基于RFID應用的通用型控制器的設計方案

文章以門(mén)禁控制為例，介紹一款基于RFID應用的通用型控制器的設計原理，并給出了利用Proteus軟件進(jìn)行仿真調試的方法。該控制器由RFID卡、天線(xiàn)、讀卡模塊、單片機、LCD1602顯示器等組成，采用AT89SXX系列單片機作為控制芯片，采用EEPROM保存卡號，不怕掉電。采用125kHz射頻讀卡模塊，讀卡模塊工作方式為主動(dòng)方式，當RFID卡靠近讀卡模塊時(shí)，卡號連續以串行方式輸出，經(jīng)串口送入單片機或PC機進(jìn)行處理?？捎糜诠矆?chǎng)所的門(mén)禁管理，具有成本低、性能可靠、通用性好、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在此電路基礎上進(jìn)行簡(jiǎn)單應用功能擴展，便能滿(mǎn)足各種場(chǎng)合用戶(hù)的需求。

0 引言

RFID卡應用系統由RFID卡、讀卡器、控制器等組成，讀卡器將載波信號經(jīng)天線(xiàn)向外發(fā)射，當RFID卡進(jìn)入讀卡器的工作區域后，卡中的電感線(xiàn)圈和電容組成的諧振回路接收讀卡器發(fā)射的載波信號，卡中芯片的射頻接口模塊由此信號產(chǎn)生出電源電壓、復位信號及系統時(shí)鐘，使芯片“激活”，芯片讀取存儲器中的數據，經(jīng)過(guò)調相編碼后調制在載波上，經(jīng)卡內天線(xiàn)回送給讀卡器，讀卡器對接收到的信號進(jìn)行解調、解碼后送至控制器或計算機，對卡號的合法性進(jìn)行鑒別，并做出相應的處理和控制。

1 系統設計

控制器由RFID卡、天線(xiàn)、讀卡模塊、單片機、只讀儲存器、液晶顯示器等組成，系統結構框圖如圖1所示?？刂破鞑捎酶咝?xún)r(jià)比的AT89S 51單片機作為控制芯片，顯示器件采用LCD1602液晶顯示器顯示相關(guān)操作信息，采用AT24WC02作為只讀儲存器，存儲容量為2kbit，通過(guò)I2C總線(xiàn)接口進(jìn)行操作，具有寫(xiě)保護功能，用于儲存RFID卡號，掉電不消失。

讀卡模塊采用125kHz射頻讀卡模塊(型號為M106BXN)，其電源為5V±10%，讀卡電流為29mA，讀寫(xiě)距離為6～16cm，適用于PC機或8位UART的單片機，波特率9600、19200可選，射頻讀卡模塊可工作于主動(dòng)方式和被動(dòng)方式，在主動(dòng)方式下，當RFID卡靠近模塊時(shí)，卡號連續從串口輸出;在被動(dòng)方式下，當有RFID卡靠近模塊，同時(shí)模塊的CLK端為下降沿時(shí)，串口才輸出卡號。本設計采用11.05926MHz晶體，波特率為19200的讀卡模塊，工作方式為主動(dòng)方式，讀卡模塊引腳功能如表1所示。

串口通信采用的幀數據格式為1個(gè)起始位，8個(gè)數據位，無(wú)奇偶校驗位，1個(gè)停止位。讀卡模塊輸出數據共有5個(gè)字節數據，高位在前，低位在后，其中前面4個(gè)字節為卡號，最后1個(gè)字節為效驗碼。例如：卡號為01FAB401，則讀卡模塊輸出為0X01 0XFA0XB4 0X01 0X41，其中效驗碼0X41由前面4個(gè)字節卡號進(jìn)行異或計算得到，即0X01^0XFA^0XB4^0X01=0X41。