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摘 要

随着人们生活水平的逐渐提高，人们对住宅的安全性要求越来越高，相应地防护系统也就越来越多样化，而用的更多、更加智能化的是无线报警系统，而无线报警系统又有好多种类，包括红外线报警系统、蓝牙报警系统、ZigBee报警系统、RFID报警系统等等，本文就是介绍了基于射频技术的433MHz的电子围栏系统。本设计顺应市场的需求和时代的发展，对 433MHz电子围栏系统进行了研究。结合433MHz无线芯片在FPGA板子上进行的嵌入式系统设计完成了远距离、非接触式电子标签信息的采集，实现设备在移动状态下的自动识别的自动化管理，达到电子围栏的功能。这套系统的创新在于综合应用了射频识别技术、计算机软硬件、信息采集处理、数据传输、网络数据通讯等多项先进的技术,来实现对单位设备进行自动识别和联网监管，而且系统可扩展性强,使用灵活。

关键词：射频识别；433M模块；FPGA

Abstract

With the gradual improvement of living standards, people residential security have become increasingly demanding, and accordingly protection system is more and more diverse, and with more and more intelligent wireless alarm system, wireless there are many types of alarm systems, including infrared alarm system, alarm system, Bluetooth, ZigBee alarm system, RFID alarm system and so on, this article is to introduce the electronic fence system based on RF technology of 433MHz. The design of the times and adapt to the development needs of the market, the electronic fence on the 433MHz system is studied. Combined with 433MHz wireless chip on board FPGA embedded system design is completed the long-range, non-contact tag information collection, realized device to move the state of the automatic identification of automated management, to achieve the electronic fence function. This innovative system is the integrated application of radio frequency identification technology, computer hardware and software, information acquisition and processing, data transmission, network data communications and other advanced technologies, equipment unit to achieve automatic identification and network monitoring, and system scalability strong, flexible.

Keywords: RFID; 433M module; FPGA

目录

摘要 1

第一章 引 言 3

1.1 研究背景与意义 3

1.2 国内外无线报警系统的现状及发展 3

1.3 课题难点 4

1.4 本文组织 4

第二章 研究内容与理论基础 5

2.1研究内容 5

2.2 各种无线报警系统技术介绍 5

2.2.1 蓝牙无线报警系统 5

2.2.2 红外线报警系统 5

2.2.3 ZigBee无线报警系统 5

2.3 理论基础 6

2.3.1 RFID系统工作原理 6

2.3.2 耦合方式 6

2.3.3 RFID编码与调制 6

2.4 Verilog HDL语言概述 7

2.5 FPGA 7

2.6 本章小结 9

第三章 电子围栏系统设计方案与实现 10

3.1 硬件设计 10

3.1.1 433MHz发射电路的设计 10

3.1.2 433MHz接收电路的设计 12

3.2程序 15

3.3 本章小结 18

第四章 成果展示及分析 19

第五章 结束语 20

5.1 设计总结 20

5.2设计展望 20

致谢 21

参考文献 22

附录 23

第一章 引 言

1.1 研究背景与意义

随着人民生活水平的提高和经济的飞速发展，人们对衣食住行的要求也越来越高，尤其是拥有一个安心舒适的住宅。而现如今人口增长越来越快，小偷越来越多，人们的住宅越显得不安全，而且犯罪份子也更聪明了，使用一些高科技来窃取财物，让那些依靠安装防盗门窗、或靠人防的防范方式越来越不能满足人们日常防范的要求；所以，普通的住宅已经不能安心的居住了。人们迫切需要一种智能型的家庭安全防范报警系统，能可靠的进行日常安全防范工作，及时发现各种情况并通知户主，于是有关家庭、办公室和仓库等处的安全防范和自动报警系统的开发研制需求日益增大，现在市场上也出现了各种名目繁多的报警装置，像红外线报警系统、蓝牙报警系统、WIFI报警系统、ZigBee无线报警系统等等，但多由于可靠性较差、造价高或使用复杂而难于普及，而基于433MHz的RFID电子围栏报警系统因其成本低、信号覆盖远而强、实现方便的优点，由此选用它来设计电子围栏系统。

基于433MHz的电子围栏系统是通过远距离、非接触式采集电子标签的信息，实现设备在移动状态下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。该系统产品集计算机软硬件、信息采集处理、数据传输、网络数据通讯、等技术综合应用为一体的高性能识别技术，是实现信息化和自动化管理的基础产品之一，是一种能有效对单位设备进行自动识别和联网监管的重要科技手段。通过433MHz通信过程中产生的误码可以有效的判断目标是否在无线覆盖区域中，通过这种方式覆盖监测区域，达到电子围栏的功能。

1.2 国内外无线报警系统的现状及发展

从上世纪初，报警系统就已经在北美稍具雏形。在北美，报警呼救箱放臵在街头巷尾，在呼救时发出声响提示，以寻求附近警察的帮助；同时，这种呼救箱直接连接到附近的警局，使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后，由于通信技术的发展，提供远程通信服务的电报公司加入到这个行业中，从而使得报警信息可以通达到更远的地方；不过，这种电报方式毕竟难以普及，所以稍后出现的电话理所当然地成为报警通讯的主要手段。而此后自动拨号系统的出现以及电话普及到千家万户，更使得通过电话线报警的方式得到了前所未有的发展。国外智能监控防盗技术发展已处于一个较高水平阶段，从具有代表性的北美发展过程，可以清楚的看出世界智能监控防盗技术的发展概况。  目前，对北美的安防产业来说，最成功的经营模式就是联网报警服务模式，联网报警将整个北美的安防产业从横向到纵向进行整合串并，形成了一个集中许多高科技手段和产业化管理水准的一体化综合性产业。比如世界排名第一，北美最大的安防跨国公司--美国棋诺亚公司，它在世纪年代开始搞简单的防盗报警，其当时的业务范围和技术水平跟中国现在很多安防企业是相当的。

目前，国内市场上的防盗报警系统大部分是国外品牌，国内防盗报警产品厂商发展时间比较短，真正取得长足发展也是在2004年以后，特别是在2004年国内有些厂商迅速成长，投资规模和企业规模都在迅速发展和扩大。但是与国外厂商相比还有很大差距。现阶段，大部分工程商安装防盗报警产品时倾向于国外品牌，其中，安装的国外产品主要来自美国、日本和韩国，这三个国家的产品占据我国报警市场的近80%的市场份额。这主要是因为，在产品供给市场上，绝大部分国外品牌来自美国和日韩，防盗报警产品在这些国家的发展已经非常成熟，产品功能稳定、性能完善，再加上进入我国是时间较早，所以在我国市场上占有相当大的份额。

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