摘 要

近年来，RFID技术凭借其远距离信息传输、安全性较高、空间扩展性强等诸多优点在仓储管理中的应用频率在不断提高，在我国的工农业生产、医学药物存储以及物流快递管理等诸多方面都有着广泛应用。本文首先对RFID技术的技术特点、结构分类和发展状况进行详细介绍，然后针对传统仓储管理系统中采用的860M/960MHz电子标签在有大量金属物资环境下通信距离大幅下降这一不足，尝试利用433MHz电子标签具备的强穿透和绕射能力来设计出远距离的无线通信模块，实现对数据的采集和传输。经过实际测试发现本模块在复杂地形上仍然保持着远距离传输能力，同时其传输准确率也得到了保证，鉴于RFID产品还具有低成本、结构简单、制作简便等优势，因此基于433MHz标签的RFID系统在现代物流仓储管理中有着较强的实用性。

关键词：433MHz；RFID技术；无线通信；数据传输；

Abstract

In recent years, RFID technology has used its many advantages such as long-distance information transmission, high security, and strong space expansion, etc. The frequency of application in warehousing management has been continuously increasing. In China, industrial and agricultural production, medical drug storage, and logistics express delivery management, etc. There are a wide range of applications in many areas. Firstly, this paper introduces the technical characteristics, structure classification and development status of RFID technology in detail. Then, aiming at the shortage of communication distance of 860M/960MHz electronic tag used in traditional warehouse management system under a large amount of metal materials, try to use 433MHz. The strong penetration and diffraction ability of the electronic tag can be used to design a long-distance wireless communication module to achieve data collection and transmission. After actual tests, it was found that the module still maintains long-distance transmission capability on complex terrain, and its transmission accuracy rate is also guaranteed. Given RFID's advantages of low cost, simple structure, and easy fabrication, RFID based on 433MHz tags The system has strong practicality in the modern logistics warehouse management.

KeyWords: 433MHz；RFID technology；Wireless communication；data transmission

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究目的及意义 2

1.3 RFID技术的发展及国内外研究现状 3

1.4研究内容与预期目标 4

第二章 RFID技术与ZigBee技术简介 5

2.1RFID技术 5

2.1.1RFID技术的原理与结构组成 5

2.1.2 RFID技术的分类及应用 5

2.2 ZigBee技术 6

第三章 系统需求分析与总体方案设计 8

3.1系统需求分析 8

3.2系统总体方案设计 9

3.2.1 系统总体方案设计思路 9

3.2.2 总体方案设计 9

第四章 系统硬件设计 10

4.1 硬件系统总体设计 10

4.2 硬件介绍 10

4.2.1 无线数传模块AS32-TTL-1W 10

4.2.2 单片机STM32F03C8T6 11

第五章 系统软件设计 13

5.1 软件整体设计思路 13

5.2 STM32CubeMX工程配置 14

5.2.1 STM32CubeMX简介 14

4.2.2 STM32CubeMX工程配置 14

5.3 Keil uVision5程序编写 19

5.3.1 AD采集数据 19

5.3.2单片机FLASH读写 20

4.3.3 UART串口收发数据 20

第六章 系统测试与分析 23

6.1系统测试 23

6.1.1 简易串口通信测试 23

6.1.2 RFID模块通信测试 23

6.2测试结果分析 25

第七章 工作总结与后期展望 26

7.1工作总结 26

7.2不足与展望 26

参考文献 28

致谢 30

第一章 绪论

1.1研究背景

在经济全球化不断发展的今天，世界各国的经济发展有着更紧密的交流，在这种环境下对物流管理的要求在不断提高，只有提高物流水平才能满足经济高速发展的需求，如何保证对产品的高效有序的管理已经成为国家和企业在发展过程中急需解决的问题。我国自改革开放以来在经济发展上取得了极其快速的发展，近年来国家将产业转型作为优化我国经济架构的重要手段，在制定经济发展规划时着重强调了第三产业的重要性，这更加促进了我国物流行业的发展^【1】。在第三行业迅猛发展的同时，物流行业的发展也面临着较大的压力，受制于仓储管理理论的不成熟，目前我国的物流行业的整体水平与预期相比还有着较大的差距，部分厂商仍然沿用着以人力管理为主的仓储管理，这不仅使得仓储管理的周期大大延长，同时还极大的增加了管理成本。传统的仓储系统在信息化和智能化的发展道路上还有着较大的发展空间，没有及时应用上先进的物联网技术，这种落后的管理系统已经无法适应当今物流管理的需求，在物流处理时极为缓慢、处理效率低下、管理质量不足等等都是制约着我国仓储管理水平提高的因素。

在全球范围内，物流管理一直都是一个重要的研究方向，人们在不断完善仓促管理机制的同时还在不断地尝试将各种先进技术应用到物流仓储管理中，像上个世纪末就在物流仓储管理中开始应用起了条形码识别技术，借助条形码快速识别、操作简单、识别率高的特点极大的加快了的物流仓储管理效率，实现物流仓储管理水平的重大突破。进入21世纪以后，随着新型识别技术的出现，在物流仓储管理中出现的频率在不断提升，自动化的信息识别技术为物流仓储管理水平的提高提供了坚实的技术基础。目前自动识别技术的种类在不断得到丰富，其常见类型见图1.1。

图1.1 自动识别技术常见分类

应用自动识别技术形成的条形码可以存储大量的信息，同时还具有极高的准确率，在物品条形码识别时更加快捷精准，随着自动识别理论的发展，自动识别技术逐渐走向成熟，在如今的生产管理中有着不可替代的作用^【2】。其中射频识别技术作为一种新型的自动识别技术，能够通过非接触的方式来获取物品信息，同时在计算机系统中的相关软件还可以做到快速精准地完成物品信息的识别。现如今众多企业都将条形码技术与RFID技术的优点结合起来，同时搭配定位系统、计算机网络、电脑软件等组合成一个功能完备的RFID系统，这可以有效的提高企业的物流仓储管理水平，在大大解放人工劳动力、降低管理成本的同时还能提高企业的物流信息管理效率，能够从多个方面来提高企业的生产水平，使企业在愈发激烈的市场竞争中保持核心竞争力。

1.2研究目的及意义

在我国加快经济发展的进程中，物流仓储管理一直是国家重点关注的问题，早在2006年，我国在《十一五规划纲要》中指出，物流业是关系着我国生产力水平提升的重要因素，在加快生产的同时要注重物流行业的健康稳定发展，这样才能为我国的经济建设打下坚实的物质基础^【3】。而在物流行业，仓储管理是其中一个重要的环节，物品的入库、库内流动、出库等信息的准确性与企业的生产规划有着密不可分的联系，只有合理的安排仓储周转才能实现仓储效率的最大化。但是由于我国在物流行业上的理论研究还处于一个相对初步的阶段，与一些发达国家相比，我国当前仍有部分企业在仓储管理中沿用传统的人力管理模式，这种模式下的仓储管理效率已经无法满足国家经济高速发展的需求，同时过高的成本和较长的周转周期也会直接影响到企业的生产效益。

为了提升物流仓储管理水平，我国自上世纪起就展开了持久研究，结合我国物流行业发展滞后、新技术开拓不够深入等基本国情，并适当吸取一些发达国家的物流管理经验，我国在上世纪末逐渐引进了条形码技术，借助条形码识别的精确性和便利性大大提高了仓储管理水平进入新世纪后我国在生物特征识别、光学符号识别、射频识别等领域展开了深入研究，将一些自动识别技术逐渐应用到了物流仓储管理中。正是因为对物流仓储管理研究的不断深入，如今我国的物流业正处于一个高速发展的阶段，尤其是在如今电子商务的迅猛发展的环境下，我国的物流业展现出了惊人的能量，数以亿计的物流订单在庞大的物流体系中有条不紊的运输，这在一定程度上为我国经济的快速发展提供了有效保障。为了在未来剧变的市场形势下保持足够的竞争力，对如何加强我国物流仓储管理的研究也就势在必行，只有做到与时俱进，将不断涌现出的新技术应用到物流仓储管理中，才能确保我国的物流行业能够跟上我国经济高速发展的步伐。

RFID技术作为一种新型的自动给识别技术，在无线通信和远距离通信上有着独到的优势，当前一些企业在物流仓储管理中已经开始应用起基于RFID技术的物流管理系统，通过建立起一套完善的物流仓储管理体系来实现对仓储物品的信息管理。但是由于各企业的实际需求不同，对RFID无线通信模块的功能要求也存在不同，像RFID中860M-960M频段及2.4G频段的电子标签在存在大量金属的环境中的传输距离和精准度都会受到极大限制，本次研究尝试针对433M频段标签具有的强绕射能力和穿透力，借助ZigBee技术来实现RFID模块的远距离无线通信，从而达到对仓储物品的实时管理，希望通过本次研究可以为物流仓储管理提供一个可行的技术思路，为我国物流仓储管理水平的提高贡献自己的微薄之力。

1.3 RFID技术的发展及国内外研究现状

RFID技术起源于英国在第二次世界大战中应用雷达技术进行空中侦查，经过数十年的初步研究在上世纪40年代正式确定了RFID技术的深入研究，并于上世纪60年代正式投入商用，随着RFID技术的不断进步，人们逐渐看到了将RFID技术应用到日常生活的巨大前景，上世纪末期在门禁管理、安全检查中开始应用起RFID技术，RFID技术在长达一个世纪的发展后其应用已经逐渐趋向民用化，其理论发展和应用研究逐渐走向成熟。进入21世纪后，RFID技术在众多大型企业的推广应用下有了更大的发展舞台，一些实体企业尝试将RFID技术应用到物流运输及仓储管理中，向沃尔玛、家乐福等零售连锁企业在进行大量的物流仓储管理时就开始将RFID技术投入使用，这在提升企业物流管理水平的同时也推进了RFID技术的发展步伐，世界各国的学者就如何加快RFID技术的发展展开了广泛研究。美国的企业家通过总结RFID技术在物流仓储管理中的应用实例，提出了RFID技术在实际使用中的精准性和便捷性，同时英法德等国家的学者也对基于RFID技术设计的物流仓储管理系统的框架结构、流程优化以及整体性能等展开了持续研究，并逐步形成了如今较为成熟的管理设计系统。

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