【正文】 另外， 一個完整的射頻識別系統(tǒng)包括計算機等輔助控制設備。 6 圖 11射頻卡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 各部分所完成的具體功能如下： (1)射頻識別卡：射頻識別卡（射頻卡）也稱電子標簽，相當于商品的電子身份證。 射頻卡系統(tǒng)的構(gòu)建 按照射頻卡系統(tǒng)設計要求，系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分。然后收銀員進行收錢。本章先從射頻卡系統(tǒng)的設計要求、系統(tǒng)的構(gòu)建和對射頻卡的選擇對其進行初步的設計，然后又對射頻卡讀寫器系統(tǒng)的內(nèi)部硬件進行設計。 1999年全國 IC卡發(fā)行量約為， 20xx年我國 IC卡共發(fā)行 ，增長 35%； 20xx年中國 IC卡需求量約 ，增長 40%； 20xx年我國 IC卡應用進入成熟、理性發(fā)展階段， IC卡發(fā)行量約 ，增長 ，其中存儲卡是主要的需求，發(fā)行約 33405萬張，占總發(fā)卡量的 %； 20xx年 CPU卡的需求增長迅速，發(fā)行約 9395萬張，占總發(fā)卡量的 %。其中，發(fā)展最快的是各類行業(yè)性 IC卡，而且很多行業(yè)性 IC卡的應用己制定了統(tǒng)一的行業(yè)標準。各種新功能的射頻識別系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，滿足各種各樣市場的需求。 在遠程網(wǎng)絡信息化管理和移動商務大力發(fā)展的今天，數(shù)字化信息技術(shù)正日新月異。 看著大型超市收費處排著那庸長的隊，顧客焦急地等待，而超市收銀員也忙地不可開交。 隨著 21世紀數(shù)字化時代的到來，基于遠程信息化網(wǎng)絡管理技術(shù)和移動商務的社會需求，射頻識別技術(shù)在現(xiàn)代社會中將發(fā)揮巨大的作用，射頻識別技術(shù)的明天將更加燦爛奪目。 隨著 21世紀數(shù)字化時代的到來，基于遠程信息化網(wǎng)絡管理技術(shù)和 移動商務的社會需求，射頻識別技術(shù)在現(xiàn)代社會中將發(fā)揮巨大的作用，射頻識別技術(shù)的明天將更加燦爛奪目。 射頻識別系統(tǒng)的射頻卡和讀 寫器之間無須物理接觸就可完成識別，同時它可實現(xiàn)多目標識別、運動目標識別，可在更廣泛的場合中應用。因此，對射頻識別技術(shù)的認識和研究具有深遠的理論意義。其主要優(yōu)點是環(huán)境適應性強，不受雨雪、冰雹、灰塵等的影響，可全天候、無接觸地完成自動識別、跟蹤與管理，且可穿透非金屬物體進行識別，抗干擾能力強。 Software Design 1 引 言 課題研究背景與意義 隨著社會科學技術(shù)的進步，為適應數(shù)字化信息社會發(fā)展的需求，射頻識別技術(shù)的研究與開發(fā)也正突飛猛進地發(fā)展。 followed by the noncontact RF card payment system, the hardware design, selection of the RF cards, and RF antenna modules of the type and characteristics of a specific choice, and to read and write For all parts of the hardware circuits, including MCU, LED display circuit, keyboard circuit, RS232 interface circuit and EEPROM, such as the structure and function of a circuit connecting the situation analysis on the basis of this, the last of the main program and its readers SCM The keyboard function processing software development。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 In addition, the article also discussed the security of RF card system performance, stressed that the overall security of the RF card system on the importance of the final summary of the issues and prospects, given the need to improve Place. Keywords： RF Card 。射頻識別 (即 Radio Fre quency Identification)技術(shù)是從 90年代開始興起的一項自動識別技術(shù)。因此，射頻識別技術(shù)已在世界各地得到廣泛的應用，以美國、日本和歐洲為首 的發(fā)達國家對射頻識別技術(shù)的應用研究已達到相當高的水平，而我國則處于起步階段，大多采用引進的技術(shù)成果。 20xx 年 沃爾瑪首次將 RFID(無線射頻識別 )技術(shù)應用于全美的超市，從而拉開了全球連鎖零售業(yè)大規(guī)模應用 RFID 技術(shù)的序幕， RFID 技術(shù)成為連鎖零售業(yè)關(guān)注的新焦點。其主要優(yōu)點是環(huán)境適應性強，不受雨雪、冰雹、灰塵等的影響，可全天候、無接觸地完成自動識別、跟蹤與管理，且可穿透非金屬物體進行識別，抗干擾能力強。射頻識別技術(shù)正在成為一個新的經(jīng)濟增長點，在全球范圍內(nèi)蔓延開來，研究和開發(fā)射頻識別技術(shù)有著巨大的經(jīng)濟效益和社會意義。射頻識別技術(shù)正在成為一個新的經(jīng)濟增長點，在全球范圍內(nèi)蔓延開來，研究和開發(fā)射頻識別技術(shù)有著巨大的經(jīng)濟效益和社會意義。如果在每個商品佩帶一個記錄此商品信息的無線射頻卡（ RFID)，那么收銀員就無需一一記錄商品信息，只要通過無線射頻識別系統(tǒng)那么就直接顯示所有商品的信息，那么將極大節(jié)約時間及員工成本。可以預計，未來將是無線射頻識別技術(shù)在中國繁榮昌盛的時代。 20世紀末到 21世紀初， REID技術(shù)中的一個重大突破就是使得微波射頻識別卡只含有一個集成芯片成為可能，為射頻識別系統(tǒng)的應 用提供更加廣泛的應用前景。另外，由各地方、各單位發(fā)行的智能卡，如校園卡、單位員工管理卡、食堂用餐卡、門禁卡、優(yōu)惠卡等各種射頻卡的應用發(fā)卡數(shù)量也相當可觀。目前中國 IC卡市場對 IC卡的需求還處于一個比較低的產(chǎn)品層次 上，技術(shù)含量高的產(chǎn)品還比較少。最后得出整體的設計方案。 總之本設計要實現(xiàn)的具體功能如下： （ 1）讀卡器上顯示商品信息：商品的價值及種類。系統(tǒng)設計采用模塊化思想。放置在被識別的商品上，用來響應讀寫器的指令。 無線射頻卡系統(tǒng)方案設 計 無線射頻識別卡的方案設計 目前射頻卡系統(tǒng)主要分為有源射頻卡系統(tǒng)和無源射頻卡系統(tǒng)。 有源 射頻卡就是射頻卡在讀寫器的影響范圍之外也是有源狀態(tài)，即射頻 無線射頻識別卡 無線射頻讀寫器 顯示器 蜂鳴器 控制系統(tǒng) 7 卡內(nèi)部有供電電源，其他電路與無源射頻卡相同。 有源射頻卡一般 作用距離較遠，但壽命有限、體積較大、成本高，且不適合在惡劣環(huán)境下工作 。射頻卡工作所需要的能量是通過電磁耦合單元或天線，通過非接觸 的方式傳送給射頻卡的。在本設計中無源射頻卡相比有源射頻卡具有如下優(yōu)點：首先，無源射頻卡的體積相對有源射頻卡的體積較小，無源射頻卡的整體結(jié)構(gòu)比較牢固耐用，而且無源射頻卡比較耐腐蝕，能適合在惡劣的環(huán)境中使用 ，而在本設計中射頻卡所處的環(huán)境是各種不同的環(huán)境，由于無源射頻卡的防水耐高低溫性，所以使用無源射頻卡比較好；其次，由于無源射頻卡是內(nèi)部沒有電源的，這就決定了它的工作壽命要比有源射頻卡要長（可讀寫次數(shù)超過 10萬次），并且由于無源射頻卡在出廠是含有唯一的可識別序號（通常為制造時間），所以這就決定了無源射頻卡比有源射頻卡安全并能被循環(huán)利用；最后，無源射頻卡的存儲器容量可以很大，并且無源射頻卡的靈敏度高抗干擾性強。 綜合以上接觸式 與 非 接觸式卡相比 較，射頻卡具有以下優(yōu)點 : 第一點是 可靠性高 ： 卡與讀寫器之間無機械接觸，避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障。它通過射頻接口對射 9 頻卡片讀寫，完成商品的認證和信息傳遞。因此，在實際系統(tǒng)中，應用軟件作為主動方，而讀寫器則作為從動方只對應用軟件的讀寫指令作出反應，而不自主活動。在這些部分中，關(guān)鍵的是射頻接口。 讀寫器終端的控制單元擔負著以下任務： (1)與應用系統(tǒng)軟件進行通信，并執(zhí)行應用系統(tǒng)軟件發(fā)來的命令； (2)控制與射頻卡的通信過程 (主 從原則 )； (3)信號的編碼與解碼。 應用系統(tǒng)軟件與讀寫器之間的數(shù)據(jù)交換通常是通過 RS23 RS485串口來進行的。也可以采用網(wǎng)絡通信的方式進行上述串口的通信。 顯示器系統(tǒng)的設計 顯示器是一個典型的輸出設備，而且其應用是極為廣泛，幾乎所有的電子產(chǎn)品都要使用顯示器，其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同而已。提示音裝置是 11 采用的是有源蜂鳴器，當讀卡器讀到卡和卡 離開讀卡器的讀卡范圍時發(fā)出提示音。具有易學易用的精簡指令集 (RISC)結(jié)構(gòu)和一次性的編程技術(shù) (0TP 型 )，可大大縮短開發(fā)周期， PIC 系列有多種型號 。 PIC 系列從低到高有幾十個型號，可以滿足各種需要。 PIC 系列 8位 CMOS 單片機具有獨特的 RISC 結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線（ Harvard）結(jié)構(gòu)，使指令具有單字長的特性，且允許指令碼的位數(shù)可多于 8 位的數(shù)據(jù)位數(shù)，這與傳統(tǒng)的采用 CISC 結(jié)構(gòu)的 8位單片機相比，可以達到 2:1 的代碼壓縮，速度提高4 倍 ；第三、 產(chǎn)品上市零等待（ Zero time to market）。就我個人的經(jīng)驗看，還沒有出現(xiàn)過仿真結(jié)果與實際運行結(jié)果不同的情況 ；第五、 其引腳具有防瞬態(tài)能力 ,通過限流電阻可以接至 220V 交流電源 ,可直接與繼電器控制電路相連 ,無須光電耦合器隔離，給應用帶來極大方便 ；第六、 徹底的保密性。 方案二： AT89系列單片機。由于內(nèi)部有 FlashROM，所以編寫的程序燒錄很方便，易于電擦除，可以反復使用，非常方便用戶對程序進行修改，縮短研制周期，降低了研制成本。此外， 80C31 還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。 綜上所述由于本設計是用于物流管理方面的，再結(jié)合此系統(tǒng)的實際應用的環(huán)境，從成本和收益出發(fā)我選擇的是 AT89系列的單片機做為控制系統(tǒng)的核心。 無線射頻卡系統(tǒng)工作原理 無線射頻卡系統(tǒng)是基于射頻卡的系統(tǒng)。如果交變磁場的頻率 ?r與振蕩回路的諧振頻率 ?r相同，振蕩回路就激發(fā)了諧振振蕩。 降落的相對強度取決于兩個線圈的距離和受激的振蕩回路（在射頻卡里）的品質(zhì)因數(shù)，尤其是兩個線圈接近的速度對降落的相對強度影響巨大，就是說，射頻卡的振蕩回路以怎樣的速度接近振蕩線圈。 為了保證可靠地識別射頻卡振蕩回路，需要獲得一個盡可能明顯的降落。10%的頻率范圍供“掃頻”系統(tǒng)使用。 系統(tǒng)工作時，通過電感耦合原理實現(xiàn)通信，如圖 21所示。當商品射頻卡靠近讀寫終端時，射頻卡片內(nèi)的LC串聯(lián)諧振電路進入讀寫終端的工作區(qū)域內(nèi) ，而且頻率與讀寫終端發(fā)送的頻率相同時，在電磁激勵下， LC諧振電路產(chǎn)生共振。 最后，當電容放電時，非接觸卡內(nèi)的發(fā)射電路就將從卡內(nèi)存儲器中讀取 16 的數(shù)據(jù)信息及相關(guān)信息發(fā)送給讀寫終端。 圖 22 射頻識別系統(tǒng)的工作流程 射頻卡的內(nèi)部電路 典型的射頻卡電路由以下幾部分組成：天線、模擬電路、數(shù)字電路以及存儲器等組成。 按照射頻識別系統(tǒng)的工作方式或工作頻段的不同，射頻卡的天線一般可分為近場感應線圈天線和遠場輻射天線。遠場輻射天線通常是諧振式的，一般取為半波長。 2．模擬電路部 分 模擬電路部分通常包括檢波電路和調(diào)制電路。其內(nèi)部包含控制邏輯、加密邏輯、微處理器（ CPU）以及數(shù)字存儲器等組成。與 EEPROM相比， FRAM閃存具有更加適合于射頻識別系統(tǒng)的優(yōu)良性能。故使用 TIRIS感應辨識系統(tǒng)有以下優(yōu)點： (1)感應器本身不需要使用電池，且不受灰塵，水氣所影響，故障率低； 19 (2)使用 FM調(diào)頻方式傳送數(shù)字信號，不易受噪聲所干擾； (3)感應器充電程序與資料回傳程序分別進行，不易受環(huán)境電場所干擾(此為 TI專利技術(shù) )。 1. 射頻卡和天線 RITRPW4FF射頻卡是 TIRIS在低頻率射頻識別系統(tǒng)中的主要產(chǎn)品，己廣泛地應用于各領(lǐng)域。 表 25 RITRPW4FF內(nèi)的數(shù)據(jù) 第 1 個字節(jié) 起始字節(jié) FEH 第 211 個字節(jié) 用戶數(shù)據(jù)區(qū) 第 12 個字節(jié) 停止字節(jié) FEH 第 1 14 個字節(jié) 第 13個 byte=第 2個 byte；第 14個字節(jié) =第 3個 byte 用戶數(shù)據(jù)區(qū)共有 10個字節(jié)，采用對數(shù)據(jù)進行 CRC（ Cyclical Redundancy Check 循環(huán)冗余檢驗 ） 校驗，第 29字節(jié)為用戶數(shù)據(jù)區(qū)，第 10， 11字節(jié)為 CRC校驗碼。用戶數(shù)據(jù)區(qū)的