非接触式RFID的读写器系统设计
江苏技术师范学院 刘舒祺 牟志刚
引言
随着计算机和嵌入式系统的发展,IC卡已经融入人们的日常生活,并发展成几大类,其中非接触IC卡的出现引起了人们的特别关注。与之相应,能够读取非接触IC卡内信息的读写器(阅读器)也在不断地发展和更新。非接触式卡又称射频卡(应答器),它使用无线电调制方式和阅读器进行信息交换。通常根据以下几种标准来设计,即ISO／IEC10536标准、ISO／IEC14443标准、ISO／IEC15693标准。根据ISO／IEC10536标准设计的卡称为"密耦合卡",对应的阅读器也相应遵循ISO／IEC10536标准设计;根据ISO／IEC14443标准设计的卡是近耦合卡,对应的阅读器遵循ISO／IEC14443标准设计;根据ISO／IEC15693标准设计的卡是遥耦合卡,对应的阅读器遵循ISO／IEC15693标准设计。遥耦合卡比近耦合卡具有更远的读卡距离,但二者均采用13．56 MHz工作频率,均具有防冲突机制[1]。
本文以射频识别技术的实际应用为背景,以智能车辆识别系统的设计为实例,阐述了使用一种TI公司生产的工作于13．56 MHz的典型射频IC卡进行系统开发的方法。该系统采用性价比较高的PIC16F874单片机作为主控器件,具有更强的研究性、实用性和推广性。
1系统总体结构及方案设计
本系统采用基于IS015693协议的TI公司的工作于13．56 MHz的射频标签(RI-I02-112A,RI-I03-112A等)为射频信息钮,由基于RI-R6C一001A[2]的射频信息钮读头模块、天线、单片机、电源稳压模块(UA7805)、串口通信电路(MAX232)、液晶显示电路(SED1335、MAX749)[3]、无线收发模块(AYG一59C)[4]等组成。电源稳压模块把整个系统的工作电压稳定在5 V,MAX749芯片主要是为液晶模块提供所需的负电压。系统总体结构框图如图1所示。
把此系统用于城市的公交车运行情况的统计上,前提是要把每辆公交车上贴一个射频卡,在每一个站牌处安装一个由阅读器组成的系统(包括阅读器、液晶模块、无线收发模块)。该系统的工作过程如下：
首先,由应用软件通过单片机(PIC16F874)向射频信息钮读卡模块(RI-R6C一001A)发出指令(如读射频卡的UID),射频信息钮读卡模块把单片机发过来的数据按所选择的射频协议(ISO15693)[5]的要求对数据进行编码和调制,然后经过天线发送出去。此时,在阅读距离范围内的电子标签(射频卡)收到此命令,经过认证,如果正确,则按命令的要求把自己的UID发送出去(如果错误,则返回错误信息)。读卡模块经过天线收到此信息,对其进行解调和解码后,通过SPI串口送给单片机。单片机把收到的数据通过RS232串口送给收发模块(AYG一59C),收发模块以短消息的形式把数据发送给控制中心,然后控制中心把收到的数据以短消息**的形式送给各个智能站牌。站牌处的无线收
