基于WIFI接口的RFID便攜式拍卡查詢系統(tǒng)設計

鐘艷飛 梁斌 劉海明 王亮亮

【摘要】 針對持有RFID卡人員活動情況信息實時統(tǒng)計的需要，設計了一款基于WIFI接口的便攜式實時信息拍卡查詢系統(tǒng)。系統(tǒng)由單片機MSP430G2553核心處理器、13.56MHz高頻RFID讀卡模塊、USR-WIFI232模塊、手機APP應用軟件構成。其可方便讀取持卡人卡片中的相關信息，并暫時保存于系統(tǒng)自帶存儲器。當接收到手機APP軟件發(fā)出的提取數(shù)據指令后，將之前存儲的所有數(shù)據通過WIFI信道傳遞給手機數(shù)據處理系統(tǒng)。并對該便攜式設備做了低功耗應用設計，以增加手持設備的續(xù)航能力。

【關鍵字】 WIFI接口 RFID讀卡 MSP430G2553單片機

一、引言

隨著物聯(lián)網、無線通信技術與門禁、考勤、一卡通技術的融合。針對持有RFID卡人員活動情況信息實時統(tǒng)計的需要，設計了一款基于WIFI接口的便攜式實時信息拍卡查詢系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)方案設計

系統(tǒng)基于WIFI通信技術與物聯(lián)網相結合，設計出一款實時查詢和管理RFID卡片信息的便攜式設備。通過該系統(tǒng)我們可以實時認證持卡人的身份和查詢卡內信息的變動情況，并對其的出勤情況進行即時了解。系統(tǒng)配有WIFI通信接口，通過它可以將數(shù)據上傳至手機平臺上的APP軟件。其系統(tǒng)整體方案如圖1所示。

當手機APP軟件通過WIFI信道和系統(tǒng)互聯(lián)處于在線模式下，RFID讀卡模塊讀取卡片內序列號和相關信息后直接上傳至手機數(shù)據庫。當手機平臺處于離線模式下，由RFID讀卡模塊讀取卡片內序列號和相關信息將存儲于本地EEPROM存儲器內，待手機APP上線后再上傳給手機數(shù)據庫。

2.1主控芯片電路

主控芯片選用的是美國TI公司的MSP430G系單片機，它是一款16位的超低功耗混合型單片機，片內外設比較豐富，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。選用MSP430G2553單片機最小系統(tǒng)，只需要復位電路，晶振電路即可工作。本設計為手持便攜式設備，那么就需要考慮功耗問題，其相對于51、PIC等單片機，雖然成本有所提升，但是工作的穩(wěn)定性以及低功耗性更加有優(yōu)勢。

2.2 RFID讀卡頭電路

如圖2所示為MFRC522構成的讀寫器，其外圍電路簡單，只需要對天線進行處理，就可以與IC卡進行諧振通信，可通過I2C或是SPI接口，由主控芯片進行數(shù)據操作。

2.3 WIFI模塊介紹

本系統(tǒng)采用的WIFI接口模塊，此模塊內置天線，也預留了2.4G外天線接口，體積較小，信號強傳輸范圍廣，可以達到目標要求。該芯片支持802.11b/g/n無線標準，超低功耗，支持WPS聯(lián)網配置，UART/PWM/GPIO數(shù)據通信，可以同時與5路TCP Client連接，也能實現(xiàn)Smart Link智能聯(lián)網功能，即可直聯(lián)手機APP。

2.4電源管理電路

本設計為手持設備，對電量的消耗要有效控制。采取BQ24032為管理主芯片，采用圖3所示的主電路，通過主控芯片MSP430進行控制。該電路具備充電定時設定功能、睡眠模式和備用模式、自動充電電源選擇功能和電池溫度的監(jiān)視調整功能。

三、系統(tǒng)軟件設計

整個系統(tǒng)的軟件工作流程如圖4所示。系統(tǒng)通過初始化，檢測有效范圍內的IC卡，讀取其序列號和相關數(shù)據，并將信息存儲起來。當結束使用，有兩種方式讀取數(shù)據：（1）系統(tǒng)可以通過wifi與無線終端 組成局域網，無線終端可以同APP等應用軟件，讀取數(shù)據，并將數(shù)據同步到數(shù)據庫，實現(xiàn)數(shù)據統(tǒng)計與共享。（2）通過手持設備wifi，將設備與互聯(lián)網連接，并將數(shù)據上傳到數(shù)據庫中，之后使用者可以通過訪問數(shù)據庫統(tǒng)計，以及從數(shù)據庫下載數(shù)據備份。

四、總結

本設計方便攜帶，共享性強，可與手機、計算機等無線終端設備進行通信。實現(xiàn)隨時隨地統(tǒng)計RFID卡內相關信息和數(shù)據，配合手機APP軟件可完成信息的存儲、查詢，滿足設計任務要求。

參 考 文 獻

[1]王殊等.無線傳感器網絡的理論及應用[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2007

[2]于海斌等.智能無線傳感器網絡系統(tǒng)[M]. 北京.科學出版社，2006

[3]游戰(zhàn)清，李蘇劍. 無線射頻識別技術（RFID）理論與應用[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2004：9-11

[4]周曉光.射頻識別（RFID）系統(tǒng)設計、仿真與應用[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[5]Texas Instruments. MSP430G2X53 [EB/OL]. [2012].http：//www.ti.com/lit/ds/slas735g/ slas735g.pdf