDP，ICMP，IPv4ARP，IGMP，PPPoE,Ethernet；內(nèi)嵌10BaseT/100BaseTX的以太網(wǎng)物理層；支持自動(dòng)應(yīng)答（全雙工/半雙工模式）；支持自動(dòng)MDI/MDIX；支持ADSL連接；支持4個(gè)獨(dú)立端口；內(nèi)部16kB字節(jié)存儲(chǔ)器做TX/RX緩存；使用W5100不需要考慮以太網(wǎng)的控制，只需要進(jìn)行簡單的端口編程，提供3種通信接口，直接并行總線、間接并行總線和SPI總線。W5100與STM32F103ZE之間采用SPI通信模式。

1.5其他系統(tǒng)中的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘用來提供系統(tǒng)日志時(shí)間[1]，外部看門狗電路在系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)復(fù)位系統(tǒng)，同時(shí)還可以監(jiān)測系統(tǒng)電源電壓[4]，存儲(chǔ)器采用貼點(diǎn)存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)系統(tǒng)信息，預(yù)留按鍵供用戶開門使用，電子鎖用來關(guān)閉柜門，系統(tǒng)指示燈標(biāo)示智能柜運(yùn)行狀態(tài)。輸入電壓是220~240V，電源管理單元將220V電壓通過ACDC降至24V和5V兩路輸出，24V給電子鎖供電，5V經(jīng)過LM1117-3.3LDO芯片降低3.3V供單片機(jī)及外圍電路工作，TFT串口的工作電壓時(shí)5V。

2系統(tǒng)工作流程

2.1進(jìn)行身份注冊(cè)首先進(jìn)行身份注冊(cè)，只有注冊(cè)過身份的卡才能夠打開智能柜，注冊(cè)過程如下：進(jìn)入串口觸摸屏上的設(shè)置界面，點(diǎn)擊身份注冊(cè)按鈕之后會(huì)彈出身份注冊(cè)對(duì)話框，這時(shí)候在刷卡區(qū)域刷身份識(shí)別卡，身份卡信息會(huì)出現(xiàn)在對(duì)話框中，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，如果已經(jīng)添加過身份識(shí)別卡了，會(huì)彈出已經(jīng)添加按鈕，否則彈出秘鑰輸入對(duì)話框，用戶需要輸入秘鑰，如果秘鑰正確彈出設(shè)置成功對(duì)話框，否則彈出秘鑰錯(cuò)誤對(duì)話框，需要再次輸入秘鑰，如果需要取消操作，則按返回按鈕退出界面。

2.2系統(tǒng)工作過程智能柜關(guān)閉之后，指示燈顯示紅色，打開顯示綠色；按下“打開”按鈕，在刷卡區(qū)域刷身份卡，系統(tǒng)識(shí)別到卡之后對(duì)身份卡進(jìn)行判斷，如果已經(jīng)注冊(cè)過，則打開電子鎖將身份識(shí)別信息及時(shí)間信息通過WIFI上報(bào)數(shù)據(jù)終端；否則系統(tǒng)指示燈閃爍3次；打開電子鎖之后，計(jì)數(shù)器開始工作，如果在規(guī)定時(shí)間之內(nèi)取走藥品，并關(guān)上門，指示燈變?yōu)榧t色開始清點(diǎn)標(biāo)簽，清點(diǎn)完成之后將標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息上傳至終端服務(wù)器；如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)柜門沒有關(guān)閉，則系統(tǒng)指示燈開始閃爍，蜂鳴器開始報(bào)警，將柜門未關(guān)閉識(shí)別卡信息及時(shí)間上傳至終端服務(wù)器，見圖3。

3結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)的智能控制柜能夠很好地解決物品管理、存儲(chǔ)中遇到的問題，提高實(shí)際工作效率。特別是用在管制型藥品方面，能夠有效保證取藥和用藥安全，對(duì)取藥人進(jìn)行身份識(shí)別，記錄取消信息，追蹤藥品使用過程，很適合醫(yī)院藥品存儲(chǔ)和管理。

作者：王佳偉單位：山西省工業(yè)管理學(xué)校