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基于STC12C2052單片機(jī)的串口ID讀卡器設(shè)計

—— Design of the Serial ID Card Reader Based on STC12C2052
作者:梁飛 張紅雨 電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院 時間:2010-07-16 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  引言

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/110954.htm

  射頻識別技術(shù)RFID是從20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一項(xiàng)自動識別技術(shù)。它是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到自動識別目標(biāo)并獲取數(shù)據(jù)。不同于傳統(tǒng)的磁卡和IC卡,RFID技術(shù)解決了無源和無接觸兩大問題,同時它可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動目標(biāo)識別、多目標(biāo)識別,在交通運(yùn)輸、門禁安全、身份識別、貨物管理、自動控制、防盜防偽等方面廣泛應(yīng)用[1]。

  低頻射頻識別系統(tǒng)

  根據(jù)天線理論,無源電子標(biāo)簽與之間的作用距離屬于天線近區(qū)場( r<<λ,λ為載波波長),因此,電子標(biāo)簽天線與識讀終端天線之間的作用是基于電磁感應(yīng)原理。由產(chǎn)生恒定125kHz左右的載波信號, 標(biāo)簽進(jìn)入的工作區(qū)域后,由標(biāo)簽中的電感線圈和電容組成的諧振回路接收讀卡器發(fā)射的載波信號,卡中芯片的射頻接口模塊由此信號產(chǎn)生出電源電壓、復(fù)位信號及系統(tǒng)時鐘,使芯片工作;芯片將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)經(jīng)曼徹斯特編碼后控制調(diào)制器上的開關(guān)電流調(diào)制到載波上,通過卡上天線回送給讀卡器,讀卡器對接收到的卡回送信號進(jìn)行ASK解調(diào)、解碼后送至后臺計算機(jī)輸出。

  ID卡內(nèi)存中存有不可改寫的64位數(shù)據(jù),它包含9個開始位(其值均為‘1’)、40個數(shù)據(jù)位(8個廠商信息位+32個數(shù)據(jù)位)、14個行列校驗(yàn)位(10位行校驗(yàn)、4個列校驗(yàn))和1個結(jié)束停止位[2]。其數(shù)據(jù)格式見圖1。

  當(dāng)電子標(biāo)簽向讀卡器回傳信息時,首先傳送9個開始位,由于數(shù)據(jù)和偶校驗(yàn)的格式的原因,在后面的數(shù)據(jù)串中不會出現(xiàn)9個1,保證了數(shù)據(jù)頭的唯一性;再傳送8位芯片廠商信息,然后再傳送32個數(shù)據(jù)位。其中15個校驗(yàn)以及結(jié)束位用以跟蹤包含廠商信息在內(nèi)的40位數(shù)據(jù)。傳送卡號時,這64位數(shù)據(jù)通過載波在天線上首尾相接持續(xù)出現(xiàn)。

  系統(tǒng)硬件設(shè)計

  圖2給出了基于的低頻ID讀卡器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)由組成主控模塊,結(jié)合載波電路和解調(diào)電路對標(biāo)簽回傳信號進(jìn)行解碼并向PC傳送數(shù)據(jù),同時進(jìn)行閃燈和響蜂鳴器來提示正確讀取卡號。該系統(tǒng)設(shè)計的天線電感值是345mH。天線采用銅制漆包線繞制,漆包線直徑為0.29 mm。圓形(內(nèi)徑)直徑為2 cm,115圈[4]。

  射頻接口電路

  射頻接口電路發(fā)射射頻載波信號以啟動電子標(biāo)簽工作,對標(biāo)簽返回的信號進(jìn)行解調(diào)。采74HC4060的分頻范圍分別為8~1024、4096~32768;采用74HC4060對4MHz信號進(jìn)行32分頻得到125KHz載波信號。分頻出來的載波信號通過天線對ID卡提供能量。

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