【摘要】 随着电子信息技术的发展,智能卡(IC卡)已经在我们的生活中随处可见。射频识别卡正逐渐取代传统的接触式IC卡,成为智能卡领域的新潮流。研究、开发射频识别卡的读写技术与读写设备,对其推广有着重要的实际意义。 本文首先介绍了射频识别卡及射频识别系统的工作原理。为了使应用系统的开发人员无需掌握复杂的射频识别技术就可快速开发射频识别卡应用产品,本文基于模块化的设计思想设计开发了射频识别卡Mifarel的读写模块。该读写模块不仅能完成对射频识别卡的控制和读写操作,而且可供用户在其基础上进行二次开发。文中详细讨论了读写模块的具体实现。硬件部分介绍了系统的组成、MCU与读写芯片的接口设计与硬件电路的实现。软件部分重点阐述如何实现射频识别通信的底层驱动,并在此基础上将卡片的操作用函数形式封装,以供用户调用。函数的封装严格按照软件工程的要求,具有硬件无关性,方便用户二次开发。然后,给出了读写模块的两个应用实例:RFID卡通用读写卡器及带网络接口的考勤机,简要的介绍了其设计方法和用途。 最后,对本文所做工作进行了总结,并给出今后研究工作的展望。

【关键词】 射频识别； IC卡； 读写设备；




中文摘要 3-4
英文摘要 4
第一章 概述 11-18
    1.1 射频识别卡 11-14
        1.1.1 关于射频识别技术 11
        1.1.2 智能卡(IC卡) 11-12
        1.1.3 射频识别卡 12
        1.1.4 RFID卡的优点 12-13
        1.1.5 RFID卡的应用 13
        1.1.6 RFID卡读写设备 13-14
    1.2 关于本课题 14-16
        1.2.1 RFID卡读写模块构思 14-15
        1.2.2 读写模块设计思路 15-16
    1.3 本文工作与论文结构 16-18
        1.3.1 本文工作 16-17
        1.3.2 论文结构 17-18
第二章 相关理论与技术 18-29
    2.1 射频识别卡的基本原理与相关技术 18-23
        2.1.1 射频识别系统的基本原理 18-19
        2.1.2 射频识别系统的分类 19-20
        2.1.3 能量传送 20
        2.1.4 数据传送 20-22
        2.1.5 数据完整性 22
        2.1.6 数据安全性 22-23
    2.2 RFID卡的国际标准 23-24
        2.2.1 RFID卡的国际标准 23
        2.2.2 近耦合IC卡国际标准ISO／IEC 14443 23-24
    2.3 RFID卡-Mifare 24-29
        2.3.1 Mifare 1卡的特性 25
        2.3.2 Wifare 1芯片的逻辑结构 25-26
        2.3.3 存储器组织结构 26
        2.3.4 对Mifare 1的读写控制 26-29
第三章 读写模块硬件设计 29-42
    3.1 硬件系统组成 29-30
    3.2 芯片选型 30-32
        3.2.1 嵌入式微控制器MCU 30-31
        3.2.2 射频读写芯片 31-32
    3.3 微控制器MC68HC908GP32 32-33
        3.3.1 GP32特性 32-33
        3.3.2 GP32主要功能模块 33
    3.4 射频读写芯片MF RC500 33-36
        3.4.1 MF RC500的功能结构 33-34
        3.4.2 MF RC500的引脚说明 34-35
        3.4.3 MF RC500的寄存器 35
        3.4.4 MF RC500的并行接口 35-36
    3.5 读写模块硬件说明 36-39
        3.5.1 GP32与MF RC500的连接 37-38
        3.5.2 天线及相关电路的设计 38-39
    3.6 硬件测试 39-42
        3.6.1 GP32微控制器系统的测试 39-40
        3.6.2 GP32对MF RC500的控制 40-41
        3.6.3 MF RC500的天线测试 41-42
第四章 读写模块软件设计 42-67
    4.1 软件设计概述 42-43
        4.1.1 软件功能概述 42-43
        4.1.2 软件开发环境 43
    4.2 读写模块中的在线编程技术 43-44
    4.3 软件设计中与主控芯片相关部分 44-46
    4.4 GP32对MF RC500的基本操作 46-51
        4.4.1 访问MF RC500寄存器 46-49
        4.4.2 MF RC500的FIFO缓冲区机制 49-51
        4.4.3 MF RC500的命令 51
    4.5 与Mifare 1的射频识别通信 51-64
        4.5.1 Mifare 1的状态及射频通信处理流程 51-52
        4.5.2 卡片识别及选中过程 52-60
        4.5.3 密码验证过程 60-62
        4.5.4 对MF1存储区的操作 62-64
    4.6 读写模块的接口函数 64-67
        4.6.1 读写模块的底层通信函数 64-65
        4.6.2 读写模块的高级接口函数 65-67
第五章 应用实例 67-76
    5.1 通用读写卡器 67-72
        5.1.1 通用读写卡器系统组成 67-68
        5.1.2 通用读写卡器硬件说明 68-69
        5.1.3 通用读写卡器MCU方程序 69-71
        5.1.4 通用读写卡器PC机方函数库 71
        5.1.5 通用读写卡器应用 71-72
    5.2 带有网络接口的考勤机 72-76
        5.2.1 嵌入式网络接口技术 72
        5.2.2 读写卡模块和嵌入式网络接口的结合 72-73
        5.2.3 关键技术说明 73-75
        5.2.4 服务器方测试软件 75-76
第六章 总结 76-77
致谢 77-78
参考文献 78-80
附录1 MC68HC908GP32结构框图 80-81
附录2 MF RC500的寄存器 81-83
附录3 MF RC500的命令集 83-84
附录4 读写模块函数说明 84-87
攻读学位期间公开发表的论文与参加的鉴定项目 87