【正文】 電感耦合方式中，讀卡器將射頻信號束縛在讀卡器電感線圈的周圍，通過交變閉合的線圈磁場，溝通讀卡器與射頻標(biāo)簽天線之間的射頻通道，而沒有向空間輻射電磁能量。電感耦合方式是低頻段近距離無接觸射頻識別的耦合方式。在電感耦合方式中讀卡器的天線相當(dāng)于變壓器的初級線圈，射頻標(biāo)簽的天線相當(dāng)于變壓器的次級，因而也稱電感耦合方式為變壓器方式。// 本課題主要研究內(nèi)容及論文主要內(nèi)容//在本課題主要研究內(nèi)容中說明一下你所負(fù)責(zé)研究的重點內(nèi)容，即軟件設(shè)計第二章 射頻識別系統(tǒng)技術(shù)及相關(guān)理論從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型（初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞），在高頻段基于雷達探測目標(biāo)的空間耦合模型（雷達發(fā)射的電磁波信號碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達接收機）。目前，RFID典型應(yīng)用領(lǐng)域包括：（1）車輛道路交通自動收費管理（2）旅客航空行包自動識別、分揀轉(zhuǎn)運管理（3）車輛出入控制（4）RFID金融卡（5）產(chǎn)品加工過程自動控制（6）物流倉庫自動管理（7）門禁管理（8）圖書館圖書管理（9）防偽技術(shù)。國內(nèi)RFID讀卡器按照應(yīng)用場合的不同出現(xiàn)全面發(fā)展的態(tài)勢，有讀寫器模塊便攜式讀寫器、超高頻（UHF）讀寫器、高頻讀寫器、雙頻標(biāo)簽讀寫微波讀寫器、低頻讀寫器等各種各樣的產(chǎn)品供應(yīng)，這些產(chǎn)品有適合遠(yuǎn)距離讀寫、有近距離讀寫的。RFID技術(shù)在國外的發(fā)展較早也較快，在美國、英國、德國、瑞典、日本等國家目前都有成熟且先進的RFID系統(tǒng)。目前第二代身份證、公共交通等都廣泛采用了這項技術(shù)，超市如沃爾瑪采用電子標(biāo)簽管理商品。 RFID讀卡器國內(nèi)外現(xiàn)狀及前景RFID相比傳統(tǒng)的識別系統(tǒng)具有信息量大，通過無線通信方式可重復(fù)讀寫數(shù)據(jù)，保密性極好，環(huán)境適應(yīng)能力強，使用壽命更長?，F(xiàn)在，射頻識別技術(shù)作為一種新型的自動識別技術(shù)，也將在中國很快地普及。另外RFID技術(shù)是一個嶄新的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，它不僅涵蓋了微波技術(shù)與電磁學(xué)理論，而且包括通信原理及半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，是一個多學(xué)科綜合的新興學(xué)科。因此，RFID技術(shù)已在世界各地得到廣泛的應(yīng)用，以美國、日本和歐洲的發(fā)達國家對該技術(shù)應(yīng)用研究已達到相當(dāng)高的水平，而我國處于豈不狀態(tài)，大多采用了引進的技術(shù)成果。REID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。該技術(shù)主要是利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的。關(guān)鍵詞：射頻識別，讀卡器，IC卡，STC11F32，MFRC522AbstractRadio frequency identification (radio frequency identification, RFID), also known as electronic tags (eTag), is an RF signal automatic target recognition and access to relevant information technology. With the advances in technology, RFID applications widening, has been involved in all aspects of people39。軟件設(shè)計包括單片機處理程序，射頻基站芯片RC522的基本操作、Mifare卡操作程序設(shè)計、聲音提示及顯示部分程序等。設(shè)計采用MFRC522射頻讀寫模塊在STC11F32單片機的控制下實現(xiàn)對Mifare卡的讀寫訪問操作。本文首先分析了射頻識別技術(shù)的基本原理、研究方向和應(yīng)用情況。因此，研究、設(shè)計和開發(fā)RFID系統(tǒng)具有十分重要的理論意義和實際意義?；趩纹瑱C的RFID讀寫器設(shè)計摘 要射頻識別（Radiofrequency identification ，RFID）,又稱電子標(biāo)簽（ETag），是一種利用射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。隨著技術(shù)的進步，RFID應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，現(xiàn)已涉及到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面，并將成為未來信息社會建設(shè)的一項基礎(chǔ)技術(shù)。論文系統(tǒng)地論述了射頻識別系統(tǒng)和讀卡器的理論分析，研究了射頻識別系統(tǒng)中的許多關(guān)鍵技術(shù)，并提出了射頻識別讀卡器的設(shè)計方案。在充分研究了射頻卡的基本原理、技術(shù)特點、國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，進而提出了基于STC11F32單片機的射頻讀卡器系統(tǒng)設(shè)計的方法。硬件部分設(shè)計主要包括單片機控制電路設(shè)計，射頻模塊設(shè)計，天線電路設(shè)計，串行通信電路設(shè)計，聲音提示及顯示電路設(shè)計等，其中詳細(xì)討論了讀卡器的軟件設(shè)計方法。論文中系統(tǒng)地討論了軟件實現(xiàn)讀卡器與Mifare卡之間通信所要求的請求應(yīng)答、防沖撞、選卡片、認(rèn)證、讀寫等功能模塊的實現(xiàn)原理。s daily lives, and will bee a basic technology of the future information society. Therefore, research, design and development of RFID systems has important theoretical and practical significance.Discusses the theoretical analysis of radio frequency identification system and card reader to the paper system, many of the key technology of radio frequency identification system, and the design of radio frequency identification reader.This paper firstly analyzes the basic principle of radio frequency identification technology, the research direction and application. In the full study of RF Card basic principle, technical characteristics, relevant international standards, and then put forward based on STC11F32 single chip RF card reader system design method. The design adopts MFRC522radio frequency read write module in STC11F32under the control of a singlechip microputer to realize Mifare card read and write access operations.The hardware part of the design including the MCU control circuit design, design of the RF module, Antenna circuit design, circuit design of the serial munication, voice prompts and display circuit design, including detailed discussion of the reader software design methods. Software design, including the microcontroller handler, the basic operation of the RF base station chip RC522, Mifare card operating procedures, voice prompts and display part of the program. The paper discussed the request response munication between the software implementation of the reader with Mifare card required, anticollision, election card, certification, read and write function module principle. Key words:RFID, reader, IC card, STC11F32, MFRC522目 錄1 緒論………………………………………………………………5 RFID讀卡器國內(nèi)外現(xiàn)狀及前景2 射頻識別系統(tǒng)技術(shù)及相關(guān)理論 ……………………………………7 非接觸式IC卡 S503 非接觸式IC卡國際標(biāo)準(zhǔn)…………………………………………10 TYPEA的初始化和防沖突4 讀卡器系統(tǒng)硬件設(shè)計……………………………………………14 MCU控制部分 5 讀卡器系統(tǒng)軟件驅(qū)動程序設(shè)計………………………………16 RC522命令集的實現(xiàn) Mifare卡操作程序設(shè)計 軟硬件的聯(lián)合測試運行總結(jié)………………………………………………………………24 致謝…………………………………………………………25參考文獻……………………………………………………26附錄…………………………………………………………27第一章 緒 論射頻識別技術(shù)是二十世紀(jì)九十年代興起的一種天線的、非接觸方式的自動識別技術(shù)，是近幾年發(fā)展起來的前沿科技項目。射頻識別技術(shù)的顯著優(yōu)點在于非接觸性，因此完成識別工作時無需人工干預(yù)，能夠?qū)崿F(xiàn)識別自動化且不易損壞；可識別高速運動并可同時識別多個射頻標(biāo)簽，操作快捷方便；射頻標(biāo)簽不怕油漬、灰塵污染等惡劣環(huán)境，且可以穿透非金屬物體進行識別，抗干擾能力強。研究RFID技術(shù),發(fā)展RFID產(chǎn)業(yè)對提升社會信息化水平、促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量、增強公共安全與國防安全等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，具有戰(zhàn)略性的重大意義。所以研究該技術(shù)已成為我國當(dāng)今社會發(fā)展的必然趨勢。因此對RFID技術(shù)的認(rèn)識和應(yīng)用研究具有深遠(yuǎn)的理論意義。典型的射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)由非接觸式IC卡、非接觸式IC卡讀卡器和應(yīng)用系統(tǒng)組成，其中非接觸式IC卡讀卡器是連接非接觸式IC卡和應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁，是射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，而且現(xiàn)在的發(fā)展趨勢要求射頻識別系統(tǒng)要有更高的安全性，因此設(shè)計一款安全有效地讀卡器有著重要的商業(yè)價值意義。隨著技術(shù)的進步，RFID應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，現(xiàn)已涉及到人們的日常生活的各個方面，并將成為未來信息社會建設(shè)的一項基礎(chǔ)技術(shù)?，F(xiàn)射頻識別技術(shù)在中國還處于一個迅猛發(fā)展的階段，前景十分廣闊，相信隨著技術(shù)越來越成熟，射頻識別技術(shù)與其它技術(shù)一樣走進我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€角落，使我們的生活更加方便快捷。其中低頻近距離RFID系統(tǒng)主要集中在125KHz 、高頻遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主要集中在UHF頻段915MHz、UHF頻段遠(yuǎn)距離系統(tǒng)在北美得到了很好的發(fā)展。他們都有一個共同的特點，同質(zhì)化嚴(yán)重，各產(chǎn)品之間的差別不大，性能也相近，基本上采用讀卡器芯片加單片機的結(jié)構(gòu)，而核心技術(shù)并不在自己手中，缺乏成套系統(tǒng)的自主知識產(chǎn)權(quán)。隨著技術(shù)的進步，讀卡器會朝著多功能如條碼識別、無線數(shù)據(jù)傳輸、以太網(wǎng)傳輸?shù)确较虬l(fā)展，讀卡器的成本也會越來越低，同時閱讀器將實現(xiàn)多制式多頻段兼容，多功能、多制式、小型化、模塊化、嵌入式方向是讀卡器發(fā)展的趨勢。射頻標(biāo)簽與讀卡器之間的電磁耦合包含兩種情況：一種情況是電感耦合。電感耦合方式通過空間磁場實現(xiàn)耦合，耦合磁場在讀卡器線圈（初級）與射頻識別標(biāo)簽（次級）之間構(gòu)成閉合電路。另一種是電磁耦合方式，在電磁耦合方式中，讀卡器的天線將讀卡器產(chǎn)生的射頻信號以電磁波方式定向發(fā)送到空間范圍內(nèi)，形成讀卡器的有效閱讀區(qū)域，位于讀卡器有效閱讀區(qū)域中射頻標(biāo)簽從讀卡器天線發(fā)出得電磁場中提取工作電源，并通過射頻標(biāo)簽的內(nèi)部電路及標(biāo)簽天線將標(biāo)簽內(nèi)存的數(shù)據(jù)信息傳送到讀卡器。射頻識別系統(tǒng)一般由以下三部分組成：①讀寫器（Reader）一臺典型的讀寫器應(yīng)包含射頻信號發(fā)射單元器，高頻接收單元金額控制單元，此外，許多讀寫器還都有附加的接口（RS23USB）,以便將獲得的數(shù)據(jù)傳輸給另外系統(tǒng)作進一步的處理或存儲。RFID標(biāo)簽是射頻識別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，主要有天線、諧振電容以及IC芯片組成，其種類可以分為無源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽兩種。此外，標(biāo)簽中各個扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問條件。 MHz射頻天線及其匹配電路共有三塊：天線線圈、匹配電路（LC諧振電路）和EMC濾波電路。 射頻識別系統(tǒng)的分類按照讀寫距離來劃分，RFID系統(tǒng)可分為接觸式和非接觸式，而非接觸式又分為近距離（密耦合）、中距離（遙耦合）和遠(yuǎn)距離。 非接觸式IC卡S50Mifare1 IC智能（射頻）卡的核心是NXP公司的Mifare1 IC S50(01，02，03，04)系列微晶片，他確定了卡片的也行以及卡片讀寫器的諸多性能?？ㄆ铣宋⒕耙桓备咝侍炀€外，無任何其他元件。Mifare1射頻卡所具有的獨特的MIFARA RE(射頻)非接觸式接口標(biāo)準(zhǔn)已被指定為國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC 14443 TYPEA標(biāo)準(zhǔn)?？ㄆ蟽?nèi)奸8K(bit)EEPROM存儲容量并劃分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)劃分為4個數(shù)據(jù)存儲塊，每個扇區(qū)可由多種方式的密碼來管理。典型的檢票交易時間最長不超過100ms。本文設(shè)計的讀卡器正是用于讀寫Mifare1 IC S50卡的應(yīng)用系統(tǒng)，可以對Mifare 1 IC S50進行讀寫操作、電子錢包操作、密碼操作以及認(rèn)證方式設(shè)置等操作。當(dāng)有卡片在讀卡器的有效工作范圍內(nèi)時，MCU向卡片發(fā)出尋卡命令，卡片將回復(fù)卡片類型，建立卡片與讀卡器的第一步聯(lián)系，若同時有多張卡