【正文】 ................................................................... 20 具 體硬件電路設(shè)計 .............................................................................. 21 串行通信電路設(shè)計 ......................................................................................... 21 RS232 接口電路設(shè)計 .......................................................................... 22 RS485 接口電路設(shè)計 .......................................................................... 23 USB 接口電路設(shè)計 .............................................................................. 24 串行日歷時鐘電路設(shè)計 ................................................................................. 26 液晶屏顯示電路設(shè)計 ..................................................................................... 26 天線及其匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 ................................................................................. 28 天線工作原 理 ...................................................................................... 28 天線設(shè)計 .............................................................................................. 29 天線匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 .............................................................................. 31 第 4章 射頻讀卡器軟件設(shè)計 ...................................................................................... 32 上位機(jī)軟件設(shè)計方案 ..................................................................................... 32 通信控件 MSCOMM 的應(yīng)用 .............................................................. 32 串 口通信協(xié)議 ...................................................................................... 34 下位機(jī)軟件設(shè)計方案 ..................................................................................... 37 串口通信程序設(shè)計 .............................................................................. 37 射頻卡讀寫程序設(shè)計 .......................................................................... 37 第 5章 系統(tǒng)測試 .......................................................................................................... 40 硬件測試 ......................................................................................................... 40 軟件測試 ......................................................................................................... 40 本章小節(jié) ......................................................................................................... 42 第 6章 結(jié) 論 ................................................................................................................ 43 致 謝 ................................................................................................................................ 44 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 V 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 45 附錄 A 英文原文 ........................................................................................................... 46 附錄 B 漢語翻譯 ........................................................................................................... 54 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒論 課題研究背景和意義 射頻識別技術(shù)是 20 世紀(jì) 90 年代開始興起的一種 非接觸方式 的 自動識別技術(shù)， 該技術(shù)主要是 利用射頻信號通過空間耦 合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù) 。 射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù) ，能夠?qū)崿F(xiàn)識別自動化且不易損壞，可識別高速運(yùn)動并可同時識別多個射頻標(biāo)簽，操作快捷方便； 安全防沖突，射頻卡的序列號是唯一的，制造廠家在產(chǎn)品出廠前已將此序列號固化，不可更改，世界上沒有任何兩張卡的序列號相同； 射頻標(biāo)簽不怕油漬、灰塵污染等惡劣環(huán)境，且可以穿透非金屬物體進(jìn)行識別，抗干擾能力強(qiáng)。 射頻識別技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、讀取距離遠(yuǎn) 、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等特點。由于射頻卡具有以上無可比擬的優(yōu)點，所以被廣泛地應(yīng)用到公共交通收費(fèi) 、物流 、考勤、安防和一卡通等領(lǐng)域 。 RFID 技術(shù)已在世界各地得到廣泛的應(yīng)用，以美國、日本和 歐洲的發(fā)達(dá)國家對該技術(shù)應(yīng)用研究已達(dá)到相當(dāng)高的水平，而我國處于起步 狀態(tài)，大多采用了引進(jìn)的技術(shù)成果。所以研究該技術(shù)已成為我國當(dāng)今社會發(fā)展的必然趨勢。另外 RFID 技術(shù)是一個嶄新的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，它不僅涵蓋了微波技術(shù)與電磁學(xué)理論，而且包括通信原理及半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，是一個多學(xué)科綜合的新興學(xué)科。因此對 RFID 技術(shù)的認(rèn)識和應(yīng)用研究具有深遠(yuǎn)的理論意義。 射頻識別技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 RFID 被列為 21 世紀(jì)十大重要技術(shù)之一，世界各國都在大力發(fā)展 RFID 技術(shù)。在過去 10 年中，關(guān)于 RFID 技術(shù)的專利申請已經(jīng)有 6000 多件。 國外 RFID 現(xiàn)狀 射頻識別技術(shù)在國外發(fā)展非常迅速，射頻識別產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用廣泛。從全球的理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 范圍看，美國已經(jīng)在 RFID 標(biāo)準(zhǔn)的建立、相關(guān)軟硬件技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用領(lǐng)域走在世界的前列。歐洲 RFID 標(biāo)準(zhǔn)追隨美國主導(dǎo)的 EPCglobal 標(biāo)準(zhǔn)。在射頻識別技術(shù)的應(yīng)用方面，歐洲與美國基本處于同一階段。日本雖然己經(jīng)提出 UID 標(biāo)準(zhǔn)，但主要得到的是本國廠商的支持，如要成為國際標(biāo)準(zhǔn)還有很長的路要走。 RFID 技術(shù)的重要性在韓國得到了加強(qiáng)，政府給予了高度重視。 當(dāng)今世界上非接觸式智能卡主流產(chǎn)品是荷蘭 Philips 公司的 Mifare 技術(shù)， Philips 半導(dǎo)體公司的 MIFARE 非接觸式智能卡技術(shù)誕生于 1990 年，到 1994 年這項技術(shù)被推向全球市場， 1995 年，第一個利用 MIFARE 技術(shù)生產(chǎn)的裝置開始應(yīng)用在英國、法國、加拿大、澳大利亞、芬蘭及捷克等國的公共交通系統(tǒng)上。該年十月第一個停車場收費(fèi)系統(tǒng)在馬來西亞被投入使用。從那以后， Philips 半導(dǎo)體公司不斷地開發(fā)、改進(jìn) MIFARE 結(jié)構(gòu)平臺。至今，已經(jīng)擁有了許多系列的智能卡集成電路、讀卡機(jī)集成電路。 Philips 半導(dǎo)體公司的 MIFARE 非接觸智能卡在非接觸卡應(yīng)用領(lǐng)域占有全球 80%的市場份額，是目前非接觸智能卡的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于公共交通、路橋收費(fèi)、電子機(jī)票、身份證、付費(fèi)電話、付費(fèi)電視等領(lǐng)域。 國內(nèi) RFID 現(xiàn)狀 國內(nèi)由于研究 RFID 比較晚，因而在該領(lǐng)域落后于發(fā)達(dá)國家，特別是 RFID 芯片的設(shè)計生產(chǎn)方面還比較落后。我國很多企業(yè)對 RFID 的認(rèn)識不夠充分，基礎(chǔ)設(shè)施的缺失也為 RFID 在我國的發(fā)展設(shè)置了障礙。 我國在 1993 年開始實施金卡工程計劃，推動自動識別技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，目前我國在射頻卡方面得到較好的發(fā)展： 新軍官證、學(xué)生證都采用了射頻卡技術(shù)。目前，清華同方已擁有 THR9904 和THR10XX 兩大非接觸式 IC 卡系列產(chǎn)品，其中 THR9904 已大規(guī)模應(yīng)用于我國第二代居民身份證項目，該項目是我國應(yīng)用射頻卡最大的項目。清華同方開發(fā)出的 THR10XX 系列是一套完整的射頻模塊解決方案，己在公交、身份識別等多個領(lǐng)域得到了廣泛的使用。 上海華虹研制出最新的非接觸鄰近式 IC 卡 SHC1105，它遵循 ISO/IEC15693 協(xié)議，可用于物流、航空行李標(biāo)簽、郵政信函、安全管理等射頻識別應(yīng)用領(lǐng)域。研制出的SHC1507 非接觸讀寫芯片，符合 IS014443Aamp。ISO14443B 的國際標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率為。它能對華虹 SHC110X 系列產(chǎn)品進(jìn)行操作，并能對 M1 系列卡片進(jìn)行操作。適用于公交、地鐵、校園一卡通、公司一卡通等多種不同應(yīng)用場合的 POS 機(jī)。 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 復(fù)旦微電子股份有限公司設(shè)計的 FM17XX 系列，是基于 IS014443 標(biāo)準(zhǔn)的系列非接觸卡讀卡機(jī)專用芯片，可分別支持 頻率下的 typeA、 typeB、 15693 三種非接觸通信協(xié)議，支持 MIFARE 和 SH標(biāo)準(zhǔn)的加密算法?？杉嫒?Philips 的 RC500、 RC5RC531 及 RC632 等讀卡機(jī)芯片。適用于各類計費(fèi)系統(tǒng)的讀卡器的應(yīng)用。 隨著 RFID 技術(shù)的重要性日益體現(xiàn)，我國政府也希望在這項技術(shù)上有所創(chuàng)新。 20xx年 2 月，我國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會宣布成立 ―電子標(biāo)簽 （ RFID ） ‖國家標(biāo)準(zhǔn)工作組，負(fù)責(zé)起草、指定我國有關(guān) ―電子標(biāo)簽 ‖的國家標(biāo)準(zhǔn)。 20xx 年 6 月《中國射頻識別 （ RFID ）技術(shù)政策白皮書》在北京發(fā)布，該白皮書為 RFID 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)未來幾年的發(fā)展提供了系統(tǒng)性的指南。 20xx 年 10 月 863 計劃投入經(jīng)費(fèi)一億兩千八百萬人民幣用于 ―射頻識別技術(shù)與應(yīng)用 ‖。 本文的 研究內(nèi)容及章節(jié)安排 本文針對 PHILIPS 公司的智能射頻卡 MIFARE 1 卡及其卡片讀寫設(shè)備核心模塊的內(nèi)核技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致深入的研究。 設(shè)計了一個射頻卡 讀寫器。本文主要探討了 PHILIPS 公司的 MIFARE 射頻卡，射頻卡讀寫器的硬件電路設(shè)計和軟件程序設(shè)計。本文共六章，組織結(jié)構(gòu)如下： 第一章是緒論， 闡述了本課題的研究背景與意義、國內(nèi)外研究動態(tài)、以及課題研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)。 第二章闡述了射頻卡相關(guān)基本概念及理論并著重介紹了 MIFARE 射頻卡的特點、工作原理、存儲結(jié)構(gòu)及存儲控制。 第三章 提出讀寫器硬件模塊的設(shè)計，著重介紹了天線匹配網(wǎng)絡(luò)電路、供電電路微控制器電路、核心模塊電路、串行通信電路的設(shè)計。 第四章給出了非接觸式射頻卡系統(tǒng)上位機(jī)管理軟件系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計過程。 第五章對整個課題工作作出總結(jié)。 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2章 射頻識別系統(tǒng)