【正文】 sM H zTQ （ 35） 蘭州交通大學(xué)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。 在初始化完成后，應(yīng)將 80H 寫進(jìn)頁面寄存器中，用于初始化微處理器的接口電路。由于寄存器 ErrorFlag 的CollErr 位當(dāng)檢測到 1 個位沖突時，該位會自動置位，所以在本項(xiàng)目中利用這一點(diǎn)，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]。 顯示電路的軟件程序 顯示程序流程如下圖 蘭州交通大學(xué)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(xué)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(yàn) 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(xué)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(jìn)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(jī)使用 ATMEGA16，在進(jìn)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(bǔ)缺少部分元件的缺憾。在制作項(xiàng)目的時候我就利用這個方法檢查處理了多處錯誤。為了要顯示某個字形，則應(yīng)使此字形的相應(yīng)段點(diǎn)亮，也即送一個不同的電平組合代表的數(shù)據(jù)來控制 LED 的顯示字形，此數(shù)據(jù)稱為字符的段碼。 天線的品質(zhì)因子由下面的公式定義： ANTANTRR LW ??Q （ 32） 根據(jù)天線的幾何 形狀， Q 的值通常在 50～ 100 之間。 處 理 器 M F R C 5 0 0天 線 匹 配 電路天 線 圖 34 基于 RC500的結(jié)構(gòu)框圖 為節(jié)約成本和減小體積，天線采用直接在 PCB 板制成的微帶天線。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)計提供了極大的靈活性。 該頻段的特性為： 超高頻段的電磁波不能通過很多材料，特別是灰塵、霧等懸浮顆粒 ； 讀取數(shù)據(jù)的速度很快，可以在很短的時間內(nèi)讀取很多的射頻卡； 該系統(tǒng)的天線設(shè)計方面有兩種方法：有線型和圓極化，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。 從總體上來說，基于 FM17XX 系列的讀卡器開發(fā)同 RC5XX 系列的讀卡器開發(fā)不管是在硬件電路發(fā)面，還是在軟件設(shè)計方面，都基本上相同。雖然該頻率下的磁場區(qū)分布比較均勻，但是場強(qiáng)下降的很快，所以識別距離很小，一般都在 以下。它是一個小型的 Mifare 卡讀寫設(shè)備的核心芯片，其功能包括了調(diào)制、解調(diào)、產(chǎn)生射頻信號、安全管理和防碰撞?，F(xiàn)在常見的是接觸式 IC 卡，這類卡的讀寫操作速度較慢，操作也不方便，每次讀寫時必須把卡正確地插入到讀寫器的口槽才能完成數(shù)據(jù)交換。 ⑤ 由于一些特殊環(huán)境的外界干擾比較大，或者是系統(tǒng)本身的要求，所以在這一類環(huán)境中的安裝系統(tǒng)的時候，也要選取合適的頻段。就連比較推崇超高頻系統(tǒng)的全球零售業(yè)巨頭沃爾馬最近也做出推遲使用超高頻標(biāo)簽的決定，可見超高頻還要很長的一段路要走。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） I RFID 讀寫器設(shè)計 摘 要 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展 ,智能卡已經(jīng)在我們的生活中隨處可見。至于微波射頻識別系統(tǒng)，現(xiàn)在更是沒有大規(guī)模使用，一些技術(shù)還是處在測試階段，所以本文沒有做出進(jìn)一步介紹。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 商品防偽 在標(biāo)簽的制作的時候，會在它的 ROM 中寫進(jìn)一個全球唯一的序列號。這樣，在需要頻繁讀 /寫卡的場合就很不方便，而且 IC 卡的觸點(diǎn)暴露在外，容易損壞和搞臟而造成接觸不良。內(nèi)部分為射頻區(qū)和接口區(qū)：射頻區(qū)包含了調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接；接口區(qū)有與單片機(jī)相連接的端口，有與射頻區(qū)相連接的收發(fā)器、 64 字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖器 、存放寄存器初始化文件的 E2PROM， 存放密鑰的只寫存儲器以及進(jìn)行三重驗(yàn)證和數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)、防碰撞處理的防碰撞模塊和控制單元。 該頻段的特性為： 低頻率讀寫器的功耗很低； 低頻段射頻 識別系統(tǒng)的性能不會隨著環(huán)境的變化而變化； 除了金屬材料以外，可以穿透任意材料而讀取距離不會發(fā)生顯著變化，所以對應(yīng)的射頻卡可以用在含有水分較多的物品上（例如水果等）； 該工作頻率不會受到無線電的頻率管制和約束； 該頻段下典型的應(yīng)用主要是動物識別、門禁、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。要說區(qū)別，就是射頻芯片的外圍電路了。 該頻段下典型的應(yīng)用為物流、產(chǎn)品供應(yīng)鏈、行李等。 （ 2）特性 高集成度的調(diào)制解調(diào)電路； 緩沖輸出驅(qū)動器使用最少數(shù)目的外部元件連接到天線； 最大工作距離 100mm； 支 持 ISO/IEC14443 TypeA 協(xié)議的 1~4 部分和 MIFARE174。對于匝數(shù)為N，半徑為 R，電流強(qiáng)度為 I 的圓形天線，在距離其中心 x 處的磁場 強(qiáng)度可表示為： ? ?? ?23222I N RHRX???? （ 31） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 目前經(jīng)常使用的天線的設(shè)計方法分為兩種： 50Ω 匹配的天線和直接匹配的天線。 要進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)傳輸這個值要減小 。數(shù)據(jù)字位數(shù)與 LED 段碼的關(guān)系如表： 表 32 數(shù)據(jù)字位數(shù)與 LED 段碼的關(guān)系 數(shù)據(jù)位 七段碼 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 a b c d e f g dp 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 56027341AC98EDB顯 示 字 符 共 陰 段 碼共 陽 段 碼顯 示 字 符 共 陰 段 碼共 陽 段 碼F6 6 H0 6 H6 D H5 B H6 F H4 F H3 F H0 7 H7 F H7 D H9 9 HF 9 H9 2 HA 4 H9 0 HB 0 HC 0 HF 8 H8 0 H8 2 H7 9 H7 C H7 1 H3 9 H5 E H7 7 H8 6 H8 3 H8 E HC 6 HA 1 H8 8 H 圖 310 常用字符顯示編碼表abcedgfabcdefgP 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 7 圖 311單個數(shù)碼管顯示接口電路 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 4． 軟件程序部分 軟件操作流程 對 MFRC500 的操作流程 （ 1）上電初始化 MFRC500 的 E2PROM 存儲器塊地址 1 和 2 的內(nèi)容用于在初始化階段自動對MFRC500 寄存器 10H～ 2FH 初始化，制作時寫入 E2PROM 的默認(rèn)值。 （ 3）防碰撞 操作 如果有多張 M1 卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時， 它們將會同時響應(yīng)。 軟件應(yīng)用簡介 protues 軟件介紹 Protues 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。該方法的基礎(chǔ)是檢測位沖突的能力。我們?nèi)绻M(jìn)行下 一步的工作，那就必須等待初始化完成，該過程是否完成可以通過不斷讀取 COMMANND 寄存器來判斷，如果該值是 3FH，那就說明初始化正在進(jìn)行中；如果該值為 00H，那就說明初始化已經(jīng)完成。數(shù)據(jù)從 PCD傳輸?shù)?PICC使用脈寬 T=3us的 Miller 編碼。至于天線匹配電路，根據(jù)天線大小不同，其值也不同。 （ 3）應(yīng)用場合 MF RC500 適用于各種基于 ISO/IEC 14443A 標(biāo)準(zhǔn)并且要求低成本、小尺寸、高性能以及單電源的非接觸式通信的應(yīng)用場合。 （ 2）高頻段與超高頻段的比較 相對與超高頻段來說 ,高頻段的射頻卡價格較低 ,整個系統(tǒng)的功耗也比超頻段的低，抗液 體和金屬的干擾能力較強(qiáng)； 由于高頻段的讀卡距離比超高頻段的要短很多，所以數(shù)據(jù)的傳輸安全性能也比超高頻段的要高； 超高頻段的射頻卡是位于閱讀器天線輻射場的遠(yuǎn)場內(nèi)，系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候很可能因?yàn)橥饷骐姶挪ǖ母蓴_，從而導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)的丟失或者發(fā)生錯誤；也就是說超高頻段的讀卡準(zhǔn)確性沒有高頻段的好； 目前， 的高頻波段是世界范圍內(nèi)有效的高頻波段，且其功率也在世界的范圍內(nèi)得到了統(tǒng)一，這就相當(dāng)于為該波段的射頻識別技術(shù)在全球的推廣打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)；而超高頻段的標(biāo)準(zhǔn)就不那么統(tǒng)一了，甚至還會有一些限制，從而導(dǎo)致不同地區(qū)超高頻射頻識別系統(tǒng)的不一致（例如美國和歐洲）；而有些國家都沒有給出超高頻段的頻率范圍，這阻礙了該技術(shù)的發(fā)展推廣； 經(jīng)過多年的發(fā)展，高頻段的射頻識別技術(shù)也已趨于成熟，各種解決方案也受到了客戶的認(rèn)可；而超高頻段射頻識別技術(shù)還需作進(jìn)一步完善。至于這個問題，想要解決也是蠻簡單的。兩者的區(qū)別為： EM4095 的外圍電路比 U2270B 的要簡單得多； U2270B 相對于 EM4095 來說，其穩(wěn)定性較差，受供電電源的影響較大，電源的紋波略大就很容易產(chǎn) 生干擾，所以利用這可芯片進(jìn)行開發(fā)時，應(yīng)采用獨(dú)立的電源芯片對其供電。 讀寫器工作時，與讀卡芯片相連接的天線不斷的向外發(fā)出一組固定頻率的電磁波，當(dāng)有卡靠近時，卡內(nèi)有一個 LC 串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器的發(fā)射頻率相同，這樣在電磁波的激勵下， LC 諧振電路產(chǎn)生了共振，從而使得電容充電有了電荷。它的讀寫操作只需將卡片放在讀寫器附近一定的距離之內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)交換，無需任何接觸，使用非常方便、快捷，不易損壞。而且標(biāo)簽本身就具有很強(qiáng)的抗腐蝕及金屬摩擦能力，所以標(biāo)簽可以用于一些特殊的商品上，其使用壽命也更長。隨著 RFID 技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)大，為了保證 RFID 技術(shù)同各個系統(tǒng)間的兼容，人們也意識 到了 建立一個 RFID 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要性。研究、開發(fā)射頻識別卡的讀寫技術(shù)與讀寫設(shè)備，對其推廣有著重要的實(shí)際意義。這很不利于該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。 ④ 由于標(biāo)簽是一次性用品，廠家要不斷的投資生產(chǎn)，所以標(biāo)簽的使用要視被識別物體本身的價 值而定。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 射頻設(shè)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) IC 卡按卡與外界數(shù)據(jù)傳送的 形式不同，分為接觸式 IC 卡和非接觸式 IC 卡。并提出了一些尚待解決的問題。 下面我將對工作于不同頻段的讀卡系統(tǒng)的特性做出一些分析討論。 在高頻這一塊，目前國內(nèi)所采用的主流芯片是 Philips（ NXP）的 RC5XX 系列、上海復(fù)旦的 FM17XX 系列以及 EM4094： 基于 FM17XX 系列的讀寫器 由于該系列是寬電壓產(chǎn)品，工作電壓可以適用范圍為 3～ ，所以當(dāng)電壓過低 的時候（一般指 3V 以下）有可能出現(xiàn)讀卡不成功的情況（有就是我們經(jīng)常所說的盲區(qū)），雖說這和天線的設(shè)計也有著很大的關(guān)系，但是和芯片本身卻存在著更大的關(guān)系。由于閱讀器的天線采用的是定向的方式，所以閱讀器的讀取區(qū)域很難