低功耗电子货架标签系统设计-微电子学与固体电子学专业论文.docxVIP

杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担 一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证 毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大 学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文 的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（必威体育官网网址 论文在解密后遵守此规定） 论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 日 杭州 杭州电子科技大学硕士学位论文 I I 摘 要 电子货架标签系统（Electronic Shelf Label，ESLs）是一种固定在货架上面 的、可以替代传统的纸张显示价格的电子显示装备，数据通过终端装有数据库的 上位机，使用无线的传输方式将数据通过发送节点，最终把数据传输给终端的电 子货架标签，电子标签将数据整理并显示出来，标签上面装载有温湿度传感器， 可以将标签所在位置的环境参数传递给上位机，作为货物的管理的参考，可以广 泛的应用于超市、仓库等商品管理的方面。目前无线的电子货架标签系统已经在 国外逐渐普及和使用，国内正在处于研发和起步阶段，可以确定在不久的将来， 无线电子货架标签肯定会最终取代纸质的货架标签，会在货物管理和物联网方向 有非常广阔的市场和应用场景。 论文中着重分析和讨论了电子货架标签系统在各方面的使用价值，国内外发 展情况，研究了在物联网中各种短距离无线通讯技术，无线通讯的几种拓扑结构， 系统中各个模块的硬件实现方式，以及软件平台的选择，系统组网设计，实现了 软硬件的结合，最终完成了整个的无线电子货架标签系统。该系统主要包括 AP （Access Point）模块和各个终端电子标签模块，上位机将数据通过有线方式传 递给 AP 节点，AP 节点将数据广播出去，终端电子标签根据地址的监测来判断 是否接收数据并显示在电子纸屏上面，并且每隔一定的时间会把当前的环境参数 （温湿度参数）上传给上位机，方便货物商品的储存和管理。 本 系 统 采 用 了 的 德 州 仪 器 的 MSP430 系 列 16 位 的 低 功 耗 MCU ， 配 合 nRF24L01 射频芯片组成的射频收发模块，在上位机和 AP 之间使用的 RS232 串 口通讯，终端接收还结合了电子纸显示模块，主要由电子纸驱动电路和电子纸显 示屏，另外终端还集成了温湿度的传感器模块 DHT11，各个终端模块之间和 AP 构建成星形通讯网络，收发射频模块通讯支持地址及 CRC 的检验、自动重发和 应答功能，使用增强型的 ShockBurstTM 功能用来提高发射数据的速度和效率。使 用 SimpliciTI 协议构建通信网络，实现了整个电子货架标签系统的数据传输功能。 论文最终在 IAR Embedded Workbench 软件开发工具下面使用 USB 仿真器将 程序下载到硬件模块中，进行完调试后将整个系统连接起来。整个电子货架标签 系统完成了从上位机经 AP 传输数据到终端标签，并在电子纸上面显示出来，以 及终端模块将环境信息经由 AP 传送到上位机，实现了整个系统的数据发送和接 收功能，并且完成了系统各模块的测试，以及低功耗能力测试。 关键字：电子标签，无线通讯网络，低功耗，射频通信 II II ABSTRACT Electronic Shelf Label System(ESLs) is aelectronic display equipment which fixes on shelf and can replace traditional paper pricedisplay. collectingdatas through a host computer equipped with a database.and sending datas to the electronic shelf label of terminal through nodes with wireless transmission. At last.Electronic label pirce will be displayed. Electronic label loads with t