【正文】 我相信在以后的學(xué)習(xí)過程中，我一定會(huì)取長補(bǔ)短，更上一層樓！ 非接觸式 IC 卡的應(yīng)用 參 考 文 獻(xiàn) 【 1】 王紅林 .基于 RFID 技術(shù)的門控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].南京 .南京信息工程大學(xué) .2021 【 2】 孫穎 .一種基于 MF RC500的 Mifare1卡的讀寫器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].沈陽 .沈陽 大學(xué) .2021 【 3】 戴佳 戴衛(wèi)恒 .51 單片機(jī) C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講 .北京：電子工業(yè)出版社， 【 4】 鴨蛋李 .S50非接觸式 IC卡性能簡介 (M1).(DB/OL).. . , 【 5】 許主洪 .密碼與解碼 .北京 .人民郵電出版社。 當(dāng)然，本系統(tǒng)也存在著很多需要改進(jìn)的地方，鑒于此系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能還不是很強(qiáng)大，有機(jī)會(huì)的話，我打算從以下幾個(gè)方面盡心改進(jìn)和提高： ⑴ 進(jìn)一步改善系統(tǒng)的人機(jī)界面，增加多媒體功能。注意：每張卡的卡號是唯一的，我們在設(shè)計(jì)過程中，就是根據(jù)卡號正確與否，來判斷門鎖打開還是不打開。 (2) 尋卡。讀塊 0 LCALL SEND MOV A,08H LCALL SEND MOV A,04H LCALL SEND MOV R0,20h MOV R7,18 DATA0: JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,DATA0 MOV R0,31H J5: MOV A,R0 CLR C SUBB A,05H MOV R5,A WRI0: MOV A,12H 。 。8 位重裝值 ,T1 波特率發(fā)生器 SETB TR1 。 LJMP INTTMR0。 delay_10ms(30)。 ET1=0。//TMOD = 0x22。//進(jìn)入 IC 卡處理程序 CALL_isr_UART()。 CALL_isr_UART()。 case 5:baud=BAUD_57600。 case 1:baud=BAUD_14400。 RevBuffer[0]=1。這使得最大操作距離可達(dá) 100mm。這樣就為連接各種 MCU 提供了很大的靈活性。該讀卡 IC 系列利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念，完全集成了在 13． 56MHz下所有類型的被動(dòng)非接觸式 通信方式和協(xié)議。不同類型的卡和不同的使用環(huán)境都將影響讀卡器的性能表現(xiàn)，這就需要在確定了卡的類型之后，在實(shí)際的使用環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)，確定不同的 C1 C17的值，使讀卡器具有最好的性能表現(xiàn)。 ⑴ 天線大小和讀寫距離 由于 MFRC500 是低功耗設(shè)計(jì)，因此卡和天線之間的耦合系數(shù)必須滿足一定的值，卡和天線之間的耦合系數(shù)不能低于 。 MAX232 的電路連 接 圖[7]如圖 3． 3 所示： 圖 電路連接圖 注：系統(tǒng)通信時(shí)采用的參數(shù)如下：波特率為 9600， 8 位數(shù)據(jù)，一位停止位，西北師范大學(xué)本科學(xué)位論文 13 無奇偶校驗(yàn)位。 ⑵ AT89C51 電路連接圖如圖 所示： AT89C51 的 PO 口作為地址和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口，與 RC500 芯片的數(shù)據(jù)總線相連。這里的中央主控制模塊采用 8 位單片機(jī)即可以達(dá)到要求。 圖 密碼通信的一般模型 完成加密和解密的算法稱為密碼體制。具體而言，也就是要求相互傳送的信息具有完整性、真實(shí)性、有效性、保密性和不可否認(rèn) 性。完整的自動(dòng)識(shí)別計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)包括自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) (AIDs)、應(yīng)用程序接口(API)、中間件、應(yīng)用系統(tǒng)軟件。存取控制為 4 個(gè)字節(jié)，共 32 位，扇區(qū)中的每個(gè)塊 (包括數(shù)據(jù)塊和控制塊 )的存取條件是由密碼和存取控制共同決定的，在存取控制中每個(gè)塊都有相應(yīng)的三個(gè)控制位，三個(gè)控制位以正和反兩種形式存在于存取控制字節(jié)中，決定了該塊的訪問權(quán)限 (如進(jìn)行減值操作必須驗(yàn)證 KEYA，進(jìn)行加值操作必須驗(yàn)證 KEYB，等等 )。 讀寫器將能對剛剛認(rèn)證通過的卡片上的這個(gè)扇區(qū)可以進(jìn)入下一步的操作 (R臥 D／ wRITE 等操作 )。 控制及算術(shù)運(yùn)算單元：這一單元是整個(gè)卡片的控制中心。 AntiCollision 模塊 (防重疊功能 )啟動(dòng)工作時(shí)，讀卡器將得到卡片的序列號，共有 5 個(gè)字節(jié)，實(shí)際有用的為 4 個(gè)字節(jié)，另一個(gè)字節(jié)為序列號的校驗(yàn)字節(jié)。用戶所要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)被存放在該單元中。 ② 高抗干擾性：非接觸式 IC 卡具有防沖突機(jī)制，在多張卡片同時(shí)進(jìn)入讀卡器工作范圍時(shí)能夠防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，允許多張卡片同時(shí)操作。 IC 卡可以根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路的不同可以分成三類。在讀卡器上用喇叭來仿真。 隨著智能建筑的推廣，加強(qiáng)智能小區(qū)的安全防范工作也有待于加強(qiáng)，更有必要建立連網(wǎng)門禁系統(tǒng)，可見，門禁系統(tǒng)將有更廣闊的發(fā)展空間。國內(nèi)生產(chǎn)的感應(yīng)式門禁系統(tǒng)和指紋門禁系統(tǒng)價(jià)格較國外同類產(chǎn)品價(jià)格低大約 10%50%左右。國內(nèi)從事門禁系統(tǒng)有捷順、北京青云等公司。當(dāng)要開門時(shí)，只要將 IC 卡在讀卡器前一劃。 隨著射頻識(shí)別技術(shù)的推廣， Mifare 卡已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 公共交通 終端、手持終端，板上單元、非接觸式 PC 終端等各個(gè)非接觸式通信場合。它利用射頻方式在非接觸式 IC 卡和讀卡器之間進(jìn)行雙向通信，完成目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換，而卡上電路的工作電源由讀卡器發(fā)出的電磁波能量提供。 門禁安全管理系統(tǒng)是一種新型智能化的安全管理系統(tǒng)，它集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)金額現(xiàn)代安全管理 措施為一體，涉及電子、機(jī)械、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊 技術(shù)等諸多方面，它是解決重要部門出入口便捷控制和實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施，適用各種機(jī)要部門，如銀行、賓館、機(jī)房、辦公大樓、智能化小區(qū)、工廠、軍械庫、機(jī)要室等。讓 IC 卡行業(yè)及其他行業(yè)的同行盡快掌握 CPU 卡及非接觸式 IC 智能射頻卡的核心技術(shù)及其讀寫設(shè)備的軟硬件技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)，跟上國外的 IC 卡研究和 應(yīng)用步伐，甚至走在其前面，我國不少科研院所參與到射頻讀寫卡設(shè)備研制的工作中來。美國生物認(rèn)證市場到 2021 年將達(dá)到 19 億美元，指紋識(shí)別占近 40%，虹膜識(shí)別占 10%左右。隨著計(jì)算機(jī)的迅速普及與發(fā)展，越來越多的控制設(shè) 備逐漸被計(jì)算機(jī)取代，維護(hù)人員的監(jiān)視和維護(hù)也越來越集中，越來越多的系統(tǒng)逐漸向智能化發(fā)展。另一種是讀卡器獨(dú)立工作，內(nèi)部用較大的存儲(chǔ)器存放讀卡數(shù)據(jù)，采用采集器采集讀卡器中的數(shù)據(jù)，再傳送到PC 管理機(jī)上。 非接觸式 IC 卡 ⑴ 非接觸式 IC 卡 標(biāo)準(zhǔn)和 分類 目前生產(chǎn) RFID 產(chǎn)品的很多公司都采用自己的標(biāo)準(zhǔn)，國際上還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 ⑵ 非接觸式 IC 卡的特點(diǎn) 非接觸式 IC 卡無機(jī)械觸點(diǎn)，通過無線方式與讀寫設(shè)備進(jìn)行通訊，與接觸式Ic 卡相比具有以下特點(diǎn)： ① 操作快捷：卡與讀卡器之間為無線通訊，使用時(shí)無需插拔卡及固定方向。非接觸式 IC 卡的功能組成如圖 所示： 圖 Mifare one s50 非接觸式 IC 智能射頻卡的功能組成圖 整個(gè)卡片包含了兩個(gè)部分，射頻接口電路和數(shù)字電路部分： ① 射頻接口電路 電路在射頻接口電路中，波形轉(zhuǎn)換模塊接收讀卡器上的 13． 56MHZ 的無線電調(diào)制頻率，一方面送調(diào)制解調(diào)模塊，另一方面進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換，將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，然后對其整流濾波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對電壓進(jìn)行進(jìn)一步的處理，包括穩(wěn)壓等，最終輸出供給卡片上的各電路。在程序員控制下的讀卡器將會(huì)首先與每一張卡片進(jìn)行通信，取得每一張卡片的系列號?？ㄆ嫌?16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)都可分別設(shè)置各自的密碼，互不干涉。 數(shù)據(jù)加密單元：該單元完成對數(shù)據(jù)的加密處理及密碼保護(hù)。 ⑷ IC 卡的主要指標(biāo)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) ① 主要 指標(biāo) [4] ? 容量為 8K 位 EEPROM ? 分為 16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為 4 塊，每塊 16 個(gè)字節(jié) ,以塊為存取單位 ? 每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問控制 ? 每張卡有唯一序列號，為 32 位 ? 具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作 非接觸式 IC卡讀卡器 Mifare1 卡片 (A) RB (B)TOKEYAB (D)TOKEYABY (C) (E) 非接觸式 IC 卡的應(yīng)用 ? 無電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路 ? 數(shù)據(jù)保存期為 10 年，可改寫 10 萬次，讀無限次 ? 工作溫度： 20℃ ~50℃ (濕度為 90%) ? 工作頻率： ? 通信速率： 106 KBPS ? 讀寫距離： 10 cm 以內(nèi)（與讀寫器有關(guān)） ② 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) Mifair 卡分為 16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由 4 塊 (塊 0、塊 塊 塊 3)組成，我們也將 16 個(gè)扇區(qū)的 64 個(gè)塊按絕對地址編號為 O 一 63，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下表： 第 0 扇區(qū)的塊 0 用于存放廠商代碼，己經(jīng)固化，不可更改。 自動(dòng) 識(shí)別技術(shù) 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)就是應(yīng)用一定的識(shí)別裝置，通過被識(shí)別物品和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)自動(dòng)地獲取被識(shí)別物品的相關(guān)信息并提供給后臺(tái)的計(jì)算機(jī)處理來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。本設(shè)計(jì)主要涉及到射頻識(shí)別技術(shù)。不可 否認(rèn)性是指發(fā)方和收方不可否認(rèn)信息的發(fā)出和收到。 非接觸式 IC 卡讀卡器主控模塊設(shè)計(jì) 本課題的讀卡器主控模塊由單片機(jī)及其外圍電路組成。同時(shí)， AT89C5l 可降至 OHz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 10V 電壓 (負(fù)邏輯 )。選擇的品質(zhì)因數(shù)過高，會(huì)導(dǎo)致帶寬縮小，從而明顯地減弱應(yīng)答器接收到的調(diào)制邊帶。天線的電感通過下列公式計(jì)算： L=2 1 In(1／ D) N18 大小（ mm） 讀寫距離（ mm） 非接觸式 IC 卡的應(yīng)用 其中： L：讀卡器天線電感 (單位 cm) I：天線導(dǎo)體長度； D：天線導(dǎo)體寬度 (必須 介于 O． 5～ 1． 5mm 之間 )； N：天線導(dǎo)體圈數(shù) (三圈 )。它是單片機(jī)與IC 卡之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?，也是非接觸式 Ic 卡與外界通信的媒介， IC 卡線圈與射頻模塊連接著的天線產(chǎn)生共振，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，完成卡與射頻模塊的通信。方便的并行接口可直接連接到任何 8 位微處理器，這樣給讀卡器終端的設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。狀態(tài)和控制部分允許對器件進(jìn)行配置以適應(yīng)環(huán)境的影響并使性能調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。 MFRC500 底層驅(qū)動(dòng)程序 程序流程圖： 圖 RC500 底層驅(qū)動(dòng)程序流程圖 MFRC500 底層驅(qū)動(dòng)編程技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，本論文中只給出部分程序，如下所示： 主函數(shù)： void main(void) { uchar baud。 SPEAKER=0。 break。 break。 delay_10ms(2)。 PCON = 0x80。 TL0=0x60。 ES=TRUE。 西北師范大學(xué)本科學(xué)位論文 21 單片機(jī)控制雙方通信程序簡述 單片機(jī)主程序流程圖： 圖 主程序流程圖 單片機(jī)與 MFRC500 通信的主程序如下： ORG 0000H。 RETI ORG 0100H START:LJMP DZZ main1:MOV TMOD,21H。尋卡 LCALL SEND MOV A,02H LCALL SEND MOV A,26H LCALL SEND JNB RI,$ 。判斷接收中斷標(biāo)志位 ,RI=1 發(fā)送的中斷請求已被響應(yīng)， SBUF 中的數(shù)據(jù)已被取走；由軟件使 RI=0，以便提供 接收SBUF 已空 的信息 CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,03H,L2 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,00H,L2 西北師范大學(xué)本科學(xué)位論文 23 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,04H,L2 JNB RI,$ CLR RI MOV A,SBUF CJNE A,00H,L2 LLL4: LCALL DISP4 DJNZ R7,LLL4 AJMP L3 L3: MOV A,01H 。個(gè)位送顯示 MOV A,B ANL A,0F0H SWAP A MOV 3DH,A 。讀卡號的命令字是： 02 02 52，當(dāng)數(shù)碼管上顯示“ 123”，說明現(xiàn)在可以進(jìn)行讀取卡號。本文設(shè)計(jì)的讀卡器只是眾多類型讀卡器類型中的一種，它能夠讀寫距離在100mm 范圍內(nèi)的符合 IEC/ISO14443TypeA 標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式 IC 卡。 西北師范大學(xué)本科學(xué)位論文 27 致謝 由衷感謝我們的輔導(dǎo)老師馬勝前教授。 數(shù)據(jù)的基本格式： 每個(gè)數(shù)據(jù)協(xié)議包都由如下數(shù)據(jù)格式組成： 數(shù)據(jù)包 長度 L(1byte) + 命令