基于MF-RC500模組的Mifare射頻卡識別系統(tǒng)的開發(fā)
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當(dāng)導(dǎo)體回路之間的距離為0而天線半徑相等，耦合系數(shù)k＝1。此時，導(dǎo)體回路互相重疊，并有相同的磁通量通過。實際上，電感耦合的PICC系統(tǒng)工作時的耦合系數(shù)可低至0.01以下。
系統(tǒng)選型與設(shè)計
1．Mifare系列射頻卡PICC的選型
系統(tǒng)PICC選用Mifare1卡片，該卡片主要特點如下:
1)容量為8K位EEPROM
2)分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)為4塊，每塊16個字節(jié)，以塊為存取單位
3)每個扇區(qū)有獨立的一組密碼及訪問控制
4)每張卡有唯一序列號，為32位
5)具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作
6)無電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路
7)數(shù)據(jù)保存期為10年，可改寫10萬次，讀無限次
8)工作溫度：-20℃~50℃(濕度為90%)
9)工作頻率：13.56MHz
10)通信速率：106KBPS
11S)讀寫距離：10cm以內(nèi)(與讀寫器有關(guān))
2．閱讀模塊PCD的選型與設(shè)計
系統(tǒng)選用Mf-RC500作為閱讀模塊，該模塊是應(yīng)用于13.56MHz非接觸式通信中高集成讀卡IC系列中的一員，它利用了先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)概念完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協(xié)議；MFRC500支持ISO14443A所有的層；內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動近操作距離的天線可達(dá)100mm；接收器部分提供一個堅固而有效的解調(diào)和解碼電路用于ISO14443A兼容的應(yīng)答器；信號數(shù)字部分處理ISO14443A幀和錯誤檢測奇偶CRC；此外它還支持快速CRYPTO1加密算法用于驗證MIFARE系列產(chǎn)品；方便的并行接口可直接連接到任何8位微處理器。這樣給讀卡器/終端的設(shè)計提供了極大的靈活性。MF-RC500的特性略。
3．PCD天線設(shè)計
電感耦合射頻識別系統(tǒng)的PCD中的天線用于產(chǎn)生磁通量，而磁通量用于向PICC提供電源并在PCD與PICC之間傳送信息。因此，對PCD天線的構(gòu)造有以下幾個基本要求：
1)使天線線圈的電流最大，用于產(chǎn)生最大的磁通量；
2)功率匹配，以最大程度地利用產(chǎn)生磁通量的可用能量；
3)足夠的帶寬，以無失真地傳送用數(shù)據(jù)調(diào)制的載波信號。
一般說來，天線是有一定負(fù)載阻抗的諧振回路，閱讀器又具有一定的源阻抗。為了獲得最好的性能，必須通過無源的匹配回路將線圈阻抗轉(zhuǎn)換為源阻抗。然后，通過同軸線纜即可無損失且無輻射地將功率從讀寫器末級傳送到匹配電路。
在天線設(shè)計中，還有一個參數(shù)很重要，那就是品質(zhì)因數(shù)Q。用于電感耦合式射頻識別系統(tǒng)的PCD天線，其特征值就是它的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)的值。較高的品質(zhì)因數(shù)的值會使天線線圈中的電流強(qiáng)度大些，由此改善對PICC的功率傳送。與之相反，天線的傳輸帶寬剛好與品質(zhì)因數(shù)值成反比例變化，選擇的品質(zhì)因數(shù)過高會導(dǎo)致帶寬縮小從而明顯地減弱PICC接收到的調(diào)制邊。
品質(zhì)因數(shù)可以通過電感線圈的電抗與電阻的比值計算出來,公式如下：
Q=(2f_{0}Lcoil)/Rcoil
許多系統(tǒng)給出的最佳品質(zhì)因數(shù)為10~30。Q值最高為50~60，如果太高，卡將無法準(zhǔn)確地識別復(fù)位響應(yīng)。
4．MCU8051與MF-RC500的接口設(shè)計
總結(jié)
以上分析了基于MF-RC500模組的Mifare射頻卡識別系統(tǒng)的組成、工作原理及其設(shè)計方法。實驗表明，由此方法設(shè)計的電路運行穩(wěn)定，讀寫數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，典型的交易時間不超過100ms。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/157993.htm
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