RFID读写器毕业设计论文.docx

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RFID读写器设计

摘要

随着电子信息技术的发展,智能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。

近几年来，非接触式射频卡的高度安全保密性和使用简单等特点，使之在各领域的应用中异军突起，应用前景十分广阔。

与传统的接触式卡相比，利用射频识别技术开发的非接触式识别器，无论在系统寿命、防监听、防解密等性能上都具有很大的优势。

为此，本文给出了利用ATMEGA16、MF-RC500、Mifare卡来构建非接触式读写器。

论文首先详细介绍了射频识别技术的历史、进程、在各行各业的应用及对未来的展望；还介绍了射频识别技术相对与传统技术的优点；提出了毕业设计的内容和论文结构；其次介绍了射频识别系统的工作原理以及所采用的射频芯片和射频卡的内部结构，系统的分析讨论了射频识别技术在各个频段的应用及对比；再次给出了一个实用的设计方案，论述了设计思路以及硬件、软件的设计过程；最后根据仿真结果做出总结论述，并提出了一些尚待解决的问题。

关键词：

射频技术，智能卡，应答器，RC500

RADIOFRIQUENCYIDENTIFICATIONCARDREADERDESIGN

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofelectronicinformationtechnology,smartcardsarenowverypoplarinourlife.RadioFrequencyIdentification（RFID）cardisbecominganewfashionintheapplicationfieldofsmartcard,replacingthetraditionalcontactingICcard.SoitisofgreatpracticalsignificancetostudythetechnologyofRFIDCardanddevelopthereadandwritedeviceofRFIDcardforitsgeneralization.Inthelastfewyears,non-contactradiofrequencycardshighsecuritysecrecyandusesimpleandsooncharacteristics,causesittobesuddenappearanceinvariousdomainsapplication,theapplicationprospectisverybroad.Withthetraditionalcontactcardcompared,usingradiofrequencyrecognitiontechniquedevelopmentnon-contactrecognizer,regardlessinperformanceandsoonsystemlife,againstmonitor,againstdecipherhastheverybigsuperiority.Therefore,thisarticlegaveusingATMEGA16,MF-RC500,theMifarecardhasconstructedthenon-contactreader-writer.

First,thisarticledescribesthehistory,thecourse,theusingintheeverywalkoflifeandthefutureofradiofrequencyidentificationtechnologydetailedly.Andintroducingthemeritoftheradiofrequencyidentificationtechnologyrelativetothetraditionaltechnology,andthenbringforwardthecontentandthestructureofthegraduationproject.Second,thisarticleincludestheoperationalprincipleoftheradiofrequencyidentificationtechnologysystem,andincludestheradiofrequencychipandtheinnerstructureofradiocardwhichareusedintheradiofrequencyidentificationtechnologysystem.Afterward,wediscussandanalysetheradiofrequencyidentificationtechnologyinvariousbandsoftheapplicationandcontrast.Third,itgivesapracticaldesign,aswellasideasonthedesignprocessofthesoftwareandthehardware.Finally,itshowstheconclusionaccordingtothephysicalproductionandthefinaltestresultsandadvancessomeproblemswhichneedustoresolve.

Keywords:

RFID，Mifarecard，PICC，RC500

目 录

1.绪论 1

1.1射频技术发展及对未来的展望 1

1.1.1物流管理 2

1.1.2商品防伪 3

1.1.3门禁 3

1.1.4军事领域 3

1.2射频设别技术的优点 4

1.3本文工作及论文结构 4

2.RFID系统方案的工作原理及分析选择 6

2.1工作原理 6

2.1.1射频芯片的内部结构介绍 7

2.2方案分析与选择 8

2.2.1各方案的列举 8

2.2.2各方案的比较讨论 11

2.3芯片选择及介绍 13

2.3.1ATMEGA16单片机介绍 13

2.3.2MF-RC500介绍 15

3.硬件电路设计 17

3.1MF-RC500系统结构 17

3.1.1稳压电路 17

3.1.2单片机与RC500连接 18

3.2天线设计 19

3.2.1品质因子计算 21

3.3显示电路设计 23

3.3.1显示电路工作原理 23

3.3.2LED的工作原理 24

4.软件程序部分 26

4.1软件操作流程 26

4.1.1对MF-RC500的操作流程 26

4.1.2对M1卡的操作流程 27

4.2显示电路的软件程序 28

4.3软件程序流程图 29

4.4读卡程序 30

5.系统仿真 31

5.1仿真内容简介 31

5.2软件应用简介 31

5.2.1protues软件介绍 31

5.2.2keil软件介绍 33

5.2.3Protues与Keil软件的联调 34

5.3仿真系统的建立 36

5.3.1利用protues绘制标准硬件电路 36

5.3.2在Keil软件中进行程序的编写，调试 36

5.4仿真结果分析 37

结论 39

致谢 40

参考文献 41

附录A 42

仿真程序 42

附录B 47

读卡程序 47

1.绪论

射频识别技术是近几年发展起来的一项新技术，它整合射频识别以及IC卡技术开发出来的非接触是IC卡技术不仅使用寿命更长，且它的双向通信速率也有了很大的提高。

按照工作频率范围可以将射频识别技术划分为低频段、高频段、超高频段以及微波段。

相信随着射频识别技术的逐步完善及其各个频段在全球的统一，开发设计者们肯定能为各行各业的客户们提供更加完美的解决方案，设计出性价比更高的射频识别系统。

在本文中也对射频识别技术在各行各业的应用及各个频段射频识别系统的优劣做出了详细的介绍，以供开发商们根据客户的实际需要，结合一些特殊的限制设计出符合客户标准的系统。

虽然射频识别技术的低频段推广使用得最早，但是随着高频段的投入市场，人们明显注意到了该项技术的潜在商机，目前国内外也已经统一了高频段的频率及功率，这就更进一步推动了高频段在全球范围内的使用。

而超高频段技术虽然也已开发出来，但是由于各国之间都存在自己的标准，甚至有的国家都没有开放自己的超高频域，这就意味有些国家的系统在别国是运行不起来的。

这很不利于该项技术的推广应用。

而一些国家仍然在使用技术比较成熟的高频段也是这个原因。

就连比较推崇超高频系统的全球零售业巨头沃尔马最近也做出推迟使用超高频标签的决定，可见超高频还要很长的一段路要走。

至于微波射频识别系统，现在更是没有大规模使用，一些技术还是处在测试阶段，所以本文没有做出进一步介绍。

1.1射频技术发展及对未来的展望

自1948年HarrySrockman提出的“利用能量反射的方式进行通信”奠定射频识别技术理论基础以来，在1950～2000年，该技术得到了空前的发展，各式各样的

RFID产品已然成为人们生活的一部分，并逐渐取代了传统的接触式IC卡技术[1]。

随着RFID技术的发展扩大，为了保证RFID技术同各个系统间的兼容，人们也意识到了建立一个RFID技术标准的重要性。

于是由UCC（北美统一码协会）和EAN（欧洲商品编码协会）共同组建的专门负责RFID技术标准的机构——

EPCglobal（全球电子产品码协会）编应运而生了。

而近几年来，RFID技术仍然保

持着高效的增长势头，特别是RFID技术在商品流通，物流管理以及跟踪方面的应用，得到了很快的发展，且其技术也越来越完善。

这一态势也促使我国加大了RFID技术的发展力度，尤其是大型企业对RFID技术的需求，更大大的推动了RFID技术在国内的发展。

在政府的推动支持下，第二代身份证嵌入了RFID标签，单单这项计划的合同总额就将达到100亿。

射频识别技术在各行各业中的实际应用大体可以分为以下几类：

1.1.1物流管理

目前射频识别技术在物流，特别是在供应链方面的应用，可以让商场管理者很好的管理自己的库存，使得不会出现商品脱销的情况，针对商品的销售情况还可以让商家提前做出一些销售策略，通知商家什么时候该跟供应商联系等。

射频识别技术是否能够成功的应用于物流与供应链的管理在于能否将射频识别技术整合到物质基础之上，而这又要考虑到被识别物体的形状、物理性质、移动的速度、标签的成本以及系统所处的环境等问题。

①如果被识别物体的形状是规则的，那么标签的安装问题就比较容易解决，只要方向正确，阅读器在读卡的时候就不会出现错误；对于形状不规则的被识别物体，安装完标签后可能会影响系统的读卡方向，导致读卡出现错误。

②被识别物体的物理性质决定了应该采用甚么频段的射