【正文】 ANT16U3R F M 11 0K1S W P BY111 .05 9MJ2CON2V C CC32.2uF/10VC222pFC122pFR 121kR610KR 131kR910KR810KR710KU? B U Z Z E RQ2P N PV C Cvc cvc c 28 ：接鍵盤編碼信號， ， ； ：接鍵盤中斷信號； ：接 PC機 USB接口，為 PC顯示器提供數(shù)據(jù)信號； ：接蜂鳴器，低電平有效； ：接 MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片與 PC機 RS232接口。每個接收器將 EIA/TIA232E電平輸入轉(zhuǎn)換為 5V TTL/CMOS電平。該芯片為采用 I2C總線的串行 EEPROM，容量為 2K字節(jié)。結(jié)束信號： SCL為低電平時， SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。 讀寫器軟件總體設(shè)計 讀寫器對 RITRPW4FF卡片的操作流程如圖 31所示。 單片機主程序設(shè)計 對單片機主程序的功能要求為：能實時讀卡；對射頻模塊的輸出數(shù)據(jù)信號進行正確的解碼；對卡內(nèi)數(shù)據(jù)操作正確無誤，計算準確；能實時響應(yīng)中斷。 圖 35 設(shè)置初始金額功能子程序流程圖 改動商品價格功能子程序 改動商品價格 功能，即商品價格浮動則對商品價位重新定價。 RITRPW4FF射頻卡內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)由微處理器（ CPU）及加密邏輯、內(nèi)存（ RAM）、程序區(qū)（ ROM）、數(shù)據(jù)區(qū)（ EEPROM）及通訊端口（ I/O）五部分組成，是一個相當完整的微機安全體系。物理保護的實施強度以實施物理攻擊者所耗費的時間、精力、經(jīng)費等無法與其獲得的效益相比作為標準。它有一套安全體系，確保對卡片的操作是合法、安全的。但設(shè)計各硬件設(shè)備時，還需 要注意的是核心器件的防攻擊能力要高，密鑰等重要數(shù)據(jù)不在本地讀卡終端設(shè)備上存儲，應(yīng)該以密文的形式存儲于卡片上。 典型的探測方法有：通過掃描電子顯微鏡對存儲器或芯片內(nèi)部其它邏輯，直接進行分析讀?。煌ㄟ^測試探頭讀取存儲器內(nèi)容；通過從外部無法獲取的接口（例如廠家測試點）直接對存儲器或處理器進行直接數(shù)據(jù)存?。涸偌せ?射頻卡用芯片測試功能，等等。 硬件安全性分析 硬件安全性方面，我們主要需要重視的是射頻卡片 的安全。 圖 34 鍵盤功能處理主程序流程圖 0 1 2 3 4 5 6 7 8 設(shè)置初 始金額 小數(shù)點 9 改動商品價格 付費后價 格清零 確認 取消 35 設(shè)置初始金額功能子程序 設(shè)置初始金額功能字程序模擬實際應(yīng)用中的售卡應(yīng)用而設(shè)計，要求電路能進入設(shè)置初始金額狀態(tài)，在該狀態(tài)下能不斷地設(shè)置各卡內(nèi)地初始金額且不 改變卡內(nèi)的其它數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)將大量的卡的金額設(shè)置為一個初始值。 為了保證對卡片操作的合法性，在對卡片進行操作之前必須在卡片和讀寫器之間進行認證操作。 31 第 三 章 無線射頻識別 系統(tǒng)讀寫器的軟件設(shè)計 無線射頻識別 系統(tǒng) 的軟件設(shè)計分為三部分，分別為 RFM001射頻模塊應(yīng)用程序的設(shè)計、讀寫器其它電路的應(yīng)用程序設(shè)計和 PC終端主程序設(shè)計。 I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號，它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應(yīng)答信號。 圖 215 鍵盤電路圖 3. EEPROM 采用 AT24C16。 2. RS232接口電路 由 MAX232芯片實現(xiàn)單片機與 PC機的通信，以便射頻卡讀寫器實時向 PC機傳送信息。如要求系統(tǒng)功能更完善，應(yīng)選用端口數(shù)和 ROM更大的單片機。但 IO端口線還有 15條，其中 8條仍具有第二功能。 AT89 系列的引腳排列、定義與 MCS51 完全一致，可以直接替換。其中 DSA, DSB（第 1, 2 腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端， 2個引腳按邏輯與運算規(guī)律輸入信號，公一個輸入信號時可并接。 89C2051 的串口驅(qū)動數(shù)碼管的電路，其中串口工作在方式 0， 74L S164A7B1C2D6LT3BI4LE5V s s8V d d16a13b12c11d10e9f15g14C D 4 5 1 1*V C CV d dR * 7共陰極 LED接選通脈沖BCD 碼輸入 24 是 8 位串入并出移位寄存器，負責將 RXD 輸出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行信號。 5. 射 頻模塊 22 射頻模塊是射頻子系統(tǒng)的核心器件，它負責射頻信號的收發(fā)控制，選用德州儀器的 RFM001。 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。故使用 TIRIS感應(yīng)辨識系統(tǒng)有以下優(yōu)點： (1)感應(yīng)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(yīng)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) )。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。遠場輻射天線通常是諧振式的，一般取為半波長。 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。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。10%的頻率范圍供“掃頻”系統(tǒng)使用。 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。 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)。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。 方案二： AT89系列單片機。 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）。具有易學(xué)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 。 顯示器系統(tǒng)的設(shè)計 顯示器是一個典型的輸出設(shè)備，而且其應(yīng)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。 應(yīng)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。在這些部分中，關(guān)鍵的是射頻接口。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。在本設(shè)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(shè)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。 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 。 無線射頻卡系統(tǒng)方案設(shè) 計 無線射頻識別卡的方案設(shè)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)。系統(tǒng)設(shè)計采用模塊化思想。最后得出整體的設(shè)計方案。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(yīng)用發(fā)卡數(shù)量也相當可觀?？梢灶A(yù)計，未來將是無線射頻識別技術(shù)在中國繁榮昌盛的時代。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。其主要優(yōu)點是環(huán)境適應(yīng)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。因此，射頻識別技術(shù)已在世界各地得到廣泛的應(yīng)用，以美國、日本和歐洲為首 的發(fā)達國家對射頻識別技術(shù)的應(yīng)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。 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 。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。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(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)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(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 Software Design 1 引 言 課題研究背景與意義 隨著社會科學(xué)技術(shù)的進步，為適應(yīng)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。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。 隨著 21世紀數(shù)字化時代的到來，基于遠程信息化網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和 移動商務(wù)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。 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。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。 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(yīng)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 %。然后收銀員進行收錢。 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。 方案一：有源射頻卡系統(tǒng)。無源射頻卡在讀寫器的響應(yīng)范圍之外是處于無源狀態(tài)，沒有自己的供電電源（電池），只是在讀寫器的響應(yīng)范圍之內(nèi)，這類射頻卡才會從讀寫器的射頻場中獲取能量供數(shù)字電路部分使用 。非接觸式卡完全密封的形式及無接觸的工作方式， 使之不受外界不良因素的影響，從而使用壽命完全接近芯片的自然壽命，因而卡本身的使用頻率和期限以及操作的便利性都大大的高于接觸式卡。對于一個非接觸式數(shù)據(jù)載體的讀寫操作，一般是嚴格按照“主 從”原則來進行數(shù)據(jù)交換，這意味著讀寫器和射頻卡的所有動作均應(yīng)有通信協(xié)議或軟件來控制。傳送到射頻卡中去的數(shù)據(jù)通過發(fā)送器分支，而來自射頻卡的數(shù)據(jù)通過接收器 (即讀寫器 )分支來接收。作為通信協(xié)議使用的是各不相同的、 常常是自定義的協(xié)議。 本系統(tǒng)采用電腦顯示器，它的讀寫操作，屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的，顯示清晰， 它直接由數(shù)據(jù)線與主機相連接 。比如，一個摩托車的點火器需要一個 I/O 較少、 RAM 及程序存儲空間不大、可靠性較高的小型單片機，若采用 40 腳且功能強大的單片機，投資大不說，使用起來也不方便。PIC 在推出一款新型號的同時推出相應(yīng)的仿真芯片，所有的開發(fā)系統(tǒng)由專用的仿真芯片支持，實時性非常好。 AT89 系列的引腳排列、定義與 MCS51 完全一致，可以直接替換。 13 AT89 系列單片機的特點： 第一 、 AT89 系列 采用的是 MCS51 的核心，十分容易為廣大用戶所接 受，所以更容易推廣； 第二、 AT89 系列單片機 內(nèi)部基本保持了 80