程慶張水鋒陳帥.淮南師范學院計算機學院 .淮南師范學院電子工程學 院

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基于RC632芯片的射頻讀卡器設計

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摘要：用射頻識別技術(Radio Frequncy Identification)開發(fā)的非接觸式IC識別器，與傳統(tǒng)的接觸式IC卡、磁卡相比較，在系統(tǒng)壽命、防監(jiān)聽、防解密等性能上具有很大的優(yōu)勢。本文介紹利用MCU P89LPC932、MF RC632、Mifare卡等構建的非接觸式專用IC讀寫器，充分利用了MF RC632的射頻識別讀寫器芯片的功能。所使用的器件大部分都是PHILPS公司的器件，具有典型性和一定的通用性，因此稍加改動即可應用到其他系統(tǒng)中，而且在該讀寫器基礎上能很容易地開發(fā)出適 用于各種自動識別系統(tǒng)的非接觸式IC識別器。

1　前言

自上個世紀九十年代以來，射頻識別技術在全世界范圍內得到了很快的發(fā)展。全球的總銷量以年均25％以上的速度快速增長，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，射頻率識別技術在各行各業(yè)，尤其是在電子信息行業(yè)得到了廣泛的應用。從長遠來看，電子標簽特別是高頻遠距離電子標簽的市場在未來幾年內將逐漸成熟，成為IC卡領域繼公交、手機、身份證之后又一個具有廣闊市場前景和巨大容量的市場。將為國內表比較熟的IC卡行業(yè)一個重大的產業(yè)機會。在這個產業(yè)機會面前，國內廠商應加大投入力度，未雨綢繆，實現(xiàn)技術的突破。另外，除了廠商的努力以外，政府的主管部門也應該起到引導和牽頭的作用，支持國內的廠商，根據(jù)國內的需求制定行業(yè)標準，從標準入手，建立自主知識產權的整個體系，進一步縮短與國內先進水平的差距，壯大國內智能卡行業(yè)的發(fā)展。復旦微電子將長期致力于非接觸電子標簽技術的開發(fā)和推廣，在為客戶提供滿足他們需求的產品同時，也將為整個產品的其他廠商提供有關RFID射頻識別應用方面的全方面的技術支持。

2　設計硬件部分分析

2.1讀卡器硬件組成

系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。主板上電后，讀取存儲器中的系統(tǒng)設置，然后根據(jù)其中的設置初始化整個系統(tǒng)，包括本設備的ID號、主站、從站、開機時間、關機時間、數(shù)據(jù)的存儲方式等。考慮到本系統(tǒng)各個節(jié)點之間采用的CDMA通信方式，因此讀卡器的硬件組成包括：MCU、射頻讀卡芯片MF RC632、電源供電電路、系統(tǒng)時鐘電路、天線設計、數(shù)據(jù)存儲器模塊、鍵盤輸入模塊、LCD顯示模塊、蜂鳴提示模塊和CDMA通信接口模塊。其中，人機交互模塊主要包括：鍵盤輸入模塊、LCD顯示模塊、蜂鳴提示模塊等。

圖1　讀卡器的結構圖

2.2人機交互功能模塊設計

讀卡器的在完成信息交互的過程中存在的一個問題就是人機交互問題。一方面用戶需要根據(jù)具體的工作要求對讀卡器進行信息初始化操作，另一方面用戶需要在讀卡器完成信息采集時獲得信息的反饋，只有這樣才能真正提高端口器的可操作性。因此在讀卡器的設計過程中需要進行人機交互功能模塊的電路設計。本讀卡器的人機交互功能模塊主要包括鍵盤輸入、LCD顯示、蜂鳴器幾部分。

2.3CDMA接口模塊設計

讀卡器除了需要完成對射頻標簽的信息采集，還需要擴展穩(wěn)定、快速的接口用于向其他設備或主機通信，因此還需要對其作外圍擴展，本系統(tǒng)采用的是通過CDMA2000模塊擴展的CDMA通訊接口方式。CDMA的接口電路如圖2所示

圖2　CDMA模塊接口電路

2.4串口通信

在計算機中，數(shù)據(jù)通信主要有兩種：一種是串口通信按位排列進行傳輸，速度慢，但傳輸距離相對較遠，另一種是并行通信，每個字符的二進制位使用多條數(shù)據(jù)線度要快些，但傳輸距離相對不能太遠，計算機內部數(shù)據(jù)傳法，標準打印口就屬于并行端口。

2.5PC機與CDMA2000模塊通信的編程實現(xiàn)

首先我們約定，PC機與無線通信模塊使用PC機的串口1(COM1)，波特率為152000，信息格式為8個數(shù)據(jù)位，一個停止位，無奇偶檢驗位。由于制動專家系統(tǒng)終端是用PC機實現(xiàn)的，必須從底層的串口通信開始逐漸實現(xiàn)GPRS登錄，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，串口驅動實現(xiàn)打開串口(OpenComm)、關閉串口(CloseComm)、讀串口數(shù)據(jù)(ReadComm)、向串口寫數(shù)據(jù)(WriteComm)、串口中斷(Interrupt UartRxISR)等。

3　系統(tǒng)軟件部分

3.1系統(tǒng)的軟件流程圖

圖3　軟件流程圖

3.2對Mifare卡的操作流程

整個系統(tǒng)的工作由對Mifare卡操作和系統(tǒng)后臺處理兩大部分組成。由于篇幅有限，本文只對Mifare卡的操作流程進行簡單介紹，其操作流程如下所示。

3.3系統(tǒng)軟件的部分代碼

根據(jù)上面的流程，采用Keil C語言進行編程，具體執(zhí)行過程主要是根據(jù)軟件流程圖進行設計執(zhí)行。

4　小結

本文設計出一款新的射頻讀卡器，可以應用于圖書館的圖書管理、超市貨物管理、物流管理等多個領域。

參考文獻

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[2]張綱,馬慶容,沈磊,俞軍.射頻識別技術的現(xiàn)狀和發(fā)展研究[J].半導體技術, 2004,(04) .

[3]陸衛(wèi)東.基于RFID的質量信息管理系統(tǒng)在電子制造企業(yè)中的應用[D].復旦大學,2008 .

淮南師范學院科學研究基金項目 (2012LK08 ) ，2013安徽高校省級自然科學研究項目( K j 2 01 3 z 2 9 7 )

基金項目

關鍵字：RC632 射頻 讀卡器