【正文】 字符的段碼。本項目采用芯片的默認密碼（ 12 個 F），該密鑰逐一寫進起始的地址為 1A0H（該地址可根據(jù)實際需要自行更改）的寄存器中。在制作項目的時候我就利用這個方法檢查處理了多處錯誤。注：在本項目中，通過不斷查詢該位，用于判斷是否通過驗證。 顯示電路的軟件程序 顯示程序流程如下圖 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 開 始送 段 碼 首地 址顯 示 緩 沖區(qū) 取 數(shù)讀 段 碼送 顯 示 圖 41 顯示流程 單片共陽極 LED 數(shù)碼管顯示程序如下： MOV PO， OCOH ；顯示數(shù)碼 0 MOV DPTR， TAB ；段碼首地址 MOV A， 30H ；顯示緩沖區(qū)取數(shù) MOVC A， A+DPTR ；讀段碼 MOV PO， A ；送顯示 軟件程序流程圖 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 上 電 初 始 化卡 呼 叫讀 卡 序 列 號YN檢 測碰 撞YN存 卡 序 列 號卡 激 活三 重 驗 證NY執(zhí) 行 各 種卡 操 作開 始 圖 42 軟件程序流程圖 讀卡程序 參見附錄 B（ 讀卡程序 程序） 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 5． 系統(tǒng)仿真 仿真內(nèi)容簡介 本系統(tǒng)采用 protues 和 keil 軟件進行仿真，由于 protues 元件庫的限制，射頻芯片 MFRC500 使用 SRAM 芯片 6255 取代，單片機使用 ATMEGA16，在進行射頻系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上增加了顯示的仿真， 在 以 彌補缺少部分元件的缺憾。 （ 6）對卡的各種 操作 直接對卡進行讀寫增減值操作，也就是通過在 FIFODATA 上寫入命令參數(shù)及數(shù)據(jù)，通過寫命令 IEH 到 COMMAND 寄存器實現(xiàn)。由于寄存器 ErrorFlag 的CollErr 位當檢測到 1 個位沖突時，該位會自動置位，所以在本項目中利用這一點，通過不斷地查詢判斷該 位，直到正確讀取 M1 卡的序列號為止 [5]。 （ 1）卡呼叫 當一張 M1 卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時，程序員控制讀寫器向卡片發(fā)出卡呼叫命令。 在初始化完成后，應將 80H 寫進頁面寄存器中，用于初始化微處理器的接口電路。 每段 LED 的筆畫分別稱為 a、b、 c、 d、 e、 f、 g，另外有一段構(gòu)成小數(shù)點。 用帶寬 B 的定義： QFB R? （ 33） 以及時間與帶寬的乘積的規(guī)定： 1B ??T （ 34） （ 3） 可以算出要求的 Q 因子是 : R ????? usM H zTQ （ 35） 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 （ 4） 由于元件的容差和對溫度的依靠 ,我們建議 Q 因子的值取 35。我們建議用阻抗分析儀測量 LANT 和 RANT。兩種設(shè)計方法的區(qū)別在天線和讀卡器 的連接方式上， 50Ω 匹配的天線用的是 50Ω 同 軸 電纜連接，直接匹配天線用短線或者直接連接。 由于 RC500 一共是分為 8 個頁面寄存器，如果在軟件編程的時候并沒有使用到某些頁面內(nèi)的寄存器，那就沒有必要對該頁面的 UsePageSelect 位置位；所以應該根據(jù)自己在編程的過 程中使用到的寄存器進行相應的頁面設(shè)置 。 公共交通終端； 手持終端； 非接觸式 PC 終端； 計量； 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 3． 硬件電路設(shè)計 MFRC500 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) MFRC500 系列模塊的核心部分包括一個控制用 MCU 和一個 MIFARE 基站芯片。內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動近操作距離的天線 （可達 100mm） 。 通過以上的分析，并沒有十全十美的東西，只有不斷的完善，而且關(guān)鍵在于如何去設(shè)計一個比較科學的系統(tǒng)，在性能和價格上取得一個比較高的性價比才是我們的目標。 （ 3）超高頻段 在該頻段下工作是，感應器位于閱讀器天線輻射場的遠場內(nèi)，感應器與閱讀器的耦合方式為電磁耦合。外圍的電路構(gòu)架不變，只需將相應的元器件的值改變就可以了，如果采用適當?shù)脑骷?，也可以解決 FM17XX 系列的盲區(qū)問題。 該頻段的特性為： 除了金屬材料以外，可以穿 透大多數(shù)的材料，但是讀取距離往往都會降低，且感應器與金屬材料的物品要有一段距離； 該頻段在全球都得到認可，并沒有甚么特殊的限制； 該系統(tǒng)具有防碰撞處理部分，可以讀取多個射頻卡； 傳輸速度較快，而且價格不是很高。而由于 EM4095 內(nèi)部有鎖相環(huán)，電源波動影響較?。? EM4095產(chǎn)生休眠的控制方式簡單 ,而 U2270B要進入休眠狀態(tài)則要求關(guān)斷腳高于6V； EM4095 可以讀取大多數(shù)的低頻卡。 針對單一頻率的射頻技術(shù)不能滿足目前以及潛在的市場，射頻技術(shù)行業(yè)主要在三個頻段上做出了對應的開發(fā)改進，這個三個頻段分為：低頻（ 125～ 134KHz）、高 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 頻（ ）、超高頻（ 860～ 960MHz）。在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)щ姷碾娮?泵 ，將電容內(nèi)的電話送到另一個電容內(nèi)儲存起來。 本文工作及論文結(jié)構(gòu) 本文的主要工作安排如下： 第一章介紹了射頻識別技術(shù)的歷史、進程、在各行各業(yè)的應用及對未來的展望； 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 同時介紹了射頻識別技術(shù)相對與傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點；提出了畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu) 第二章介紹了 RFID 系統(tǒng)的工作原理及方案的討論選擇； 第三章講述了 RFID 讀寫模塊的硬件設(shè)計方案，硬件系統(tǒng)組成以及具體的電路連接； 第四章講述了基于硬件基礎(chǔ)上的軟件設(shè)計； 第五章著重介紹利用 Protues 和 Keil 兩款軟件，實現(xiàn)對系 統(tǒng)的仿真。目前 Philips 公司的 Mifare 卡現(xiàn)在是國內(nèi)市場的主流產(chǎn)品，應用越來越廣。先不論該傳言是否屬實，我相信射頻技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在是完全可以實現(xiàn)的。 門禁 一些公司目前所使用的考勤機和現(xiàn)在校園內(nèi)的門禁系統(tǒng)就是射頻識別系統(tǒng)。一般來說，液體、金 屬性質(zhì)的被識別物體一般采用的是低頻段或高頻段的系統(tǒng)，而對于其他的被識別物體（可導電的物體除外）一般采用的是超高頻段的系統(tǒng)。于是由 UCC（北美統(tǒng)一碼協(xié)會）和 EAN 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 （歐洲 商品編碼協(xié)會）共同組建的專門負責 RFID 技術(shù)標準的機構(gòu) —— EPCglobal（全球電子產(chǎn)品碼協(xié)會）編應運而生了。 雖然射頻識別技術(shù)的低頻段推廣使用得最早，但是隨著高頻段的投入市場，人們明顯注意到了該項技術(shù)的潛在商機，目前國內(nèi)外也已經(jīng)統(tǒng)一了高頻段的頻率及功率，這就更進一步推動了高頻段在全球范圍內(nèi)的使用。近幾年來，非接觸式射頻卡的高度安全保密性和使用簡單等特點， 使之在各領(lǐng)域的應用中異軍突起，應用前景十分廣闊。與傳統(tǒng)的接觸式卡相比，利用射頻識別技術(shù)開發(fā)的非接觸式識別器，無論在系統(tǒng)壽命、防監(jiān)聽、防解密等性能上都具有很大的優(yōu)勢。而超高頻段技術(shù)雖然也已開發(fā)出來，但是由于各國之間都存在自己的標準，甚 至有的國家都沒有開放自己的超高頻域，這就意味有些國家的系統(tǒng)在別國是運行不起來的。而近幾年來， RFID 技術(shù)仍然保持著高效的增長勢頭，特別是 RFID 技術(shù)在商品流通，物流管理以及 跟蹤方面的應用，得到了很快的發(fā)展，且其技術(shù)也越來越完善。 ③ 被識別物體的移動速度體現(xiàn)了它在輻射場中停留的時間長短，停留的時間越長，那么標簽（無源）的充電時間也就越長，在進行數(shù)據(jù)通信的時候就不會因為供電不足而導致出錯，影響系統(tǒng)的讀卡準確率。只不過區(qū)別與商場里的手持式讀卡器，該系統(tǒng)一般將閱讀器做成固定的形式。 未來展望，我相信隨著 RFID 技術(shù)的發(fā)展，其性價比會越來越高；其功能也將會越來越強大，例如，讀寫模塊的功耗將越來越低；其天線的覆蓋范圍將不會存在盲區(qū)，與卡的通信距離也將會更遠；而核心射頻芯片及系統(tǒng)的兼容問題將會得到更好的解決；在外觀方面，讀卡器和卡也將向著便攜式，小型化等方向發(fā)展。其典型型號為 Mifare1 S50，它有 1K 字節(jié) E2PROM 用于存放數(shù)據(jù)，分成 16 個區(qū)，每個區(qū)都有自己獨立的密碼，具有完善的安全機制。 第六章對整個項目進行最后的總結(jié)。當電容充 電達到 2V 時，這個電容就作為電源為卡片上的其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收發(fā)來的數(shù)據(jù)與保存。我們對各個頻 段的選擇，主要是依據(jù)對應于該頻段下的電磁波的傳輸特性，這不僅僅是因為電磁波的傳輸特性決定了讀卡系統(tǒng)的工作原理（電感耦合和電磁耦合），還決定了射頻識別的距離以及相應讀卡器的制作難度和成本的高低問題。 由于以上兩款芯片內(nèi)部沒有調(diào)試解調(diào)電路，所以在進行數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)的時候，應該特別注意。 該頻段下典型的應用為公交電子身份證、收費、門禁、票證、資產(chǎn)管理等。 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 基于 EM4094 的讀寫器 該芯片和 RC500，都可以讀 Mifare1 卡，但是由于 RC500 和 Mifare1 卡都是Philips 公司生產(chǎn)的，所以 RC500 能通過三重驗證讀寫 Mifare1 卡，而 EM4094 卻不行。感應器的工作能量從閱讀器天線的輻射場中獲得?？紤]到高頻段的射頻識別系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，且在性能和價格方面也是最佳的選擇，所以本項目采用了 MFRC500 射 頻芯片來設(shè)計 RFID 讀卡器。接收器部分提供一個堅固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于處理 ISO14443A 兼容的應答器信號。它能獨立完成對 MIFARE 卡的所有操作，它還具有與用戶主系統(tǒng)的串行通 信能力，可根據(jù)用戶系統(tǒng)的命令完成對 MIFARE 卡的讀寫操作，并將所得數(shù)據(jù)返回給用戶系統(tǒng)，這個用戶系統(tǒng)可以是一個主控板或 PC 機。 蘭州交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 C 3 :4 . 7 U FC 3 :4 . 7 U FC 1 :0 . 1 U FA 2A 1MFRC500A D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7O S C O U TO S C I ND V S SA 0D V D DT X 1T X 2V M I DA V S SA V D DR XT V D DI R QN C ST V S SV C CV C CVCCVCCC 2 :1 U FC 1 :0 . 1 U FC 2 :1 U F天 線電 路P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7P A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7X T A L 1X T A L 2ATMEGA16P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P C 6P C 7P D 0P D 1P D 2P D 3P D 4P D 5P D 6P D 7N W RN R D圖 33 單片機與 RC500部分接口電路 連接圖 天線設(shè)計 基于 MF RC500 的讀寫器主要由 MF RC500、微處理器、天線及相應的外圍連接電路組成（圖 1）。 50Ω 匹配的天線適用于長距離或者是短距離的解決方案，而直接匹配的天線通常只用于短距離的通信。如果是用公式估算出的值，要記住它們只是起始值，在確認 Q 因子后可能需要改變。 要降低原始的 Q 因子要求如下圖所示增加一個外部電阻 REXT。一位顯示器數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)如圖所示。 （ 2）頁面寄存器的置位 根據(jù)在本項目中使用到的寄存器進行相關(guān)的頁面寄存器設(shè)置。卡片的 ATR 將啟動，將卡片 Block 0 中的卡片類型 (TagType)號共 2 個字節(jié)傳送給讀寫器， 建立卡片與讀寫器的第一步通信 聯(lián)絡。在讀取正確的卡號后，將該序列號從 FIFODATA 中讀出并存到 MCU 的 RAM 中，以便后面的使用 ； （ 4）