【文章內容簡介】 須先執(zhí)行IDLE指令使RC522轉入空閑態(tài)。 MFAuthent命令RC522簡化了與MIFARE卡的加密認證操作，用一個MFAuthent命令代替了原來RC500需要的Authentl和Authent2兩條命令。MFAuthent命令執(zhí)行的最終目的在于開啟RC522的加密認證單元。該指令執(zhí)行成功后，RC522芯片與MIFARE卡間的通信信息將首先加密，然后再通過射頻接口發(fā)送。從本質上講，MFAuthent是一條變相的Tranceive命令，其算法流程圖與圖4一致。但RC522芯片內部已經對通信過程中的各種通信狀態(tài)作了相應處理，且該命令執(zhí)行完后自動中止，因此用戶只須檢測定時器狀態(tài)和錯誤寄存器狀態(tài)來判斷執(zhí)行情況。實際上，MFAuthent只可能有一種錯誤狀態(tài)(RC522與MIFARE卡通信幀格式錯誤)，此時該命令不能打開加密認證單元，用戶必須重新執(zhí)行認證操作。MFAuthent執(zhí)行過程中RC522將依次從FIFO中讀取1字節(jié)認證模式、l字節(jié)要認證的E2PROM塊號、6字節(jié)密鑰和4字節(jié)射頻卡UID號等信息，在命令執(zhí)行前必須保證這12字節(jié)數(shù)據(jù)完整地保存在FIFO中。認證模式有A密鑰認證和B密鑰認證兩種，一般選用A密鑰認證。一次MFAutllent認證只能保證對MIFARE卡的一個扇區(qū)中的4個數(shù)據(jù)塊解密，若要操作其他扇區(qū)的數(shù)據(jù)用戶還須另外啟動對該扇區(qū)的認證操作。 Mifare卡操作程序設計對Mifare卡的操作分為請求、反碰撞、選擇、認證、讀、寫、增值、減值、存取和傳輸，對Mifare卡的操作流程圖如圖所示，具體描述如下：1請求操作當有Mifare卡進入讀寫器天線作用范圍內，讀寫器發(fā)出Request命令?？ㄉ系腁TR將啟動，將卡上的第0扇區(qū)的第0塊上得卡片類型號（TagType）共2個字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)給讀寫器，建立卡與讀寫器的第一步通信聯(lián)絡。如果不進行請求操作，接下去的操作無法進行。請求函數(shù)如下：char PcdRequest(unsigned char data req_code,unsigned char *pTagType)req_mode是輸入?yún)?shù)，Request All時輸入命令代碼52H，Request Idle時輸入?yún)?shù)26H.pTagType是輸出，返回2個字節(jié)的卡類型號。操作成功返回值為0 。2 反碰撞操作在請求操作之后，要進行的是反碰撞操作，得到一張卡的序列號。當多張Mifare卡同時處于讀寫器天線作用范圍內，讀寫器與一張Mifare卡進行通信，取得徐序列號。由于Mifare卡的序列號全球唯一，不可能重復，保證下一步只對一張Mifare卡操作。反碰撞函數(shù)如下：char PcdAnticoll(unsigned char *pSnr)pSnr是輸入，存放序列號（4byte）的內存單元首地址。操作成功時函數(shù)返回值為0.3卡選擇操作在Mifare卡成功完成請求，反碰撞操作后，進行的操作是卡選擇。對指定序列號的卡進行選擇操作，選中的卡可以進一步同RC522進行通信，其余的卡恢復到初始狀態(tài)?？ㄟx擇操作函數(shù)：char PcdSelect(unsigned char *pSnr)pSnr是輸入，Mifare卡的序列號。操作成功時函數(shù)返回值為0.4 認證操作為了訪問Mifare卡的EEPROM存儲器中存放的數(shù)據(jù)，必須進行認證操作。認證的過程從RC522內部開始。用戶首先要將正確的密鑰放入RC522的密鑰緩沖區(qū)中，然后比較RC522的密鑰緩沖區(qū)中存放的密鑰與Mifare卡尾塊中存放的密鑰是否相同，相同可以對Mifare卡進行下一步操作，不相同不允許對Mifare進行下一步操作。認證的程序流程一般分為三步：（1）為了進行認證操作，密鑰必須轉化為標準的格式，然后存入RC522的內部密鑰緩沖區(qū)中，將6字節(jié)的未編碼的密鑰轉化成12字節(jié)的編碼密鑰，有米要編碼函數(shù)char ChangeCodeKey( )實現(xiàn)；（2）講已轉換格式后的密鑰送到RC522的FIFO中，有函數(shù)char PcdAuthKey( )實現(xiàn)；（3）用存放RC522的FIFO 中得密鑰和卡上的密鑰進行驗證，由函數(shù)char PcdAuthState( )完成。相關函數(shù)如下：Char ChangeCodeKey(unsigned char *pUncode,unsigned char *pCoded )pUncode 輸入函數(shù)，6字節(jié)未轉換的密鑰。pCoded輸出函數(shù)，12字節(jié)轉換后的密鑰。Char PcdAuthKey(unsigned char *pKeys)pKeys 輸入函數(shù),轉換后的密鑰。char PcdAuthState(unsigned char data auth_mode,unsigned char data addr,unsigned char *pKey,unsigned char *pSnr)auth_mode輸入函數(shù)，0x60：驗證A密鑰，0x61:驗證B密鑰。以上函數(shù)返回值類型均為char。操作正確時返回 0.經過認證操作，Mifare卡的訪問控制條件為允許讀時，可以從Mifare卡中讀出其EEPROM的值。每次讀出16字節(jié)一塊的數(shù)據(jù)。讀操作函數(shù)：char PcdRead(unsigned char data addr,unsigned char *pData)該函數(shù)從指定的塊中讀取16字節(jié)的數(shù)據(jù)。addr輸入塊號，取值范圍0—63.pData輸出16字節(jié)來自Mifare卡的數(shù)據(jù)。操作成功返回0.6 寫操作經過認證，Mifare卡的訪問控制條件為允許寫時，可以通過寫操作將數(shù)據(jù)寫入到Mifare卡的EEPROM中。每次寫入16字節(jié)一整塊數(shù)據(jù)。寫操作函數(shù):char PcdWrite(unsigned char data addr,unsigned char *pData)該函數(shù)可以將16字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入到指定的塊中。發(fā)送完該命令后等待卡的響應信號，收到響應信號后，MFRC522發(fā)送16字節(jié)的數(shù)據(jù)，再次等待響應信號。addr輸入塊號，取值范圍0—63.pData輸入16字節(jié)的數(shù)據(jù)。操作成功返回0.7 值操作當Mifare的塊的屬性設定為值塊時，可以進行值操作，值操作包括增加、減少取值、傳輸。增加操作：讀取Mifare卡指定塊的值，檢查值的合法性，增加指定的值，將結果存放到Mifare卡的內部中間寄存器中。減少操作：讀取Mifare卡指定塊的值，檢查值的合法性，減少指定的值，將結果存放到Mifare卡的內部中間寄存器中。取值操作：讀取Mifare卡指定塊的值，檢查值的合法性，將值存放到Mifare卡的內部中間寄存器中。傳輸操作：將Mifare卡內部中間寄存器的內容傳送到Mifare卡的EEPROM中。該函數(shù)是在增值操作、簡直操作或取值操作后調用的。值操作函數(shù)：char PcdValue(unsigned dd_mode,usigned char addr,unsigned char *pValue)dd_mode輸入選擇操作，即PICC_INC事增值操作，PICC_DEC是簡直操作，PICC_REST是去值操作。addr是錢包的絕對值塊號，取值范圍063.Value輸入4字節(jié)增（減）值首地址，16進制數(shù)，低位在前。函數(shù)操作成功返回0. 軟硬件的聯(lián)合測試運行所有函數(shù)均在一個工程文件中，工程中包含了3個主要C51文件，、。分別包含了主函數(shù)、MF RC522處理函數(shù)和顯示程序。每個C文件都對應的有一個頭文件，頭文件里定義了各個C文件中用到的相關參數(shù)。整個工程編譯成一個HEX二進制代碼文件，利用單片機的燒錄軟件把HEX文件送入STC11F32單片機內部ROM。然后把單片機加電、復位，自動運行程序，把卡靠近讀卡器天線，看系統(tǒng)是否獲得卡的序列號，如果獲得成功，說明系統(tǒng)初始化等工作正常，如果失敗則尋找原因，再次調試。在調試的過程中，一定要仔細分析問題，確保硬件能正常工作時，不斷調試程序，直至成功，最終實現(xiàn)了系統(tǒng)初始化、MF RC522初始化、讀取序列號、請求應答握手過程、防沖突操作、選擇和認證操作、讀寫操作的整個過程。總結在整個系統(tǒng)設計的過程中，通過對文獻資料的查閱和相關技術手冊的研讀，我比較全面的掌握了RFID系統(tǒng)的基本原理和實現(xiàn)方法，特別是對于非接觸式IC卡類型的RFID系統(tǒng)。RFID識別技術作為當前發(fā)展迅速，應用日趨廣泛的技術形勢，正在改變著我們周圍的世界，改變著我們的生活方式。研究RFID識別技術是促進識別技術及其應用的必然要求，作為讀卡設備為了適應日益豐富的需求，其性能能夠以及功能也在不斷的進步中。本文的讀卡器是具體應用需求的一次嘗試，做了以下工作：對RFID技術原理、能量的傳輸以及數(shù)據(jù)的傳輸、電子標簽以及讀卡器的構造做了較全面的研究，分析了單片機在RFID讀卡器上的優(yōu)勢及可行性。完成了讀寫器的軟件設計，包括對RC522的基本操作函數(shù)的編寫、對非接觸式IC卡各種操作的程序的編寫。經過整個系統(tǒng)的調試與實驗，本文涉及的讀寫器能夠對Mifare 1 S50卡進行尋卡、防碰撞、認證、讀寫數(shù)據(jù)、讀寫值等各種操作，由于天線尺寸的限制，操作距離約為50mm。在此讀寫器上進行了安全認證機制的設計 以及實驗，對于開發(fā)安全有效的RFID系統(tǒng)提供可靠的實驗平臺。致謝光陰似箭，歲月如梭，短暫而充實的四年大學生活即將接近尾聲。本文是大學四年來最后一個學期的學習任務，伴隨著時間的流逝，論文也到了敲定之際，在此，我想表達一下我的感激之情。在論文完成之際，首先要感謝我的導師潘盛輝老師。本文從前期選題，到整個設計制作過程，到最后論文的完成，都是在導師的細心指導和嚴格要求下進行的。潘老師學識淵博、治學嚴謹、思維敏捷。他不僅在學習上給了我很多幫助和啟發(fā)，而且讓我學會做人做事以及做學問的態(tài)度和方法，將使我受益終身。再次，向導師表示衷心的感謝和深深地敬意！同時，我要感謝我們學院給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學到了許多知識，并從他們身上學到了如何求知治學、如何為人處事。我也要感謝我的母校廣西工學院，是她提供了良好的學習環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。衷心感謝測控082班的同學們，我們一起學習、一起研究，共同進步，平日里大家關于畢業(yè)設計的討論給了我很多啟發(fā)，我在此深表謝意；最后再次向四年來關心和幫助我的老師和同學表示衷心的感謝。參考文獻[1]趙軍輝,射頻識別技術與應用，機械工業(yè)出版社，2008年5月[2]周曉光，王曉華，射頻識別（RFID）技術原理與應用實例。人民郵電出版社，2006年5月[3] 射頻識別（RFID）核心技術與典型應用開發(fā)實例 2008[4]嚴光文,張其善。射頻識別卡讀寫模塊的設計[J]。北京航空航天大學學報。2003年02期[5] 游戰(zhàn)清 ,李蘇建 無線射頻識別技術(RFID)理論與應用[M]．北京：電子工業(yè)出版社。2004．[6] . 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MFRC522 Contactless Reader IC product data sheet () [EB/OL]. 2007. .[12] NXP ISO/IEC 14443 PICC Selection ()[EB/OL].2006.附錄RC522驅動程序include void ClearBitMask(unsigned char data reg,unsigned char data mask)。void WriteRawRC(unsigned char data Address, unsigned char data value)。void SetBitMask(unsigned char data reg,unsigned char data mask)。char PcdComMF522(unsigned char data Command, unsigned char *pInData, unsigned char data InLenByte, unsigned char *pOutData, unsigned int *pOutLenBit)。void CalulateCRC(unsigned char *pIndata,unsigned char data len,unsigned char *pOutData)。unsigned char ReadRawRC(unsigned char data Address)。void PcdAntennaOn(void)。 void delay_ns(unsigned int data ns){ unsigned int data i。 for(i=0。ins。i++) { nop()。 nop()。 nop()。 }}unsigned char SPIReadByte(void){ unsigned char data SPICount。 // Counter used to clock out the data