基于MF-RC500模組的Mifare射頻卡識(shí)別系統(tǒng)的開(kāi)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(shí)，導(dǎo)體回路互相重疊，并有相同的磁通量通過(guò)。實(shí)際上，電感耦合的PICC系統(tǒng)工作時(shí)的耦合系數(shù)可低至0.01以下。
系統(tǒng)選型與設(shè)計(jì)
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(diǎn)如下:
1)容量為8K位EEPROM
2)分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為4塊，每塊16個(gè)字節(jié)，以塊為存取單位
3)每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問(wèn)控制
4)每張卡有唯一序列號(hào)，為32位
5)具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作
6)無(wú)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(wàn)次，讀無(wú)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(jì)
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(dòng)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(dòng)近操作距離的天線可達(dá)100mm；接收器部分提供一個(gè)堅(jiān)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(hào)數(shù)字部分處理ISO14443A幀和錯(cuò)誤檢測(cè)奇偶CRC；此外它還支持快速CRYPTO1加密算法用于驗(yàn)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(jì)提供了極大的靈活性。MF-RC500的特性略。
3．PCD天線設(shè)計(jì)
電感耦合射頻識(shí)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(duì)PCD天線的構(gòu)造有以下幾個(gè)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(wú)失真地傳送用數(shù)據(jù)調(diào)制的載波信號(hào)。
一般說(shuō)來(lái)，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(guò)無(wú)源的匹配回路將線圈阻抗轉(zhuǎn)換為源阻抗。然后，通過(guò)同軸線纜即可無(wú)損失且無(wú)輻射地將功率從讀寫器末級(jí)傳送到匹配電路。
在天線設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)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(shí)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(huì)使天線線圈中的電流強(qiáng)度大些，由此改善對(duì)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(guò)高會(huì)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(guò)電感線圈的電抗與電阻的比值計(jì)算出來(lái),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(wú)法準(zhǔn)確地識(shí)別復(fù)位響應(yīng)。
4．MCU8051與MF-RC500的接口設(shè)計(jì)
總結(jié)
以上分析了基于MF-RC500模組的Mifare射頻卡識(shí)別系統(tǒng)的組成、工作原理及其設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)表明，由此方法設(shè)計(jì)的電路運(yùn)行穩(wěn)定，讀寫數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，典型的交易時(shí)間不超過(guò)100ms。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157993.htm
評(píng)論