基于RFID的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)
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(4)數(shù)據(jù)儲存模塊存儲節(jié)點設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，待接收到計算機的發(fā)送數(shù)據(jù)命令后再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到計算機。I2C接口的AT24C16容量為16 Kbit，可存儲2 K字節(jié)的數(shù)據(jù)。通過主控器件I／O端口模擬I2C時序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀和寫。
(5)接口部分RS485接口采用MAX1483器件。最多可驅(qū)動256個節(jié)點，通過RJ11接口實現(xiàn)與總線的連接：USB接口使用主控器件自帶的USB控制器，具有很高的可靠性。圖4是電源模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、接口部分的原理圖。
(6)其他模塊1602單色液晶顯示屏，可顯示采集到的數(shù)據(jù)和操作時間或?qū)崟r時間。顯示數(shù)據(jù)的傳輸采用并行傳輸?shù)姆绞?，加快了屏幕的刷新頻率。聲光提示模塊提示操作完成情況。主要通過主控器件的I／O端口控制LED閃爍和蜂鳴器的鳴笛。時鐘模塊顯示數(shù)據(jù)采集的時間或?qū)崟r時間。除板載電源外還設(shè)計有備用的紐扣電池，使掉電時時鐘不丟失。調(diào)試電路實現(xiàn)在線編程，向主控器件C8051F340燒寫程序，監(jiān)測變量值的變化情況，調(diào)試程序，輔助完成軟件的編寫。圖5、圖6為上述模塊的原理電路圖。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/157732.htm
4 軟件設(shè)計
系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括上位機軟件和下位機軟件兩部分。上位機軟件部分主要針對計算機平臺，采用C++語言編寫．控制節(jié)點終端設(shè)備和接收節(jié)點終端設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后做進(jìn)一步處理?？紤]到網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模最大為256節(jié)點，上位機采用輪詢方式控制各個節(jié)點終端設(shè)備，維持整個網(wǎng)絡(luò)正常運行?？刂乒?jié)點終端設(shè)備的命令主要有：(1)發(fā)送數(shù)據(jù)命令：下位機接收到該命令的響應(yīng)是發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)，即緩存在數(shù)據(jù)存儲模塊中的數(shù)據(jù)；(2)寫標(biāo)簽命令：下位機接收到該命令的響應(yīng)是向感應(yīng)區(qū)內(nèi)的標(biāo)簽寫入新的數(shù)據(jù)；(3)時間設(shè)置命令：下位機的響應(yīng)是根據(jù)參數(shù)更新DS1302的數(shù)據(jù)；(4)設(shè)置功率命令：設(shè)置射頻收發(fā)模塊的發(fā)射功率以調(diào)節(jié)讀寫標(biāo)簽的距離；(5)寫分機號命令：該命令為單機命令，可為每個節(jié)點終端設(shè)備寫入一個唯一的分機號，以便區(qū)別不同的終端設(shè)備。下位機軟件設(shè)計主要針對單片機平臺，采用C語言編寫，主要是各功能模塊的驅(qū)動程序，如射頻模塊的控制、數(shù)據(jù)存儲模塊的數(shù)據(jù)讀寫、時鐘模塊的輸出、LCD顯示模塊的數(shù)據(jù)顯示程序、USB接口的驅(qū)動程序等。圖7為下位機軟件流程圖。
5 通信協(xié)議設(shè)計
通信協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)正常工作必不可少的，主要是對計算機和節(jié)點終端設(shè)備間通信幀格式的具體規(guī)范與統(tǒng)一，例如幀長度確定、命令字意義、參數(shù)長度、幀起始標(biāo)志、結(jié)束標(biāo)志等。具體幀格式規(guī)定如表1所示。每幀數(shù)據(jù)有23字節(jié)，其中起始位1字節(jié)，固定為Oxaa；分機號1字節(jié)，可設(shè)置范圍為0~255；命令1字節(jié)，包括5個命令：OxOf、Ox2f、Ox4f、Ox8f、Oxaf，依次為發(fā)送數(shù)據(jù)命令、寫數(shù)據(jù)命令、時間設(shè)置命令、功率設(shè)置命令、寫分機號；數(shù)據(jù)17字節(jié)，包括標(biāo)簽數(shù)據(jù)12字節(jié)和時間數(shù)據(jù)5字節(jié)；CRE校驗采用CRC-16，共2字節(jié)，是起始位到數(shù)據(jù)位之間所有數(shù)據(jù)的CRC校驗值；停止位1字節(jié)，固定為Ox55。
系統(tǒng)通過RS485總線實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信。計算機根據(jù)分機號選擇不同節(jié)點終端設(shè)備，選擇命令代碼實現(xiàn)各命令，數(shù)據(jù)部分為操作響應(yīng)代碼(“0”標(biāo)識操作失敗，“1”標(biāo)識操作成功)、相關(guān)參數(shù)(如時間設(shè)置命令中的時間參數(shù))或返回具體數(shù)據(jù)(如標(biāo)簽數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù))。
6 結(jié)束語
RFID技術(shù)以其優(yōu)勢必將在信息化建設(shè)過程中得到推廣與應(yīng)用。系統(tǒng)利用RFID技術(shù)構(gòu)建一種低成本、高可靠性、維護(hù)方便的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。目前該網(wǎng)絡(luò)已應(yīng)用于某公司自動生產(chǎn)線中。運行狀況良好，具有廣泛的應(yīng)用前景。
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