MFRC522射頻模塊在門(mén)禁系統中的應用

2．3 接口函數
為方便用戶(hù)使用該模塊，系統提供了多種類(lèi)型接口，即可并不需要直接去了解ISO14443A協(xié)議中的細節，或通過(guò)簡(jiǎn)單的接口調用方式對ISO14443A型卡進(jìn)行所有操作。模塊提供UART和I2C兩種用戶(hù)接口，兩種接口的上層軟件接口函數均有統一方式，用戶(hù)在使用時(shí)，只需要對底層接口進(jìn)行修改，就可以操作ISO14443A塑卡的所有操作。UART和I2C總線(xiàn)兩種用戶(hù)接口使用同一種數據幀傳輸格式，一幀的數據格式如下所示。

接口函數中提供操作MFRCA22的基本命令，如配置讀卡芯片、讀寫(xiě)寄存器和裝載密鑰，也提供ISO14443A協(xié)議的基本操作，如常規操作中的尋卡、防碰撞、選卡和讀寫(xiě)卡操作。同時(shí)，提供集成接口函數，通過(guò)調用集成接口函數就可以實(shí)現對卡識別，還可對某塊數據進(jìn)行讀操作，如調用PiccAutoDetect接口函數就能實(shí)現上述操作。同時(shí)可以選擇數據主動(dòng)輸出還是以提供中斷信號提示方式輸出數據，下面對自動(dòng)識別卡操作接口函數進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
自動(dòng)識別卡操作接口函數如下：
int PiccAutoDecect(char ADMode，char TxMode，char Req，char Auth，char KeyAB，char*Key，int Block)
在參數ADMode中，定義了最后執行Halt操作、繼續檢測卡、中斷輸出和主動(dòng)發(fā)送數據等模式選擇。參數TxMode中定義了天線(xiàn)驅動(dòng)類(lèi)型，參數Req中定義尋卡模式，參數Auth中定義校驗密鑰A或校驗密鑰B，參數Key為密鑰數據，而參數Block定義操作的塊號。讀卡成功后，若在UART接口下參數ADMode中有設置主動(dòng)發(fā)送數據，則可以調用下面接口接收數據：
int PiccADRcv(char*Tx，char* Tag，char*Sak，char*Snr，char*Dat)
其中參數*Tx為天線(xiàn)參數，*Tag為尋卡請求應答，*Sak為選卡應答，*Snr為選卡卡號，*Dat為塊內數據。
若沒(méi)有設置主動(dòng)發(fā)送數據，則可以通過(guò)調用ReadAutoDetect接口函數獲取自動(dòng)識別卡操作的數據，返回數據的格式跟上面描述相同。

3 產(chǎn)品應用實(shí)例
在為某用戶(hù)進(jìn)行電梯監控系統設計中，使用了門(mén)禁系統，采用本文設計的模塊作為射頻讀寫(xiě)模塊。模塊在兩處使用，一處位于電梯轎廂內部的電梯內呼控制系統中，作為電梯乘坐人員啟動(dòng)電梯到達固定樓層的工具；另一處位于系統監控中心的發(fā)卡系統內，為電梯乘坐人員進(jìn)行發(fā)卡、充值和銷(xiāo)卡。
在電梯內呼控制系統中，控制系統與射頻模塊采用UART接口方式進(jìn)行通信，讀取用戶(hù)卡中的信息并傳遞到監控中心。對有效用戶(hù)將開(kāi)啟對應樓層，如有消費需求，則可以進(jìn)行讀寫(xiě)卡操作。在電梯內呼控制系統中，采用NXP公司設計的LPC2364 MCU作為主控制器，嵌入本文設計的射囊模塊，實(shí)現智能呼叫電梯和人員管理，電梯內呼控制系統中的硬件框圖如圖6所示。

由于對無(wú)源射頻卡操作時(shí)，卡與讀卡器之間的數據交換時(shí)的能量由天線(xiàn)提供，當卡位于天線(xiàn)信號較弱區域時(shí)，天線(xiàn)輻射的能量不足以支持數據交換，則導致數據交換失敗。所以，在天線(xiàn)識別的臨界區域時(shí)，如果快速移動(dòng)射頻卡，可能會(huì )出現數據交換失敗情況，但此時(shí)卡內的數據可能已經(jīng)改變，而返回到讀卡器中的操作狀態(tài)是不成功的。特別是在使用射頻卡作為消費卡使用的情況時(shí)，容易出現無(wú)刷卡和錯誤刷卡的情況。此時(shí)，需要對數據卡操作進(jìn)行軟件上的優(yōu)化，一方面在后臺做好數據備份的工作，二是在卡內劃分出一個(gè)數據塊用于存儲備份數據。

結語(yǔ)
基于射頻芯片MFRC522和單片機LPC931，設計了一種遵循ISO14443A協(xié)議的射頻模塊，從硬件設計和軟件開(kāi)發(fā)兩方面對開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行詳細說(shuō)明。實(shí)驗結果表明該模塊具有設計靈活和使用方便等特點(diǎn)，具有良好的推廣價(jià)值。