基于STM32的RFID标签设计

摘 要：本文主要研究RFID电子标签识别系统结构、读写方法及工作原理，待解决的主要是基于stm32的电路设计，整体分七个部分：电源模块的设计、LCD显示模块电路、NAND FLASH模块的电路设计、串口模块电路设计、RF RC522模块电路设计、以太网模块和stm32单片机的电路设计。

关键词：单片机；电路设计；射频识别

一、射频识别研究背景

射频识别技术的发展有着丰富和完善的理论。多个电子标签识读、远距离识别的无源的电子标签、电子标签的单芯片应用、移动速度快的物体相应的射频识别等大批产品正在逐渐地走向市场。射频识别技术具有相当多的特点：实时、快速地采集与正_地处理信息，在生产业的管理系统、自动贩卖机收费、食堂系统、图书管理系统中有大量的应用。

（一）低频（125KHz～134KHz）。RFID技术首先得到大范围应用和推广的是在低频。特性：排除金属材料对它有一些影响之外，读取距离固定的前提下，一般的低频产品几乎可以穿过多数材料的物品。主要应用：生产业的管理系统，贩卖机自动收费和食堂管理系统等。

（二）高频（f=13.56MHz）。特点是：通过负载调制感应器的工作，不需要线圈。主要应用：图书管理方面的应用，衣物生产线和超市条码的扫取以及农牧系统的管理和应用等。

二、总体设计及原理

（一）设计思路。电子标签、读写器、数据交换与管理系统三大部分组成了检测系统。经信息解读器读取后，再解码，进行更多的数据处理会在中央信息系统中。读写器相当于一个中介，它同时与标签和数据管理器进行交流，把一些重要的、必需的信息共享，从而他们就能容易地在同一时间及时收到信息，这样就使这个系统能够正常可靠地工作。

（二）系统硬件总体设计。射频标签检测系统的硬件部分主要包括：电源模块、LCD显示、串口调试、NANDFLASH模块、Rf射频实现、以太网模块以及与STM32的联调，七个部分设计非常关键。模块连接关系如图1。

1、电源模块：提供系统以5V转3.3V的电压。2、LCD模块：液晶显示器担任操作界面的显示和数据采集的结果，即识别不同卡片时不同的ID值，区分不同的卡片。3、串口模块：串口设计两个。LCD和其中一个相连，这样能正确显示串口发来的数据。另一个通过电脑操作系统。4、RF芯片模块：识别和扫描标签卡。

（三）射频识别系统原理。两种情况：电感耦合和电磁耦合。差别在于：后者将射频信号通过电磁波的方式发送出去，然后在读卡器的线圈周围将它控制，通过闭合的线圈组成的磁场，可以避免电磁能量的损耗，不会向空间或周围辐射。

射频识别系统的三部分：1、读写器。一台读写器基本器件包括：高频接收单元的控制单元、射频信号的发射单元器，满足两项后，才能将获得的数据之类的信息传输给其它系统，深层次处理或存储时也会更方便。2、天线。磁通量作用：提供能量给无源标签，它由射频系统中的天线提供，满足功能要求，在读卡器和标签中传递信息。

三、功能模块及软件的实现

（一）电源模块

LM2576芯片作为电源模块的理由：1、多电压供电，如：2 V、5 V、3.3V、15V等；2、输出电压范围在线性和负载条件下1.23～37v（HV型号为47V）最大±4%；3、保证3.0A输出电流；在效率方面，LM2576替代三段性稳压器，是理想的最好的器件。输出开关起到逐周限流的作用，保证热关断功能发挥作用在故障状态下。

REG1117-3.3的设计属于一般稳压管，IN5819快速恢复二管作用：起到保护电路的作用，LM2576提供5V电压，这样，通电时LED指示灯就会亮。

（二）RF射频模块

射频模块采用RC522。读写器：支持ISO 144433A/MIFARE。内部发送器：驱动读写器天线和ISO 144433A/MIFARE卡以及应答机的通信。接收器：存在有解调和译码电路，来处理兼容ISO 14433A/MIFARE卡的应答机的型号。特点：1、能迅速解调和译码响应，使模拟电路高度集成。2、支持ISO 14443A/MIFARE。3、读写模式中与ISO14433A/MIFARE的通信距离长达50mm。

四、系统调试及分析

（一）结果分析

电源模块可以给系统分别提供3.3v和5v的电压。

串口模块是实现和计算机信息交流的桥梁。将得到的射频信号的数据经过串口传送到电脑，电脑通过借助超级终端等工具，实时显示结果。

LCD模块：显示操作界面和采集的数据结果。

RF射频模块在于RF和NAND flash共用总线，调试程序使两个模块能分开正常使用，从而实现射频识别的作用。

编程后用饭卡或其它不同的卡，可以实现获取不同的ID。

五、结论

本文设计的电子标签射频检测系统运用的是STM32，有功耗低、功能强大等特点。在这个电子标签射频检测系统的设计中需LCD模块，电源模块，串口模块，RF射频模块，NANDFLASH模块与以太网模块，通过STM32可以实现。