大学生无线传感网络技术专题研究与开发项目申报书()[1]2.doc

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1、西安电子科技大学机电工程学院 2012年大学生无线传感网络技术专题研究与开发项目申报书项目名称： 座位信息模块 项目成员： 李杰 马景法 宋娟 指导教师： 赵建 所在专业、班级： 测控技术与仪器 041051 研究起止时间：2012年4月至 2013 年 1 月 西安电子科技大学机电工程学院综合实验中心2012年4月制 项目名称座位信息模块项目来源 教师提出项目 学生提出项目申请经费1000元项目完成时间 2013年1月申请人姓名学号性别专业班级联系电话E-mail李杰04105100男04105115877347976973141695马景法04105096男0410511871031342

2、31182904560宋娟04105095女04105118710846954289581099一、项目应用与意义（5号宋体字、行距：18、不少于500字）（对项目的实际应用对象和场合进行介绍，并简要说明其项目研发意义。）关于座位信息项目主要应用于课堂或者会议中，将每个座位的占座人的基本信息反馈到主控制器上，这样对于讲话的老师或者是领导就能轻松的将姓名等基本信息与人物对上号，不至于出现一些尴尬的局面,且有助于提高课堂效率。同时该项目还增加了占座系统，同学们通过刷卡能够在一个规定时间内对一个座位的拥有权，这样能够有效的减少学校中屡见不鲜的不文明占座，长期霸占座位的现象，让同学们能够拥有更好的自习

3、环境。该项目的研究具有促进完成教室走向智能。二、项目主要技术指标（5号宋体字、行距：18）（提出项目的主要技术指标与功能要求）该项目主要需要将MSP430单片机通过串口与一卡通读取器，CC2520模块相连接。需要达到以下的功能：开始是否有人占座是否有人刷卡NYY 是否占座语音提示报警NN 占座模式激活Y将相关性息传给 主控制器 结束需要达到当一卡通读取器有卡插入的时候通过对I/O口置低电平来实现对卡的读取，同时通过对I/O口置低电平实现CC2520模块的信号传输三、项目关键技术要点（5号宋体字、行距：18、不少于1000字，可续页）（说明该项目中的关键技术要点，主要有：传感器选型、信号调理电路

4、设计要求、控制器设计要求、结构设计要求、显示或数据传输要求、接口与通信协议类型、面板要求等）1，CPU的选择该项目要求MSP430单片机能够实现对一卡通读取器和CC2520模块的控制，所以在这里采用TI 公司MSP430F2618，116K Flash，8K RAM，16位处理器内核，拥有8通道12位ADC和12位DAC。2. ZIGBEE：CC2520模块德州仪器(TI)推出CC2520芯片是2.4GHz免授权ISM频带专用的第二代ZigBee/IEEE 802.15.4无线射频收发器CC2520CC2520主要规格包括1.83.8V电源范围、-40至+125温度范围、103dB链路预算(利

5、用开发工具包可达到400公尺视线范围的传输距离)和50dB相邻通道拒斥能力。在这里CC2520模块能够很好的完成数据传输的任务。3，一卡通读取模块在这里采用RFID读卡器，RFID射非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便二，系统总体设计系统主控制器模块LED显示模块无线传输模块占座按键模块 刷卡模块MSP430电源模块四、设计方案说明（5号宋体字、行距：18、不少于1500字，可续页）（较为详细说明软硬件、机壳、面板等设计方案以及样机测试方法）一，系统需

6、求分析 座位信息采集系统要求可靠性高和成本低。要求1：能识别非接触式IC卡。2：具有刷卡提示LED和占座按键提示LED。3：占座按键4：短距离的无线传输。系统硬件1,：处理器模块设计系统处理器部分 MSP430单片机具有运算速度快，处理能力强，超低耗能等优点能够满足设计所需的低成本，高可靠性的要求。 运算速度快MSP430 系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。因此能够快速的处理收集ic卡的信息并通过无线传输系统发送给系统主控制器。超低功耗MSP430 系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V 电压，因此能够满足设计所需的外界稳压电源和充电锂电池供电方式。MSP43

7、0 单片机具备各种高集成度外设，如动态存储器存取 (DMA)、数模转换器 (DAC) 以及模数转换器 (ADC)，能够在实现高性能的同时，确保极低功耗，因此理想适用于基于 ZigBee 的应用。2，刷卡模块该模块需要实现当有卡插入读卡器时，刷卡LED灯点亮，并将卡的相关信息发送给系统控制器。为了能够识别是否有卡插入，在单片机上设置了1个IO口(P6、4)连到读卡器的卡簧，当读卡器有卡插入时，P64口对地短路， 从P6、4口检测到低电平，从而可以判断卡簧是闭合还是分离， 以此来通知单片机是否需要进行读写卡操作。VCCP1.0VDDRSTSCLSDAGND卡插入检测 P1.1 P1.2 P1.3

8、P6.4该读写器以射频识别技术为核心，读写器内主要使用了1片Mifare卡专用的读写处理芯片-MMM微模块。它是一个小型的最大操作距离达2030mm的Mifare读/写设备的核心器件，其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制。内部结构分为射频区和接口区：射频区内含调制解调器和电源供电电路，直接与天线连接；接口区有与单片机相连的端口，还具有与射频区相连的收/发器、16字节的数据缓冲器、存放64对传输密钥的ROM、存放3套密钥的只写存储器以及进行三次证实和数据加密的密码机、防碰撞处理的防碰撞模块和控制单元。这是与射频卡实现无线通信的核心模块，也是读写器读写Mifare卡的关键接口芯

9、片。读写器工作时，不断地向外发出一组固定频率的电磁波（13.6MHz），当有卡靠近时，卡片内有一个LG串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同，这样在电磁波的激励下，LG谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。在这个电容另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器发出的数据与保存。3：LED显示及占座按键模块该模块要求当有卡插入读卡器时绿色LED灯亮，当按下占座键时红色LED灯亮，在红色灯亮时如果读卡器有卡插入只会响起警报声。为了能够使LED灯亮，在单片机上选择一

10、个I/O口连到绿色LED灯，当有卡插入时，I/O口置低电平LED灯亮，在选择一个I/O口当按键按下时置低电平并执行一个延时程序（具体时间可以由主控制系统通过无线传输来决定）I/O按键与单片机连接图4：无线传输模块CC2520是针对 2.4 GHz 免授权 ISM 频带的第二代 ZigBee/IEEE 802.15.4 RF 收发器CC2520电源要求在1.8到3.8V范围内，所以满足设计中采用外接直流稳压电源和充电锂电池供电方式。CC2520模块可以通过spi接口与16位的MSP430单片机进行连接。系统主控制器 天线CC2520MSP 430电源如图所示通过CC2520模块将单片机收集的数据

11、传输给系统主控制器，这样一卡通的相关信息就能在系统主控制器上显示，同时系统主控制器可以通过天线来发送相关数据控制单片机的延时程序，来达到控制占座时间长短的目的。图为MSP430单片机与CC2520模块连接实图因此通过MSP430单片机，CC2520模块，以及读卡器模块能够实现系统所需要求五、经费预算计划（5号宋体字、行距：18）（对项目所需的元器件清单及购置费、印制板加工费、机壳购置等各种费用进行预算，列出经费预算清单）单片机及射频器 500元外围电路器件 300元其它元件 200元总计1000元六、预期成果（5号宋体字、行距：18）预期能够设计所需的基本要求七、其他说明（5号宋体字、行距：18）申请人签名： 2012年 4月 日 机电工程学院综合实验中心审批意见负责人（签字）： 年 月 日