摘 要

改革开放以来，随着现代物流业的不断发展，传统的条形码技术已经无法满足行业的进一步发展。为提高物流公司包裹分拣的效率，满足物流行业日渐增长的实际需求，实施新型的包裹分拣技术已经成为一种必然选择，因此针对包裹分拣的高速RFID读卡器系统应运而生。完善的高速RFID读卡器作为RFID读卡器系统的核心部分，在该系统中扮演了非常重要的角色。本文主要设计并实现了一个简洁直观、操作方便并且功能较完善的高速RFID读卡器，以满足大多数物流行业对包裹分拣的需求。

本文首先对高速RFID读卡器开发的意义进行了概述，并阐述了读卡器使用的相关技术。接着对该高速RFID读卡器进行详细的需求分析，然后进行硬件部分设计和软件部分设计。最后对实现的读卡器进行功能测试，并根据测试结果提出改进方案，以便RFID读卡器进行优化。本RFID读卡器硬件部分采用51单片机加RC522模块，软件部分采用 C语言进行开发实现。实现了读卡器对电子标签的识别以及读写卡的功能。

本文的特色在于所论及的技术和设计方案不仅对物流快递行业，而且对于其他行业检测识别的开发和设计都有实际参考意义。

关键词：高速RFID读卡器；单片机；RC522；包裹分拣

Abstract

Since reform and opening, With the continuous development of modern logistics industry, the traditional bar code technology has been unable to meet the further development of the industry.In order to improve the efficiency of parcel sorting and meet the growing demand, the implementation of the new package sorting technology has become an inevitable choice, so high-speed RFID reader parcel sorting system came out. As a core part of the system, perfect high speed RFID the system plays a very important role in the system. This paper designed and implemented a simple，intuitive and easy to operate and features a more complete high-speed RFID reader, to meet the parcel sorting needs in most of the logistics industry.

Firstly, this paper explains the importance of the development of the RFID reader and elaborated related technologies about the reader. Next we conducted detailed needs analysis of the high speed RFID reader, then we conducted designs of hardware and software. Finally, we do the functional test for the RFID reader and propose some improvement schemes based on the result of the test so that we could optimize the RFID reader. The hardware part of he high speed RFID reader uses RC522 module and SCM modules, the development of the software part t uses C language.

Features of this paper is to address the technical and design solutions not only for the express logistics industry, but also for the development and design of the actual reference for other industry testing It achieves that the reader can identify ,write and read the electronic label card.

Key Words：High-speed RFID reader; SCM ; RC522; parcel sorting

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究目的与意义 1

1.4 本文的研究工作和内容安排 2

第2章 相关技术与开发工具 3

2.1 RFID概述 3

2.2 RFID系统组成及工作原理 3

2.3 ISO/IEC14443与ISO/IEC15693协议对比分析 4

2.4 软硬件实现环境 5

2.4.1 51单片机 5

2.4.2 MF RC522 6

2.4.3 keil软件 6

2.4.4 proteus软件 6

第3章 包裹分拣系统中对RFID读写的要求 7

3.1 包裹分拣系统中对RFID读卡器的功能需求简介 7

3.2 RFID读卡器的详细功能功能需求描述 7

3.2.1 RFID识别电子标签功能 7

3.2.2 RFID读卡功能 8

3.2.3 RFID写卡功能 8

第4章 RFID读卡器整体设计思路和硬件电路设计 9

4.1 RFID读卡器的总体模块设计 9

4.2 RFID硬件部分设计 10

4.2.1 51单片机模块 10

4.2.2 RC522模块设计 12

4.2.3 RFID读卡器整体设计电路图 14

第5章 RFID软件部分设计 15

5.1 软件部分整体设计 15

5.2 软件各部分功能设计 16

5.2.1初始化功能实现 16

5.2.2 发送请求功能实现 17

5.2.3 防冲撞功能实现 18

5.2.4 选择卡功能实现 19

5.2.5三重认证功能实现 19

5.2.6 读写卡功能实现 20

5.3 软件部分主要程序 20

第6章 RFID读卡器测试 23

6.1 RFID读卡器测试概述 23

6.2 读卡器识别电子标签功能测试 23

6.3 读卡器读写卡模块测试 24

6.4 测试结果分析 25

第7章 总结和期望 26

参考文献 27

致 谢 28

第1章 绪论

1.1 研究背景

随着我国经济与科技的迅猛发展，国内快递行业的发展得到了较大提升，并且竞争愈演愈烈，已经拥有一定规模的产业。快递行业现如今作为国民经济的重要构成之一，随着经济发展，在第三行业中占得比重越来越大。而一个国家国民经济的发展水平可以直接从第三产业发展水平的高低中得以体现。而包裹分拣是物流系统的核心。以前采用人为管理再到后来采用条形码技术来管理的模式已在激烈的社会中被逐步淘汰，利用现代化的科技来帮助物流行业进行物流管理已成为管理者顺应时代发展的必然选择。因而高速RFID读卡器成为了时代进步的必然产物，并得到了广泛应用。

现如今高速RFID读卡器已作为物流行业必不可少的重要组成部分，它不仅能更有效率地帮助物流经营者管理包裹，还能带给公司更多的盈利。高速RFID读卡器可以令经营者快速而准确的进行包裹分拣, 从而大大提高包裹分拣的效率，进而促进经济的不断发展。

尽管现在一些大型的物流企业已经使用了市面上比较有名的高速RFID读卡系统，但是这些读卡系统基本上都是为大型公司专业设计的，其中的读卡器模块对于中小型物流企业来说需求过剩，并且其界面大多显示较复杂，操作也较不便。因此，软件市场急需一个简洁直观、操作方便并且功能较为完善的高速RFID读卡器，以满足大多数中小型物流企业对包裹分拣的需求。

1.2 国内外研究现状

事实上，RFID射频识别技术是一项发展了很多年的技术。RFID技术起源于英国。上世纪60年代开始商用。至今，RFID技术已经在很多领域得到应用。射频技术在国外产品种类很多。而且许多互联网公司都加入到RFID的软件开发和硬件设备供应上。比拟国外，中国信息化发展相对迟缓。但随着国内信息技术的逐渐成熟，以及借鉴国际上同系统的优点与针对国内的具体情况，国内RFID技术得到发展和应用。