物联网射频识别技术与应用

绪论

0.1 物联网概述

0.1.1 物联网的概念

0.1.2 物联网发展历史

0.1.3 物联网技术架构

0.1.4 物联网的应用

0.1.5 物联网对经济的影响

0.2 自动识别技术

0.2.1 自动识别技术概念

0.2.2 自动识别系统

0.2.3 自动识别技术种类

小结

思考与练习

项目一 认识射频识别技术

1.1 任务导入：什么是射频识别技术

1.1.1 射频识别技术的发展进程

1.1.2 射频识别技术的特点

1.2 射频识别系统组成

1.2.1 射频识别系统的基本组成

1.2.2 电子标签

1.2.3 阅读器

1.3 射频识别系统分类

1.4 射频识别系统工作原理

1.4.1 RFID的基本交互原理

1.4.2 射频识别系统工作流程

1.4.3 射频识别系统中能量及数据传输原理

1.5 射频识别系统中的应用技术

1.5.1 RFID系统实施技术

1.5.2 RFID系统测试技术

1.5.3 RFID系统的安装技术

1.5.4 RFID系统的故障分析技术

1.6 射频识别技术的应用和发展前景

1.6.1 RFID技术的应用

1.6.2 RFID技术的典型应用实例

1.6.3 RFID技术的发展前景

1.7 知识拓展

1.7.1 RFID技术相关标准

1.7.2 射频卡简介

1.7.3 射频卡的生命周期

小结

思考与练习

项目二 125kHz物联网RFID应用系统设计——门禁系统

2.1 任务导入：什么是射频卡门禁系统

2.1.1 门禁系统组成

2.1.2 门禁系统设计目标

2.1.3 门禁系统功能需求

2.2 125kHz物联网射频卡

2.2.1 EM4100射频卡简介

2.2.2 EM4100射频卡内部电路框图

2.2.3 EM4100编码描述

2.2.4 EM4100中的IC存储单元

2.3 125kHz射频卡门禁系统原理

2.3.1 125kHz门禁系统阅读器结构原理

2.3.2 125kHz门禁阅读器电路原理

2.3.3 125kHz门禁阅读器天线设计原理

2.4 125kHz 射频卡门禁系统硬件设计

2.4.1 125kHz 门禁阅读器硬件结构

2.4.2 125kHz门禁射频卡阅读器核心模块

2.4.3 125kHz门禁射频卡阅读器外围电路

2.4.4 125kHz门禁射频卡阅读器板级模块接口

2.5 125kHz射频卡门禁系统软件设计

2.5.1 射频门禁卡ID的识别

2.5.2 射频卡门禁系统通信与管理功能的软件设计流程

2.6 知识拓展

2.6.1 LPC111x芯片简介

2.6.2 嵌入式系统简介

2.6.3 韦根接口

2.6.4 其他125kHz射频卡介绍

小结

思考与练习

项目三 13.56MHz物联网RFID应用系统设计——公交收费系统

3.1 任务导入：什么是公交收费系统

3.1.1 公交收费系统组成

3.1.2 公交收费系统设计目标

3.1.3 公交收费系统功能需求

3.2 13.56MHz物联网射频卡

3.2.1 Mifare 1射频卡简介

3.2.2 Mifare 1射频卡的功能组成

3.2.3 Mifare 1射频卡的存储结构

3.2.4 Mifare 1射频卡与阅读器的通信

3.3 13.56MHz射频卡公交收费系统原理

3.3.1 13.56MHz射频卡公交收费系统简介

3.3.2 13.56MHz公交射频卡阅读器工作基本原理

3.3.3 13.56MHz射频系统天线设计

3.4 13.56MHz射频卡公交收费系统硬件设计

3.4.1 13.56MHz公交射频卡阅读器模块硬件结构简介

3.4.2 MFRC522简介

3.4.3 13.56MHz公交射频卡阅读器模块接口引脚

3.4.4 13.56MHz公交射频卡阅读器模块天线设计实现

3.5 13.56MHz射频卡公交收费系统软件设计

3.5.1 I2C通信协议

3.5.2 读写13.56MHz射频卡

3.5.3 13.56MHz公交收费系统功能流程

3.6 知识拓展

3.6.1 I2C总线协议

3.6.2 ISO/IEC 14443标准

3.6.3 ISO/IEC 15693标准简介

3.6.4 其他13.56MHz射频卡简介

小结

思考与练习

项目四 2.4GHz物联网RFID应用系统设计——ETC系统

4.1 任务导入：什么是ETC系统

4.1.1 ETC系统组成及工作原理

4.1.2 ETC技术发展

4.1.3 ETC系统工作流程

4.1.4 ETC系统特点

4.1.5 ETC系统设计目标

4.2 2.4GHz物联网射频标签

4.2.1 nRF24L01射频芯片

4.2.2 2.4GHz射频标签模块

4.3 2.4GHz射频ETC系统原理

4.4 2.4GHz射频ETC系统硬件设计

4.5 2.4GHz射频ETC系统软件设计

4.6 知识拓展

4.6.1 ETC相关介绍

4.6.2 SPI总线协议

小结

思考与练习

项目五 实训项目：物联网射频识别技术与应用系统硬件使用

5.1 系统简介

5.2 搭建演示平台

5.3 主板使用手册

5.3.1 主板硬件结构简介

5.3.2 主板接口

5.3.3 主板功能配置

5.4 MCU模块使用手册

5.5 各组件模块简介

5.5.1 STN显示模块

5.5.2 BUTTON_LED模块

5.5.3 蜂鸣器、继电器模块

5.5.4 USB-UART串口模块

5.5.5 电源模块

5.5.6 硬件功能扩展

5.6 外围器件及接口简介

5.6.1 液晶显示屏

5.6.2

5.6.3 按键开关

5.6.4 蜂鸣器

5.6.5 继电器

5.6.6 USB接口

5.6.7 UART接口

项目六 实训项目：物联网射频识别技术与应用系统软件使用

6.1 工具准备阶段

6.1.1 安装串口驱动说明

6.1.2 Keil uVision安装

6.1.3 Flash Magic安装使用

6.2 MCU系统应用基础技能

6.2.1 创建MCU程序

6.2.2 在线下载及调试

6.3 Proteus 8.0安装和使用

6.3.1 Proteus 8.0基本性能概述

6.3.2 Proteus 8.0的安装

6.3.3 Proteus 8.0使用介绍

项目七 物联网RFID应用系统——学生拓展设计案例

7.1 公司等级权限智能门禁系统设计

7.2 射频卡水控制器系统设计

7.3 购物消费系统设计

7.4 停车场收费系统设计

7.5 优秀职工考勤系统设计

参考文献

《物联网射频识别技术与应用》以贴近实际的具体项目为依托，将必须掌握的基本知识与项目设计和实施建立联系，将能力和技能培养贯穿其中。《物联网射频识别技术与应用》根据行业产业对人才的知识和技能要求，设计了7个项目：认识射频识别技术、125kHz物联网RFID应用系统设计——门禁系统、13.56MHz物联网RFID应用系统设计——公交收费系统、2.4GHz物联网RFID应用系统设计——ETC系统、物联网射频识别技术与应用系统硬件使用、物联网射频识别技术与应用系统软件使用、物联网RFID应用系统——学生拓展设计案例。根据项目的实施过程，将主要内容分成多个教学单元，将知识点和技能训练贯穿其中，使学生能在较短时间内达到掌握射频识别技术相关知识和技能的目的。各项目中的理论实践紧密结合，由浅到深，层层递进。
　　《物联网射频识别技术与应用》的参考学时为60学时，使用者可根据具体情况适当增减。《物联网射频识别技术与应用》可作为高职高专或应用型本科通信、物联网、电子与计算机类专业射频识别技术及应用相关课程的教材，也可作为射频系统开发、制造、使用和维护人员的培训参考书。