RFID讀寫(xiě)器的設計

本系統采用9 V電池供電，并通過(guò)STANDBY端進(jìn)行省電模式的控制。同時(shí)通過(guò)橋式二極管來(lái)增強讀寫(xiě)距離。
通過(guò)調整Rf引腳所接電阻的大小，可以將內部振蕩頻率固定在150 kHz，然后通過(guò)天線(xiàn)驅動(dòng)器的放大作用，在天線(xiàn)附近形成150 kHz的射頻場(chǎng)，當射頻卡進(jìn)入該射頻場(chǎng)內時(shí)，由于電磁感應的作用，在射頻卡的天線(xiàn)端會(huì )產(chǎn)生感應電勢，該感應電勢也是射頻卡的能量來(lái)源。
數據寫(xiě)入射頻卡采用場(chǎng)間隙方式，即由數據的“O”和“1”控制振蕩器的啟振和停振，并由天線(xiàn)產(chǎn)生帶有窄間歇的射頻場(chǎng)，不同的場(chǎng)寬度分別代表數據“O”和“1”，這樣完成將基站發(fā)射的數據寫(xiě)入射頻卡的過(guò)程，對場(chǎng)的控制可通過(guò)控制芯片的第6腳(CFE端)來(lái)實(shí)現。
由射頻卡返回的數據流可采用對射頻卡天線(xiàn)的負載調制方式來(lái)實(shí)現。射頻卡的負載調制會(huì )在基站天線(xiàn)上產(chǎn)生微弱的調幅，這樣，通過(guò)二極管對基站天線(xiàn)電壓的解調即可回收射頻卡調制數據流。應當說(shuō)明，與U2270B配套的射頻卡返回的數據流采用的是曼徹斯特編碼形式。由于U2270B不能完成曼徹斯特編碼的解調，因此解調工作必須由微處理器來(lái)完成，這也是U2270B的不足之處。

3 射頻卡模塊
射頻卡選用的EM4100卡是由瑞士微電生產(chǎn)的一款用于只讀射頻卡信息傳輸的集成芯片。射頻卡由IC芯片、感應線(xiàn)圈組成，COIL1與COIL2為感應線(xiàn)圈接口。全波整流電路、Csup可以將線(xiàn)圈感應產(chǎn)生的能量保存供給芯片作為工作電源；時(shí)鐘選取電路將篩選頻率125 kHz的載波作為時(shí)序發(fā)生電路的基準時(shí)鐘源；內存中64位數據依次串行輸出，通過(guò)編碼模塊輸出曼徹斯特碼；最后信號通過(guò)調制電路再由感應線(xiàn)圈發(fā)射出去。圖4為EM4001芯片內部功能圖。

EM4100全部的數據位為64位，它包含9個(gè)開(kāi)始位(其值均為‘1’)、40個(gè)數據位(8個(gè)廠(chǎng)商信息位+32個(gè)數據位)、14個(gè)行列奇校驗位(10個(gè)行校驗+4個(gè)列校驗)和1個(gè)結束停止位。EM4100在向讀卡機或PC機傳送信息時(shí)，首先傳送9個(gè)開(kāi)始位，接著(zhù)傳送8個(gè)廠(chǎng)商信息或版本代碼，然后再傳送32個(gè)數據位。其中15個(gè)校驗以及結束位用于跟蹤包含廠(chǎng)商信息在內的40位數據。當EM4001上電初始化后，便依次將這64位數據反復輸出，直到卡片離開(kāi)基站讀寫(xiě)器失電為止。圖5為EM4100芯片內部數據格式。數據信息采用曼徹斯特編碼，然后調制到載波上，影響感應線(xiàn)圈工作。數據“O”對應著(zhù)電平下跳，數據“1”對應著(zhù)電平上跳。

5 SD卡控制模塊
SD卡有兩種總線(xiàn)協(xié)議，SD協(xié)議和SPI協(xié)議?，F在絕大部分微控制器都集成SPI接口，所以利用這種方式與SD卡通信相對簡(jiǎn)單方便，但SPI協(xié)議在數據交換時(shí)只允許1位數據串行傳輸，所以速度受到限制。在SD協(xié)議下，允許強大的1線(xiàn)到4線(xiàn)數據傳輸，這樣就提高了傳輸速度。但SD總線(xiàn)時(shí)序要求嚴格，如果用軟件模擬不僅復雜繁瑣，而且可靠性也不高，W86L388D支持SD方式的4線(xiàn)數據傳輸，并且根據所收到的命令能自動(dòng)產(chǎn)生相應的SD時(shí)序，從而方便用戶(hù)的使用，提高了系統的性能。
W86L388D為臺灣華邦公司的SD卡橋接芯片。W86L388D有8位數據與16位數據寬度可以選擇，并且有專(zhuān)門(mén)的端口進(jìn)行SD卡的檢測與讀寫(xiě)保護。W86L388D的工作電壓為3．3 V，所以在與89S52單片機進(jìn)行通信的時(shí)候必須經(jīng)過(guò)一個(gè)470Ω的電阻進(jìn)行分壓處理。W86L388D的電路圖如圖7所示。

6 結 語(yǔ)
射頻識別技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸，因此完成識別工作時(shí)無(wú)須人工干預，適于實(shí)現自動(dòng)化且不易損壞，可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。所以，目前已經(jīng)廣泛使用，準備接替許多人工完成的工作程序。
讀卡器的設計主要用軟件來(lái)實(shí)現射頻信號的調制和解調，以實(shí)現對Teinic卡片的讀和寫(xiě)操作。利用CH375芯片來(lái)實(shí)現系統的uSB通信及數據的傳輸，利用SD卡實(shí)現數據及原始數據庫的存儲，同時(shí)利用SD卡橋接芯片W86L388D來(lái)實(shí)現簡(jiǎn)單便捷的SD卡SD模式的通信操作。