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基于MF-RC500模組的Mifare射頻卡識別系統的開(kāi)發(fā)
作者：
時(shí)間：2009-07-10
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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當導體回路之間的距離為0而天線(xiàn)半徑相等，耦合系數k＝1。此時(shí)，導體回路互相重疊，并有相同的磁通量通過(guò)。實(shí)際上，電感耦合的PICC系統工作時(shí)的耦合系數可低至0.01以下。
系統選型與設計
1．Mifare系列射頻卡PICC的選型
系統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，每個(gè)扇區為4塊，每塊16個(gè)字節，以塊為存取單位
3)每個(gè)扇區有獨立的一組密碼及訪(fǎng)問(wèn)控制
4)每張卡有唯一序列號，為32位
5)具有防沖突機制，支持多卡操作
6)無(wú)電源，自帶天線(xiàn)，內含加密控制邏輯和通訊邏輯電路
7)數據保存期為10年，可改寫(xiě)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(xiě)距離：10cm以?xún)?與讀寫(xiě)器有關(guān))
2．閱讀模塊PCD的選型與設計
系統選用Mf-RC500作為閱讀模塊，該模塊是應用于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)的調制和解調概念完全集成了在13.56MHz下所有類(lèi)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；內部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅動(dòng)近操作距離的天線(xiàn)可達100mm；接收器部分提供一個(gè)堅固而有效的解調和解碼電路用于ISO14443A兼容的應答器；信號數字部分處理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/終端的設計提供了極大的靈活性。MF-RC500的特性略。
3．PCD天線(xiàn)設計
電感耦合射頻識別系統的PCD中的天線(xiàn)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(xiàn)的構造有以下幾個(gè)基本要求：
1)使天線(xiàn)線(xiàn)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)失真地傳送用數據調制的載波信號。
一般說(shuō)來(lái)，天線(xiàn)是有一定負載阻抗的諧振回路，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(xiàn)圈阻抗轉換為源阻抗。然后，通過(guò)同軸線(xiàn)纜即可無(wú)損失且無(wú)輻射地將功率從讀寫(xiě)器末級傳送到匹配電路。
在天線(xiàn)設計中，還有一個(gè)參數很重要，那就是品質(zhì)因數Q。用于電感耦合式射頻識別系統的PCD天線(xiàn)，其特征值就是它的諧振頻率和品質(zhì)因數的值。較高的品質(zhì)因數的值會(huì )使天線(xiàn)線(xiàn)圈中的電流強度大些，由此改善對PICC的功率傳送。與之相反，天線(xiàn)的傳輸帶寬剛好與品質(zhì)因數值成反比例變化，選擇的品質(zhì)因數過(guò)高會(huì )導致帶寬縮小從而明顯地減弱PICC接收到的調制邊。
品質(zhì)因數可以通過(guò)電感線(xiàn)圈的電抗與電阻的比值計算出來(lái),公式如下：
Q=(2f_{0}Lcoil)/Rcoil
許多系統給出的最佳品質(zhì)因數為10~30。Q值最高為50~60，如果太高，卡將無(wú)法準確地識別復位響應。
4．MCU8051與MF-RC500的接口設計
總結
以上分析了基于MF-RC500模組的Mifare射頻卡識別系統的組成、工作原理及其設計方法。實(shí)驗表明，由此方法設計的電路運行穩定，讀寫(xiě)數據準確，典型的交易時(shí)間不超過(guò)100ms。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/157993.htm
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