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非接触式e5551读写器的开发

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了非接触式e5551卡工作原理和与单片机的接口,给出了非接触式e5551卡读写器的硬件电路和读卡、写卡程序流程图。

    关键词:非接触式卡 射频识别 读写器 RF

射频识别RFIDRadio Frequency Identification技术是二十世纪九十年代兴起的一项自动识别技术,它利用无线射频方式进行非接触式双向通信。RFID系统中卡片与读写器之间无须物理接触即可完成识别,可实现多目标识别和运动目标识别,应用范围更加广泛。

根据工作频率不同,RFID系统可分为低频、中频、高频系统。低频系统一般工作在100kHz~500kHz,中频系统工作在10MHz~15MHz,它们主要适用于短距离、低成本识别高频系统工作在850MHz~950MHz以及2.4GHz~5GHz的微波段,适用于距离长、读写数据率高的场合。本文介绍的e5551 RFID系统属于低频系统,工作频率范围为100kHz~150kHz,最大识别距离约为20cm。
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1 非接触式e5551卡工作原理

e5551 RFID系统组成如图1所示。其中PC通过RS485通信远程操作e5551读写器。读写器利用微控制器(MCU)与e5551卡进行交互读写。

通过e5551卡内线圈在特定交变磁场100kHz~150kHz中耦合,e5551获得感应电流,再通过整流得到直流加到卡内电路,e5551得到工作电压和电流。通过读写器的线圈感应e5551卡产生的磁场来读取e5551发送的数据。

1.1 e5551卡的存储结构

e5551卡内置264位EEPROM。这些EEPROM共分为8块,每块33位,其分布如图2所示。其中BLOCK0存储e5551卡的参数设置信息;BLOCK7在口令加密功能启动时存放e5551卡的读写控制密码,当加密功能没有使用时存放用户数据;其它六个存储块存放各种数据。
非接触式e5551读写器的开发
    1.2 e5551卡工作参数的设定

BLOCK0用于设置e5551卡的各种操作特性,如同步信号、数据流格式、数据流长度、加密、口令唤醒和停止发射的启用/关闭等。

(1)位率(Bitrate)设定:位率可设置为RF/8、RF/16、RF/32、RF/40、RF/50、RF/64、RF/100、RF/128,由第12、13、14位确定。其中RF指载波频率Radio Frequency。

(2)调制方式设定:调制方式由两部分组成。第一部分为二进制编码方式,有直接编码、曼切斯特编码和双相位编码三种方式,由第16、17位确定;第二部分为频率调制方式,有相位键控、频率键控和直接编码三种方式,由第18、19、20位确定。

(3)口令加密设定:由第28位决定。该位置1启动口令加密功能,在启动口令加密功能前应该事先在BLOCK7写入密码。启动口令加密功能后,用户对e5551卡中数据进行修改均要求提供密码验证,密码正确时修改有效,否则修改无效。

图3 e5551芯片上电后线圈两端的电压

    (4)请求应答(Answer On Request)设定:由第23位决定。该位置1启动AOR功能,这时e5551卡进入射频区后不主动发射数据,由基站给e5551卡发射唤醒命令后再发射数据。该功能要求首先启动口令加密功能,即基站唤醒e5551卡必须在唤醒命令序列中向e5551卡发射口令密码,e5551卡检测到合法唤醒命令时才恢复发射数据。

(5)同步信号设定:e5551卡可以使用两种不同的同步信号—Sequence Terminator和Block Terminator。Sequence Terminator在每个数据循环开始时出现;Block Terminator在每个BLOCK数据开始时出现。两种同步信号分别由第29、30位确定,它们既可以独立使用也可以结合使用。

(6)发射最大数据块数设定(MAXBLK):由第25、26、27位确定。当MAXBLK设置为0时,e5551卡只发射BLOCK0的数据给基站;当设置为1时e5551卡只发射BLOCK1的数据给基站;当设置为2时

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