文档介绍：射频刷卡技术
引言
射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)是利用感应、电磁场或
电磁波为传输手段,完成非接触式双向通信,获取相关数裾的一种自动识
别技术。射频识别卡最大的优点就在于非接触,因此完成识别工作时无须
人工干预,适于实现自动化且不易损坏,可识别高速运动物体并可同时识
别多个射频卡,操作快捷方便。0前,射频识别技术己经广泛使用,准备
接替目前许多人工完成的工作程序。
RFID技术是一个崭新的技术应用领域,它不仅涵盖了射频技术,还包
含了射频技术、密码学、通信原理和半导体集成电路技术,是一个多学科
综合的新兴学科。因此,对RFID技术的认识和研究具有深远的理论意义。
随着21世纪数字化时代的到来,基于远程信息化网络管理技术和移动商
务的社会需求,RFID技术智能管理系统将在各个领域中发挥巨大的作用。
RFID技术正在成为一个新的经济增长点,在全球范闱内蔓延开来,研宄开
发RFID技术有着巨大的经济效益和社会意义。
一个典型的RFID系统一般由RFID标签、读写器以及计算机系统等
部分组成。其中RFID标签中一般保存有约定格式的编码数据,用以惟一
标识标签所附着的物体。与传统的识别力*式相比,RFID技术无需直接接触、
无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理,且操作方便快捷。
能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域,并且认为是条形码标签的未来
代替品。RFID系统的工作原理框图如图1所示。
读写器通过天线发送出一定频率的射频信号:当RFID标签进入读写
器工作场时,其天线产生感应电流,从而RFID标签获得能量被激活并向
读写器发出自身编码等信息;读写器接收到來自标签的载波信号,对接收
的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理;计算机系统根裾逻辑
运算判断该标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出
指令信号;RFID标签的数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并
送到控制逻辑,控制逻辑接收指令完成存储、发送数据或其他操作。
RFID针对常用的接触式识别系统的缺点加以改良,采用射频信号以无
线方式传送数据资料,因此识别卡不必与读卡机接触就能读写数据资料。
1系统总体简介
木系统以AT89252单片机为控制核心,利用RFID读写基站U2270B
对Temic公司的射频卡(本系统使用EM4100卡)进行数据的读写。在通信方面使用USB高速通信接口,采用南京沁恒公司的USB主控芯片
CH375。数据库的存储管理利用SD卡。系统总体框如图2所示。
2 RFID读写模块
U2270B的载波频率为100〜150 kHz,其调制方式为曼彻斯特码和双
相位码。U2270B的电源供给可为5 V的稳压电源或者是12 V的汽车蓄电
池。它可以为RF场提供能量,其中在短距离运用时,外围驱动电路简单。
U2270B还具有信号微调能力,而且其读写距离可达7〜10 cm。U2270B
还具有电压输出功能可以给微处理器或其他外围电路供电。
U2270B具有省电模式和STANDBY控制可选,所以设计基站电路时可
以按照功能的不同要求,设计基站的外围电路。具体电路图如
3所不。
本系统采用9 V电池供电,并通过STANDBY端进行省电模式的控制。
同时通过桥式二极管来增强读写距离。
通过调整RF引脚所接电阻的大小,可以将内部振荡频率固定在150
kHz,然后通过天线驱动器的放大作用,在天线附近形成150 kHz的射频场,
当射频卡进入该射频场内时,由于电磁感应的作用,在射频卡的天线端会
产生感应电势,该感应电势也是射频卡•的能量来源
数据写入射频
卡采用场间隙方式,即由数据的“O”和“1”控制振荡器的启振和停振,
并由天线产生带有窄间歇的射频场,不同的场宽度分别代表数据“0”和
“1”,这样完成将基站发射的数据写入射频卡的过程,对场的控制可通过控制芯片的第6脚(CFE端)来实现。
由射频卡返回的数据流可采用对射频卡天线的负载调制方式来实现。
射频卡的负载调制会在基站天线上产生微弱的调幅,这样,通过二极管对
基站天线电压的解调即可回收射频卡调制数据流。应当说明,与U2270B
配套的射频卡返回的数据流采用的是曼彻斯特编码形式。由于U2270B不
能完成曼彻斯特编码的解调,因此解调工作必须由微处理器来完成,这也
是U2270B的不足之处。
3射频卡模块
射频卡选用的EM4100卡是由瑞士微电生产的一款用于只读射频卡
信息传输的集成芯片。射频卡由1C芯片、感应线圈组成,COIL1与COIL2 为感应线圈接口。全