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1、滨江学院 学年论文题 目 基于单片机的射频卡读写器的设计 院 系 滨江学院 专 业 电子信息工程 姓 名 蔡欣欣 学 号 20112305046 指导教师 张艳艳 职 称 讲 师 二一四 年 十二 月 二十六 日16目录1绪论21.1 射频技术发展及对未来的展望21.1.1 物流管理21.1.2 商品防伪31.1.3 门禁31.1.4 军事领域31.2 射频设别技术的优点42 RFID系统的相关理论42.1 MIFARE射频卡概述及现状42.1.1 接触式与非接触式IC卡之比较52.1.2 非接触卡的优点52.1.3 MIFARE非接触式IC卡的标准62.1.4 非接触射频卡的应用前景62.2
2、 射频卡的结构62.2.1 MIFARE卡工作原理62.2.2 MIFARE卡的组成及存储结构72.2.3 MIFARE特性93 读写器总体构思与基本原理简介93.1 读写器总体构思93.2基本原理简介104 MCU主控模块105 射频接口模块116 天线设计部分127 电源与存储模块127.1电源电路127.2存储电路138时钟与RS-232接口模块148.1时钟电路148.2 RS-232接口电路159人机交互界面模块1510 总结1511 参考文献15基于单片机的射频卡读写器的设计蔡欣欣南京信息工程大学滨江学院电子工程系摘要本文介绍了以AT89C52单片机作为微控制器，以射频技术为核心，
3、基于PHILIPS公司MF-RC500模块的IC卡读写器，阐述了该系统的组成、工作原理以及相应的软硬件设计。本文阐述了IC卡技术的基本原理，并对其读卡器在工程上的设计和开发作了研究。论文描述了IC卡系统的发展和现状，通过对射频识别技术原理的研究，揭示了射频IC卡系统的工作原理。介绍了Type A 型常用的卡片MF1 IC S50和对应读卡器的设计方法和电路 (使用专用射频读卡集成芯片RC500)，并详细阐述了系统各个模块的组成和原理，给出了天线的设计规范，然后根据课题要求详细介绍了自主设计的一款Type A 型读卡器的核心部件射频模块的实现方案和具体电路。最后介绍了系统设计的软件部分，重点介绍
4、了RC500的主要特性以及与Mifare1非接触IC卡数据通信的一些重要模块，最后介绍了系统设计的软件部分和相关PCB电路图，并实际测试证明该读写器完成了基本功能，运行稳定。AbstractWith micro-computer AT89C52 as controller, the radio frequency technology as core, this paper describes the systems composition、work principle and design of hardware and software of contactless IC card rea
5、d-write device base on MF-RC500 of PHILIPS Company .This paper introduces the basic principle of the contactless IC card technology and the application of IC card reader. First the paper describes the development and the status quo of the IC cards system. Then the work principle of the radio frequen
6、cy IC card system is discovered through studying the principium of the radio frequency technology. Whereafter, the paper introduces the card MF1 IC S50 what is usually used in the cards of Type A, the design method and the circuit of the card reader device (the device use the radio frequence chip re
7、ader module RC500), and in detail analyzes the principle of every module, simply Points to the design rules of the antenna circuit. Then, the paper in detail introduces the implement project about circuit and program of the kemel components of a Type A IC cards reader, the RF module, what is complet
8、ely made by do-it-yourself. In the end, the paper introduces the software of the system, and the main property and basic intruction set of a contactless IC card reader RC500 based on PhilipsMIFARE1 are introduced. And some ideals and methods of programme about the basilic module with data communicat
9、ion between the cards and RC500 are presented. Finally, introduced the system design part of the software and the PCB circuit diagram, and the actual test results show that the reader to complete the basic functions, stable operation .The Read-Write Device is stabilized through test.1绪论无线射频识别（RFID,
10、Radio Frequency Identification）技术通常是以微小的无线收发器为标签（Tag）来标志某个物体,这个物体在RFID技术中常称为对象（Object）。标签上携带有一些关于这个对象的数据信息。作为标签的无线收发器通过无线电波将这些数据发射到附近的识读器Reader。识读器可以对这些数据进行收集和处理并且可以通过计算机和网络处理和传送它们。无线射频识别（RFID）是结合了无线电、芯片制造及计算机等多学科的新技术是自动识别技术的一种全新形式。RFID射频识别技术是利用感应,无线电波或者微波能量进行非接触双向通信,达到识别及数据交换目的的自动识别系统。一套完整的RFID系统,
11、是由阅读器电子标签（也就是所谓的应答器）,天线及应用软件系统三个部分所组成, 其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给应答器, 用以驱动应答器电路将内部的数据送出,此时阅读器便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。RFID小可用于门禁控制,文件管理大可用于提高供应链的可视化程度,确保国家,军队的物资供应,日常生活中可用于身份识别,电子付费,生产中可用于装配线的自动化。1.1 射频技术发展及对未来的展望 自1948年Harry Srockman提出的“利用能量反射的方式进行通信” 奠定射频识别技术理论基础以来,在19502000年,该技术得到了空前的发展，各式各样的RFID产品已
12、然成为人们生活的一部分，并逐渐取代了传统的接触式IC卡技术。随着RFID技术的发展扩大,为了保证RFID技术同各个系统间的兼容，人们也意识到了建立一个RFID技术标准的重要性。于是由UCC（北美统一码协会）和EAN（欧洲商品编码协会）共同组建的专门负责RFID技术标准的机构EPCglobal（全球电子产品码协会）编应运而生了。而近几年来,RFID技术仍然保持着高效的增长势头,特别是RFID技术在商品流通,物流管理以及跟踪方面的应用,得到了很快的发展,且其技术也越来越完善。这一态势也促使我国加大了RFID技术的发展力度,尤其是大型企业对RFID技术的需求,更大大的推动了RFID技术在国内的发展。
13、在政府的推动支持下,第二代身份证嵌入了RFID标签单单这项计划的合同总额就将达到100亿。射频识别技术在各行各业中的实际应用大体可以分为以下几类 1.1.1 物流管理 目前射频识别技术在物流，特别是在供应链方面的应用，可以让商场管理者很好的管理自己的库存，使得不会出现商品脱销的情况，针对商品的销售情况还可以让商家提前做出一些销售策略，通知商家什么时候该跟供应商联系等。射频识别技术是否能够成功的应用于物流与供应链的管理在于能否将射频识别技术整合到物质基础之上，而这又要考虑到被识别物体的形状、物理性质、移动的速度、标签的成本以及系统所处的环境等问题。 1果被识别物体的形状是规则的，那么标签的安装问
14、题就比较容易解决，只要方向正确，阅读器在读卡的时候就不会出现错误;对于形状不规则的被识别物体，安装完标签后可能会影响系统的读卡方向，导致读卡出现错误。2被识别物体的物理性质决定了应该采用甚么频段的射频识别系统进行读卡。一般来说，液体、金属性质的被识别物体一般采用的是低频段或高频段的系统，而对于其他的被识别物体（可导电的物体除外）一般采用的是超高频段的系统。 3被识别物体的移动速度体现了它在辐射场中停留的时间长短，停留的时间越长，那么标签（无源）的充电时间也就越长，在进行数据通信的时候就不会因为供电不足而导致出错影响系统的读卡准确率。 4 由于标签是一次性用品，厂家要不断的投资生产，所以标签的使
15、用要视被识别物体本身的价值而定。例如，机场中托运行李的时候贴的行李标签和超市里商品上的标签的价格明显是不一样的。 5由于一些特殊环境的外界干扰比较大，或者是系统本身的要求，所以在这一类环境中的安装系统的时候，也要选取合适的频段。 1.1.2 商品防伪 在标签的制作的时候，会在它的ROM中写进一个全球唯一的序列号。利用这个显著的特点，射频识别技术可以做成一个很好的商品防伪系统，由于射频识别具有很强的穿透性，所以即使是将标签贴在商品的外包装内也可以读取标签的序列号，进行真伪的辨认。而且标签本身就具有很强的抗腐蚀及金属摩擦能力，所以标签可以用于一些特殊的商品上，其使用寿命也更长。 1.1.3 门禁 一些公司目前所使用的考勤机和现在校园内的门禁系
