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基于S3C6410的航空用RFID读卡器设计方案

作者:时间:2013-02-19来源:网络收藏

  SPI总线是一种高速全双工同步的通信总线,它使用4条线:MISO 、MOSI、SCLK 、CS.其主要特点有:同时发出和接收串行数据;可当主机或从机工作;提供频率可编程时钟;发送结束中断标志;写冲突保护;总线竞争保护等。

  RC632总共有32个管脚,其中管脚22、23、24是寄存器的地址线,管脚13到管脚20是8位并口。当采用SPI方式通信时,管脚13即数据位D0为MISO,管脚22即地址线A0为MOSI,管脚24即地址线A2为CLK,D1到D7则不需要连接。此外,必须把A1与NCS置底电平,NRD与NWR置高电平。

  RC632与天线之间通过3个管脚DTX1、DTX2与DRX进行通信,它会把调制好的13.56MHz的能量载波通过管脚DTX1、DTX2传输到天线,而天线则通过管脚DRX把13.56MHz的能量载波传输回RC632.一般采用2种方法将天线连接到RC632:直接匹配天线和50Ω匹配天线,本系统采用直接匹配的方式将RC632与天线连接,其包括了EMC低通滤波器、天线匹配电路与接收电路。

  系统采用PCB环形天线,它的EMC低通滤波器用于滤除高频电磁波,天线匹配电路与天线进行阻抗匹配,以获得最大的功率传输,增大读卡距离,同时避免阻抗失配可能对电路造成的损害。经实测,天线的可操作距离为5~10cm.

的软件设计

  的操作系统采用较稳定的Linux-2.6.30内核,文件系统为yaffs文件系统。软件分为2大部分:第一部分为QT程序,主要的功能是接受用户指令与显示图形界面;第二部分为射频驱动程序,它负责对RC632的寄存器进行操作,实现具体的射频功能。在编写射频读卡的QT应用程序之后,需把它整合到yaffs文件系统中。此外,还需裁剪linux内核,把驱动配置到内核配置单中。

  13.56MHz的的典型协议有ISO-14443协议和ISO-15693协议。其中ISO-14443协议是非接触式IC卡标准协议,应用较ISO-15693更为广泛。下面将主要分析ISO-14443协议,ISO-14443由4个部分组成:第一部分,物理特性;第二部分,频谱功率和信号接口;第三部分,初始化和防碰撞算法;第四部分,通讯协议。

  ISO-14443通信协议的报文可分成6个部分,如表1所示:

表1 ISO-14443通信协议的报文数据格式

基于S3C6410的航空用RFID读卡器设计方案

  报头2字节固定为AABB,报文长度代表从节点到校验的字节之和,命令代码指明了报文的功能。常用的命令代码有0201(寻卡)、0202(防冲突)、0203(选卡)、0206(密码认证)、0208(读卡)、0209(写卡)等。

  QT程序在启动后,会在TFT-LCD上显示一系列的图标,分别为:寻卡、读卡、写卡、选择扇区等,在寻卡中包含了防冲突检测,它是读卡过程中非常重要的一个步骤[10-11].其流程如下,当用户点击TFT-LCD的寻卡图标时,触摸屏上会产生触摸点的位置信号,系统根据触摸点坐标判断其所在的区域,依据触摸的区域,系统做出相应的处理。QT程序把ISO-14443协议中的寻卡(0201),防冲突(0202),选卡(0203),密码认证(0206)都整合到1个子函数中。寻卡过程分为4个过程:

  1)搜索标签-即通过串口1发送指令给RC632操作其中的相关寄存器进行天线操作。无论是否有卡在天线感应区域范围之内,RC632都会回传相关数据,收到数据后,进行判断是否有电子标签存在。

  2)防冲突-如果在天线感应区域范围之内有一张以上的电子标签,那么就需要进行选择。RC632在防冲突后,将给微处理器传回4个字节的电子标签卡号。

  3)选择标签-如果要对相应卡号的电子标签进行操作,则微处理器就会发送命令给RC632,使其选中这张电子标签,以便进行下一步的读写操作。

  4)密码认证-只有拥有正确密码的读卡器才能读写相应的电子标签。

  选择扇区后,如进行读卡操作,则直接点击读卡图标,如进行写卡操作的话,则还需用输入数据。如图3所示。

基于S3C6410的航空用RFID读卡器设计方案

图3 QT应用程序流程。



关键词: S3C6410 RFID 读卡器

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