高频RFID读卡器软件规划

　　RFID（RadioFrequencyIdentification）即无线射频辨认体系达，也称为无线IC标签、电子标签、感应式电子芯片、非触摸卡等，它是一种透过无线电波来到非触摸的材料获取和存取的技能，即一种非触摸式的主动辨认技能，经过射频信号主动辨认方针目标并获取有关数据，辨认作业无须人工干预，可作业于各种恶劣环境。RFID技能可辨认高速运动物体并可一起辨认多个标签，操作便利便利。自2004年以来，与RFID技能相关的文章在各个媒体上不断涌现相关的报导让这个前史实际上并不短的技能在短时间内成为国际追逐的焦点。从全球巨型商业帝国沃尔玛，到国际IT巨子IBM、HP、微软等等，从美国国防部到我国国家标准委，全都在RFID魔棒的指挥下舞蹈起来。本文所论说的作业，主要是在依据Philips体系的RFID读卡器的软件规划及其调试。具体来说，主要是在运用AT89S51单片机操控Philips的RFID芯片，读取射频卡上的信息，并将其显现在数码管上。

　　（1）读写器：也是由天线、信号收发报机与译码器组成。RFID标签上的芯片被激活发动后，就进行需求的读出、写入数据操作，读写器可把经过天线得到的标签芯片中的数据，经过译码器进行译码，送往主计算机处理。

　　（2）天线：标签和读写器收发报机之间的管道，经过天线来操控体系信号的取得与交流。天线的形状和巨细有多种多样，例如可以装在门框上，接纳从该门经过的人或物品的有关数据；还可安装在恰当地址监控道路上的交通状况等。

　　（3）标签：其间心部分是发射机应对器，可以接纳并发送信号，一般被做成低功率的集成电路，与外部的电磁波或电磁感应相互效果，发生RFID标签作业时所需的功率并进行数据传输。RFID标签一般是由印刷层、芯片层与底层构成。芯片层在印刷层与底层之间，是标签的中心部分，芯片层不能接受印刷压力，因而一般的做法是先印好印刷层，做好底层，再与芯片层复合。

　　RFID（射频辨认）体系由两部分组成：读/写单元和电子收发器。读写器经过天线宣布必定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线作业区域时发生感应电流，射频卡取得能量被激活；射频卡将自身编码等信息经过卡内置发送天线发送出去。体系接纳天线接纳到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接纳的信号进行解调和解码然后送到后台主体系来进行相关处理；主体系依据逻辑运算判别该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和操控，宣布指令信号操控履行机构动作。读写器的操控单元的功用包含：与运用体系软件进行通讯，并履行运用体系软件发来的指令；操控与射频卡的通讯进程（主—从准则）；信号的编解码。对一些特别的体系还有履行防抵触算法，对射频卡与读写器间要传送的数据来进行加密和解密，以及进行射频卡和读写器间的身份验证等附加功用。射频辨认体系的读写间隔是一个很要害的参数。现在，长间隔射频辨认体系的价格还很贵，因而寻觅进步其读写间隔的办法很重要。影响射频卡读写间隔的要素包含天线作业频率、读写器的射频输出功率、读写器的接纳灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的Q值、天线方向、读写器和射频卡的耦合度，以及射频卡自身取得的能量及发送信息的能量等。大多数体系的读取间隔和写入间隔是不同的，写入间隔大约是读取间隔的40%～80%。体系作业原理如图1所示。

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　　本次规划的意图是规划一款运用于13.56MHz的射频读卡器，使其能非触摸地读取IC卡信息，使信息准确无误地显现在数码管上，并确保必定的读卡间隔。

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　　（2）发送恳求：发送恳求指令进程为ISO/IEC14443TYPEA通讯协议中的REQA指令。凭借RC500的TRANSCEIVE指令将REQA指令发送至IC卡，并接纳回来的数据。发送恳求指令的效果便是搜索有无IC卡接近，跟据回来得数据判别有无需求与之通讯的IC卡。

　　恳求形式有Requestall和Requeststd两种。Requestall指令对错接连性的读卡指令，只读一次。但有个破例，当某一次Requestall指令读卡片失利时，例如，卡片没能经过暗码认证或其它原因而犯错时，Requestall指令将接连地读卡，直到读卡成功才进入非接连性的读卡形式。

　　Requeststd指令的运用和Requestall指令正巧相反。Requeststd指令是接连性的读卡指令。当某一张卡片在天线的有用的作业规模（间隔）内，Requeststd指令在成功地读取这一张卡片之后，进入对卡片的其它操作。假如其它操作完结之后，程序员又将程序进入Requeststd指令操作，则Requeststd指令将接连地再次进行读卡操作，而不论这些片卡是否被拿卡。只需有一张卡片进入天线的有用的作业规模内，Requeststd指令将一直接连地再次进行读卡操作。关于MifareOne卡，该函数反回值为0004H。发送恳求程序流程图如图4所示。

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　　（3）防抵触。防抵触原理：读卡器发送SELECT指令至IC卡，一切IC卡回来其完好的UID（仅有标明）。假如有多于一张卡发回恳求应对，则将发生抵触；此刻读卡器收到的应对信息至少有一位既是0又是1，即该位的前半部分和后半部分都有调制信号。此刻，读卡器辨认出第一个发生抵触的方位，并保存抵触位之前的UID，然后再由读卡器决定在抵触位增加1个bit（0或1），一般增加1，并将SEL和有用位数据发送出去。只有当其UID部分与读卡器发送的有用数据相一起，才宣布UID的其他位，这样就排除了抵触位为0的IC卡。其进程为ISO/IEC14443TYPEA协议中的ANTICOLLION指令。MFRC500将ANTICOLLION指令发送给IC卡后，将主动完结防抵触进程。此段程序履行结束后，读卡器即可正确的接纳到一张IC卡的UID（仅有序列号）。防抵触程序流程图如图5所示。

　　（4）挑选卡：挑选卡的进程即为ISO/IEC14443TYPEA协议中的SELECT指令。效果是挑选一张卡。其程序流程图如图5所示。

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　　②读卡器收到RB后，向IC卡发送一个令牌数据TOKENAB，其间包含了读卡器宣布的一个随机数据RA。

　　③IC卡收到TOKENAB后，对TOKENAB的加密部分进行解密，并校验第一次由进程①中IC卡宣布的随机数RB是否与进程②中接纳到的TOKENAB中的RB相一致。

　　④假如进程③中校验成果正确，则IC卡向读卡器发送令牌TOKENBA给读卡器。

　　⑤读卡器收到令牌TOKENBA后，将对令牌TOKENBA中的RB进行解密；并校验由进程②中读卡器宣布的随机数RA是否与进程④中接纳到的TOKENBA中的RA相一致。假如上述的每一个进程都能正确经过验证。则整个认证进程将成功，读写器将能对刚经过认证的这一分区进行下一步的操作。反之，假如认证进程中的任何一个环节犯错，则整个认证进程停止，认证进程有必要重新开始。MFRC500认证程序进程是固定的，即选用LoadKeyE2或LoadKey指令将密钥装入密钥缓冲区；选用Authent1指令，结束时检测过错标志以取得该指令履行的状况，若所接纳数据的最终一位为000B，表明由IC卡读入的该字节是正确的；发动Authent2指令，结束时检测过错标志和CryptolOn标志位，若CryptolOn标志位为1，阐明认证成功；若为0则认证失利。三重认证程序流程图8所示。

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　　RFID的运用场景规模十分的广泛，但凡咱们日常日子中的食、衣、住、行、育、乐一切牵涉到的物品，皆能运用RFID。本文依据Philips体系来进行RFID读卡器的规划，着重于整个软件规划流程。

　　[1]游战清，李苏剑.无线射频辨认技能（RFID）理论与运用[J].北京：电子工业出版社，2004：101-103.

　　[2]曾隽芳.RFID技能开展与运用现状剖析及未来趋势展望[J].金卡工程，2007，11（1）：55-59.

　　[4]李素彩.RFID技能在物流范畴的运用——RFID技能概述[J].物流技能与运用，2006，11（12）：64-67.

　　[6]孙剑，陈琪明.RFID中间件在国际及我国的开展现状[J].物流技能与运用，2007，12，（2）：98-101.

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