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RFID读写器的设计

作者:时间:2009-04-20来源:网络收藏

U2270B具有省电模式和STANDBY控制可选,所以基站电路时可以按照功能的不同要求,基站的外围电路。具体电路图如图3所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/158102.htm

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“O”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IC芯片、感应线圈组成,COIL1与COIL2为感应线圈接口。全波整流电路、Csup可以将线圈感应产生的能量保存供给芯片作为工作电源;时钟选取电路将筛选频率125 kHz的载波作为时序发生电路的基准时钟源;内存中64位数据依次串行输出,通过编码模块输出曼彻斯特码;最后信号通过调制电路再由感应线圈发射出去。图4为EM4001芯片内部功能图。

EM4100全部的数据位为64位,它包含9个开始位(其值均为‘1’)、40个数据位(8个厂商信息位+32个数据位)、14个行列奇校验位(10个行校验+4个列校验)和1个结束停止位。EM4100在向读卡机或PC机传送信息时,首先传送9个开始位,接着传送8个厂商信息或版本代码,然后再传送32个数据位。其中15个校验以及结束位用于跟踪包含厂商信息在内的40位数据。当EM4001上电初始化后,便依次将这64位数据反复输出,直到卡片离开基站失电为止。图5为EM4100芯片内部数据格式。数据信息采用曼彻斯特编码,然后调制到载波上,影响感应线圈工作。数据“O”对应着电平下跳,数据“1”对应着电平上跳。

5 SD卡控制模块
SD卡有两种总线协议,SD协议和SPI协议。现在绝大部分微控制器都集成SPI接口,所以利用这种方式与SD卡通信相对简单方便,但SPI协议在数据交换时只允许1位数据串行传输,所以速度受到限制。在SD协议下,允许强大的1线到4线数据传输,这样就提高了传输速度。但SD总线时序要求严格,如果用软件模拟不仅复杂繁琐,而且可靠性也不高,W86L388D支持SD方式的4线数据传输,并且根据所收到的命令能自动产生相应的SD时序,从而方便用户的使用,提高了系统的性能。
W86L388D为台湾华邦公司的SD卡桥接芯片。W86L388D有8位数据与16位数据宽度可以选择,并且有专门的端口进行SD卡的检测与读写保护。W86L388D的工作电压为3.3 V,所以在与89S52单片机进行通信的时候必须经过一个470Ω的电阻进行分压处理。W86L388D的电路图如图7所示。

6 结 语
射频识别技术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。所以,目前已经广泛使用,准备接替许多人工完成的工作程序。
读卡器的主要用软件来实现射频信号的调制和解调,以实现对Teinic卡片的读和写操作。利用CH375芯片来实现系统的uSB通信及数据的传输,利用SD卡实现数据及原始数据库的存储,同时利用SD卡桥接芯片W86L388D来实现简单便捷的SD卡SD模式的通信操作。


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关键词: 设计 读写器 RFID

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