电子铅封管理系统的设计及应用探讨

摘 要 本文从当前电能表铅封的实际工作情况以及存在的主要问题入手，提出具有一定科学性且方便有效的智能电子表封常见问题解决方案，通过详细分析设计方案的整体走向以及设计方案所有环节的设计方式，论证方案的可行性与优越性，进而从根本上解决前些年比较常见的电能表问题，保证电子表的正常开启，减少违规操作的发生几率。

【关键词】RFID技术 电子铅封管理 管理系统研究 管理系统设计

电子表经常会因为各种原因出现私自拆卸、人为损坏以及非正常开启等情况，这些情况严重的影响了电子表功能的发挥。前些年由于科学技术的制约，没能有效的解决上述问题，导致违规操作的情况时有发生。本文将从RFID电子封签管理系统的角度出发，研究其设计措施，并且在分析设计措施的过程中阐述如何将这一设计成果应用到实际工作中，解决违规操作的问题。

1 系统设计方案

通常所研究的铅封系统，构成瑶族主要包含电子标签、电子读卡器和计算机系统。三大主要结构当中，电子标签主要负责对各种信息进行记录储存，而读卡器则主要向读卡器发射出系统所需要的信号，同时也可以接收到标签发射出的应答消息，最后将标签发射出的消息传送到计算机系统的主机上，供相关工作人员处理核对。在这一过程中，要检查标签是否被故意的开启过，以保证数据的准确性与完整性。

1.1 工作原理

如果系统始终保持正常的工作状态，那么电子标签和读卡器也都会始终保持信息反复发射与接收状态。但是读卡器发射之前必须要查询相应的电子标签号码，只有当标签的号码满足读卡器设计要求时才能继续正常欧诺个做。信息发送之后，便会进度到接收状态。所有处于工作范围内部的标签都可以通过这一次发送来接收到这一号码，系统内部中，所有号码相同的标签都会在同一时间做出反应，读卡器接收到信号之后会对信号进行确认，这也代表着单体标签查询工作的结束。若在实际工作过程中，读卡器没能检测到应答的信号，那么设备会自动的人为标签已经离开了读卡器的监控范围，蜂鸣器会在第一时间发出警报，与此同时，标签自身的号码以及系统时间也会利用GPRS技术不断的导入到负责监控的计算机中，通过该模式来完成数据从收集到传输的过程。

1.2 RFID标签设计方案

电子标签的主要组成部分包含数据载体以及各种微电子芯片等。电子标签是其中比较重要的一个组成部分，主要工作原理是让电子标签和系统内部LC串联谐振的电路，通过这一模式来不断地接受读卡器内部所发出的电磁波，同时在电磁波不断的影响之下， LC会出现共振，使电容有一定的内荷。与此同时，在电容另一端口，也存在单项的导通电子泵，会将电容当中的内荷输送到其余电容的内储存中。RFID的读写装置可以控制射频模块的向标，让向标发射读取信号，而且可以通过向标来接受应答信号，对标签对象的标识信息进行解读，最终将标签上的信息连带标签信息传输到主机上，保证数据传输质量。这一设计可以通过手持式的读卡器来完成。

2 硬件设计

该系统硬件由AT89S52单片机、MFRC500、以及MAX232通信等接口模块组成。读卡器用AT89S52单片机作主控制器，单片机控制MF RC500驱动天线对MIFARE卡进行读写操作。

2.1 工作流程

编码通常情况下输出的信号都可以作为负载主管控制信号来使用，并且编码内部所携带的输出波形比较特殊，能让低电平标签在高电流上不断的运行。与此同时，高电平也可以通过某些方式让标签发射线圈在低电流上反复不断运转，双方之间不存在任何的影响。

2.2 射频模块设计

MF RC500芯片属于ISO/IECl14443标准之下成本比较低、集成性比较高并且性能较好的一款芯片，最大距离可以在10cm左右。数据处理部分要做到数据并行与串行相互交换，支持CEC以及奇数偶数交换检验帧，通过透明模式进行操作，保证系统当中的所有层都可以正常的运转。同时在储存电路设计过程中，可以使用SPI来完成电路设计，让结构与ATMEGA32串行，所有的表封信息可以储存在ATMEGA32中。ATMEGA32具有高性能且低能耗的特点，内涵8位AVR处理器，具备比较先进的RISC处理器结构，易失性比较低，数据存储器的安全性能比较好。之后再通过SPI总线系统进行设计，SPI总线系统属于同步于串行外设的一种接口，让MCU和各式外围的设备通过串行的方式实现信息交换。SPI属于环形结构，由多部分组成，但是时序比较简单，保证SCK始终空间之系统的整体运行，之后让双向移位寄存器彼此之间不断的进行数据传输与数据交换。

2.3 电源设计

本文中所提到的设计均采用800mAH的锂电电池对电源进行设计，而且电源的主要构成部门是电池的芯片以及电压的检测芯片等。如果系统的实际电压要低于3V，那么系统会提示电量不足，保证系统的正常运行。

3 结束语

本文将MCU作为主要核心，对控制电路进行了设计，从目前我国RFID发展的实际情况入手，针对本文所以到的RFID技术设计模式，通过总结实际设计案例以及详细论述各设计环节的方式来分析射频技术在电能表中应用的方式及其相关价值，论证了射频技术自身的优越性能，旨在解决我国电能表存在的问题，提升工作效率。

参考文献

[1]Ralph L Kliem，Irwin S Ludin. Reducing Project Risk[M].香港：科文（香港）出版有限公司，2012：541-543.

[2]田蕾.基于RFID技术的酒店一卡通管理系统的设计与实现[D].中国科学院大学（工程管理与信息技术学院），2012：34-36.

[3]包先雨，徐胜林，郭云，李军.基于NFC的智能防伪电子铅封系统研究[J].现代电子技术，2013，12（01）：222-224.

[4]刘晓冰，陈佳会.基于RFID的景区电子门票管理系统研究[D].中国管理信息化，2011，09（02）：111-113.

[5]喻阳.基于RFID数据采集和传输的电子订单管理系统的设计与实现[D].西北大学硕士学位论文，2013：11-13.

作者简介

裴立军（1977-），男，河北省邢台市人。大学本科学历。现为二炮后勤部后勤信息中心工程师。主要研究方向为信息技术、信息安全、网络管理。

作者单位

二炮后勤部后勤信息中心 北京市海淀区 100085