【正文】 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。 總之本設(shè)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。 20世紀(jì)末到 21世紀(jì)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(yīng) 用提供更加廣泛的應(yīng)用前景。射頻識別技術(shù)正在成為一個新的經(jīng)濟(jì)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(jì)效益和社會意義。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)。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 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。 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(biāo)識別、運(yùn)動目標(biāo)識別，可在更廣泛的場合中應(yīng)用。 在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)信息化管理和移動商務(wù)大力發(fā)展的今天，數(shù)字化信息技術(shù)正日新月異。本章先從射頻卡系統(tǒng)的設(shè)計要求、系統(tǒng)的構(gòu)建和對射頻卡的選擇對其進(jìn)行初步的設(shè)計，然后又對射頻卡讀寫器系統(tǒng)的內(nèi)部硬件進(jìn)行設(shè)計。 另外， 一個完整的射頻識別系統(tǒng)包括計算機(jī)等輔助控制設(shè)備。 綜合以上比較，本設(shè)計由于是對商品信息記錄的所以最后采用無源射頻卡。所有 RFID系統(tǒng)的讀寫器均可簡化為三大基本功能模塊： 由收發(fā)系統(tǒng)組成的高頻接口、控制系統(tǒng)以及和外界其它設(shè)備通信用的各種標(biāo)準(zhǔn)接口，如 USB接口、 RS232接口、 RS485接口、與 Inter連接的網(wǎng)口以及與打印機(jī)相連的并口等。 根據(jù)頻率范圍，使用不同的方法將天線線圈連接到讀寫器發(fā)送器的輸出端，通過功率匹配將天線線圈直接連接到功率輸出級，或通過同軸電纜來饋送到天線線圈 。 PIC 的高檔型號，如 PIC16C74（尚不是最高檔型號）有 40 個引腳，其內(nèi)部資源為 ROM 共 4K、 192 字節(jié) RAM、 8 路 A/D、 3 個 8 位定時器、 2 個 CCP 模塊、三個串行口、 1個并行口、 11 個中斷源、 33 個 I/O 腳 ；第二、 精簡指令使其執(zhí)行效率大為提高。但 80C31 片內(nèi)并無程序存儲器，需外接ROM。這種線圈電流的短時上升（或線圈電壓下降）被稱作降落（ Dip）。本設(shè)計采用的射頻卡的工作頻率為 。 遠(yuǎn)場輻射天線：遠(yuǎn)場輻射天線主要由電場偶極子天線、對稱振子天線以及微帶天線所組成。 TIRIS是美國德州儀器公司所開發(fā)出的無線感應(yīng)辨識系統(tǒng)，其工作原理是：先由射頻模塊透過天線發(fā)出 ，充電時間一般在 1550ms左右，此時若有感應(yīng)器在此磁場范圍內(nèi)，就會利用磁能轉(zhuǎn)換的原理，將接受到的電磁波轉(zhuǎn)換為其所需的電能，并將感應(yīng)器內(nèi)所存有的數(shù)據(jù)以 FM調(diào)頻的方式傳送回去，此時射頻模塊停止發(fā)射電磁波，并經(jīng)由天線接收感應(yīng)器傳回的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行譯碼動作 ，如此便完成讀卡的動作。 表 28 用戶數(shù)據(jù)寫入格式 數(shù)據(jù)功能 數(shù)據(jù)位置 數(shù)據(jù)值 持續(xù)時間 寫操作命令 第 1 byte BBH 16ms 寫操作密碼 第 2 byte EBH 16ms 寫入數(shù)據(jù) 第 312 byte 10 byte 用戶數(shù)據(jù) 160ms 結(jié)束標(biāo)志 第 13 byte 00H 16ms 結(jié)束標(biāo)志 第 14 byte 03H 16ms 圖 29 位寫入格式 4. 天線 天線采用 SA110，該天線用漆包線繞成，外形呈圓形，屬于近場耦合線圈天線。 74164 雙向移位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入，并行輸出。 AT89C2051把原地址與數(shù)據(jù)總線有關(guān)的引腳全部壓縮掉，成為 20腳封裝。其電路圖如 215所示。這樣，各控制電路雖然掛在同一條總線I N P U T 11I N P U T 22I N P U T 33I N P U T 44I N P U T 55I N P U T 66I N P U T 77I N P U T 88I N P U T 99I N P U T 1010I N P U T 1111I N P U T 1212I N P U T 1313I N P U T 1414I N P U T 1515I N P U T 161617171818191920202121U4G A L 22 V 10 DR 331KR 481KR 471KK 16S W P BK 15S W P BK1S W P BV C C V C C V C C............ 30 上，卻彼此獨立，互不相關(guān)。在成功執(zhí)行防沖突操作之后，或在任何時候當(dāng)程序員想實際地與已知序列號的卡片進(jìn)行通信時，必須執(zhí)行選擇卡片操作，以建立與所選卡片的通信，同時返回該卡片的 size字節(jié)。射頻卡系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，兩個部分的相應(yīng)安全機(jī)制共同作用，才能最大限度的保證系統(tǒng)的信息安全。其原因是除卡片以外的設(shè)備不會長時間處于無人監(jiān)視的狀態(tài)，只要做好封裝和受損報警裝置，就可以在很大程度上確保其不受攻擊。具體實施反物理攻擊的典型方法有以下幾種： 第一種方法是通過燒斷熔絲，使測試功能不可再激活（測試功能是射頻卡用芯片制造商提供的對射頻卡用芯片進(jìn)行全面檢測的功能，這一功能對射頻卡用芯片具有較大的操作性，不能激活測試功能將大大提高射頻卡用芯片的安全性）； 39 第二種方法是通過高或低電壓對射頻卡進(jìn)行 檢測；第三種方法是用低時鐘工作頻率的檢測；第四種方法是對防止地址和數(shù)據(jù)總線的截取；第五種方法是用邏輯實施對物理存儲器的保護(hù)；第六種方法是對總線和存儲器的物理保護(hù)層。 36 實現(xiàn)該功能的子程序的流程圖見圖 36所示。 31 讀寫器對 RITRPW4FF卡片的操作流程圖 復(fù)位應(yīng)答操作將通知 RFM001射頻模塊在天線的有效工作范圍（距離）內(nèi)尋找卡片。 I2C總線 是由數(shù)據(jù)線 SDA和時鐘 SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 鍵盤電路 RS232 接口電路和 EEPROM 設(shè)計思想 1. 鍵盤電路 鍵盤采用中斷方式的編碼鍵盤，僅當(dāng)有惟一一個鍵按下時，向單片機(jī)發(fā)送中斷信號并提供所按的鍵的編碼（ 4個二進(jìn)制 位）。 AT89系列以 MCS51系列單片機(jī)為內(nèi)核，兩者指令系統(tǒng)完 全兼容，其片內(nèi)abfcgdeGND1234567abcdefg 8dpdp 9Q03Q14Q25Q36Q47Q58Q69Q710DSB2DSA1CP12Cr11U574 L S 16 4Q03Q14Q25Q36Q47Q58Q69Q710DSB2DSA1CP12Cr11U674 L S 16 4R 171KR 181KR 191KR 201KR 211KR 221KR 241KR 231KR 251KR 261KR 271KR 281KR 291KR 301KR 321KR 311KabfcgdeGND1234567abcdefg 8dpdp 9D S ?R E S 189C 20512 3+ 5V+ 5V 26 程序存儲器采用閃爍存儲技術(shù)，具有電可編程、電可擦除，且編程時間短，擦除時間短（ 4K字節(jié)存儲器編程約 3秒，擦除時間約 1Oms），并可反復(fù)編程，數(shù)據(jù)不易揮發(fā)。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。 21 圖 27 1個字節(jié)的傳輸格式 3. 射頻卡的寫入格式 要將用戶數(shù)據(jù)寫入 RITRPW4FF射頻卡，應(yīng)遵循表 33所示格式。EEPROM的主要缺點是寫入信息時需要較高的供電電壓，正有被 RAM或 FRAM閃存取代的趨勢。 17 圖 23 典型非接觸式射頻電路 1．天線 射頻卡天線主要用于接收射頻卡的射頻能量及信息，并發(fā)射射頻卡的相關(guān)信息，它是射頻卡和讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁，是整個射頻識別系統(tǒng)的源泉。射頻卡的頻率容許的偏差要受到制造容許偏差或金屬環(huán)境的限制，但是，對識別的可靠性來說是沒有問題的。如果人們將振蕩回路移入交變場附近，那么，能量便通過振蕩回路的線圈感應(yīng)出交變磁場能量（感應(yīng)定律）。 AT89 系列的引腳排列、定義與 MCS51 完全一致，可以直接替換。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(jī)，若采用 40 腳且功能強(qiáng)大的單片機(jī)，投資大不說，使用起來也不方便。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。對于一個非接觸式數(shù)據(jù)載體的讀寫操作，一般是嚴(yán)格按照“主 從”原則來進(jìn)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。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 。 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(biāo)簽，相當(dāng)于商品的電子身份證。 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(jìn)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 %。 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。因此，對射頻識別技術(shù)的認(rèn)識和研究具有深遠(yuǎn)的理論意義。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(jìn)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。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。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(dá)國家對射頻識別技術(shù)的應(yīng)用研究已達(dá)到相當(dāng)高的水平，而我國則處于起步階段，大多采用引進(jìn)的技術(shù)成果。射頻識別技術(shù)正在成為一個新的經(jīng)濟(jì)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(jì)效益和社會意義。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(dāng)可觀。系統(tǒng)設(shè)計采用模塊化思想。 有源射頻卡一般 作用距離較遠(yuǎn)，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 。它通過射頻接口對射 9 頻卡片讀寫，完成商品的認(rèn)證和信息傳遞。 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(jìn)行的。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 。 方案二： AT89系列單片機(jī)。 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)。10%的頻率范圍供“掃頻”系統(tǒng)使用。 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。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