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 LED 181
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