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绪论1

0.1 物联网概述1

0.1.1 物联网的概念1

0.1.2 物联网发展历史2

0.1.3 物联网技术架构3

0.1.4 物联网的应用4

0.1.5 物联网对经济的影响6

0.2 自动识别技术6

0.2.1 自动识别技术概念7

0.2.2 自动识别系统7

0.2.3 自动识别技术种类8

小结13

思考与练习13

项目一 认识射频识别技术15

1.1 任务导入：什么是射频识别技术15

1.1.1 射频识别技术的发展进程15

1.1.2 射频识别技术的特点16

1.2 射频识别系统组成17

1.2.1 射频识别系统的基本组成17

1.2.2 电子标签18

1.2.3 阅读器21

1.3 射频识别系统分类23

1.4 射频识别系统工作原理26

1.4.1 RFID的基本交互原理26

1.4.2 射频识别系统工作流程27

1.4.3 射频识别系统中能量及数据传输原理27

1.5 射频识别系统中的应用技术30

1.5.1 RFID系统实施技术30

1.5.2 RFID系统测试技术32

1.5.3 RFID系统的安装技术32

1.5.4 RFID系统的故障分析技术32

1.6 射频识别技术的应用和发展前景33

1.6.1 RFID技术的应用33

1.6.2 RFID技术的典型应用实例33

1.6.3 RFID技术的发展前景35

1.7 知识拓展36

1.7.1 RFID技术相关标准36

1.7.2 射频卡简介38

1.7.3 射频卡的生命周期39

小结44

思考与练习45

项目二 125kHz物联网RFID应用系统设计——门禁系统46

2.1 任务导入：什么是射频卡门禁系统46

2.1.1 门禁系统组成47

2.1.2 门禁系统设计目标49

2.1.3 门禁系统功能需求49

2.2 125kHz物联网射频卡50

2.2.1 EM4100射频卡简介50

2.2.2 EM4100射频卡内部电路框图51

2.2.3 EM4100编码描述53

2.2.4 EM4100中的IC存储单元54

2.3 125kHz射频卡门禁系统原理54

2.3.1 125kHz门禁系统阅读器结构原理55

2.3.2 125kHz门禁阅读器电路原理56

2.3.3 125kHz门禁阅读器天线设计原理57

2.4 125kHz射频卡门禁系统硬件设计57

2.4.1 125kHz门禁阅读器硬件结构57

2.4.2 125kHz门禁射频卡阅读器核心模块57

2.4.3 125kHz门禁射频卡阅读器外围电路58

2.4.4 125kHz门禁射频卡阅读器板级模块接口59

2.5 125kHz射频卡门禁系统软件设计60

2.5.1 射频门禁卡ID的识别60

2.5.2 射频卡门禁系统通信与管理功能的软件设计流程64

2.6 知识拓展64

2.6.1 LPC111x芯片简介64

2.6.2 嵌入式系统简介70

2.6.3 韦根接口74

2.6.4 其他125kHz射频卡介绍76

小结79

思考与练习80

项目三 13.56MHz物联网RFID应用系统设计——公交收费系统81

3.1 任务导入：什么是公交收费系统81

3.1.1 公交收费系统组成82

3.1.2 公交收费系统设计目标83

3.1.3 公交收费系统功能需求84

3.2 13.56MHz物联网射频卡84

3.2.1 Mifare 1射频卡简介84

3.2.2 Mifare 1射频卡的功能组成85

3.2.3 Mifare 1射频卡的存储结构87

3.2.4 Mifare 1射频卡与阅读器的通信89

3.3 13.56MHz射频卡公交收费系统原理90

3.3.1 13.56MHz射频卡公交收费系统简介90

3.3.2 13.56MHz公交射频卡阅读器工作基本原理91

3.3.3 13.56MHz射频系统天线设计92

3.4 13.56MHz射频卡公交收费系统硬件设计93

3.4.1 13.56MHz公交射频卡阅读器模块硬件结构简介93

3.4.2 MFRC522简介94

3.4.3 13.56MHz公交射频卡阅读器模块接口引脚96

3.4.4 13.56MHz公交射频卡阅读器模块天线设计实现98

3.5 13.56MHz射频卡公交收费系统软件设计98

3.5.1 I2C通信协议98

3.5.2 读写13.56MHz射频卡101

3.5.3 13.56MHz公交收费系统功能流程102

3.6 知识拓展104

3.6.1 I2C总线协议104

3.6.2 ISO/IEC 14443标准107

3.6.3 ISO/IEC 15693标准简介128

3.6.4 其他13.56MHz射频卡简介129

小结130

思考与练习131

项目四 2.4 GHz物联网RFID应用系统设计——ETC系统132

4.1 任务导入：什么是ETC系统132

4.1.1 ETC系统组成及工作原理133

4.1.2 ETC技术发展134

4.1.3 ETC系统工作流程135

4.1.4 ETC系统特点135

4.1.5 ETC系统设计目标135

4.2 2.4 GHz物联网射频标签136

4.2.1 nRF24L01射频芯片136

4.2.2 2.4GHz射频标签模块139

4.3 2.4GHz射频ETC系统原理142

4.4 2.4GHz射频ETC系统硬件设计142

4.5 2.4GHz射频ETC系统软件设计143

4.6 知识拓展145

4.6.1 ETC相关介绍145

4.6.2 SPI总线协议146

小结154

思考与练习155

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156

5.1 系统简介156

5.2 搭建演示平台158

5.3 主板使用手册160

5.3.1 主板硬件结构简介160

5.3.2 主板接口160

5.3.3 主板功能配置165

5.4 MCU模块使用手册167

5.5 各组件模块简介169

5.5.1 STN显示模块169

5.5.2 BUTTON＿LED模块170

5.5.3 蜂鸣器、继电器模块172

5.5.4 USB-UART串口模块173

5.5.5 电源模块175

5.5.6 硬件功能扩展176

5.6 外围器件及接口简介177

5.6.1 液晶显示屏177

5.6.2 LED181

5.6.3 按键开关183

5.6.4 蜂鸣器184

5.6.5 继电器186

5.6.6 USB接口188

5.6.7 UART接口192

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196

6.1 工具准备阶段196

6.1.1 安装串口驱动说明196

6.1.2 Keil uVision安装197

6.1.3 Flash Magic安装使用200

6.2 MCU系统应用基础技能204

6.2.1 创建MCU程序204

6.2.2 在线下载及调试209

6.3 Proteus 8.0安装和使用212

6.3.1 Proteus 8.0基本性能概述212

6.3.2 Proteus 8.0的安装214

6.3.3 Proteus 8.0使用介绍217

项目七 物联网RFID应用系统——学生拓展设计案例226

7.1 公司等级权限智能门禁系统设计226

7.2 射频卡水控制器系统设计227

7.3 购物消费系统设计230

7.4 停车场收费系统设计232

7.5 优秀职工考勤系统设计233

参考文献236