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淘豆网网友近日为您收集整理了关于基于mifare卡的读写器设计毕业（论文）设计论文的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：兰州工业高等专科学校毕业设计(论文)题目基于 MIFARE 卡的读写器设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名: 日期:
指导教师签名: 日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日期:
学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名: 日期: 年月日导师签名: 日期: 年月日兰州工业高等专科学校毕业设计(论文)任务书电子信息工程系 2012 届通信技术专业毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目基于 MIFARE 卡的读写器设计课题内容性质工程设计课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题设计/论文校内(外)指导教师职称工作单位及部门联系方式王永喜讲师电子信息工程系 一、题目说明(目的和意义):MIFARE 卡读写器使用射频识别技术,在 5~10cm 范围内非接触读写数据,读写时间不大于 0.1 秒,上位机通过读写器完成对卡中数据的设置,三次认证机制增强系统的可靠性,完善的防冲突机制实现一机多卡功能。本系统被广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等领域。二、设计(论文)要求(工作量、内容):1.内容(1)总体方案设计(论证)(2) MIFARE 卡设计①射频识别技术;②MIFARE 卡选择。(3) MIFARE 卡读写器硬件设计①MCU;②射频模块;③天线;④通信接口;⑤人机界面;⑥电源电路。(4) MIFARE 卡读写器软件设计①系统初始化程序;②对卡操作程序;③液晶显示程序。2.要求(1)读写器与 MIFARE 卡的通信;(2 读写器与上位机的通信;(3)读写器与 MIFARE 卡通信数据的编码与解码;(4)读写器与 MIFARE 卡通信数据的加密与解密;(5)防冲突机制,实现一机多卡(一台读写器同时识别多张卡片)功能;(6)人机交互,动态显示操作信息。三、进度表日期内容 学年第一学期第十一周第十二周第十三周第十四周第十五周第十六周 学年第二学期第一、二周查阅资料、总体方案论证与选择MIFARE 卡选择及特性参数MIFARE 卡读写器硬件设计MIFARE 卡读写器硬件设计MIFARE 卡读写器软件编制设计说明书答辩完成日期答辩日期四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量:主要参考文献、资料:[1] 周晓光等.射频识别(RFID)系统设计、仿真与应用.北京: 人民邮电出版社,] 董丽华.RFID 技术与应用.北京:电子工业出版社,] 张智文.射频识别技术理论与实践.北京: 中国***,] 范博.射频电路原理与实用电路设计.北京:***出版社,] 位永辉,刘笃仁.基于 MFRC500 的非接触式 IC 卡读写器设计[J].电子元器件应用,2007,(05).[6] 李亮.对单片机控制非接触式 IC 卡读写器模块的讨论[J].南华大学学报(自然科学版),2007,(01).[7] 邱丽芳.非接触式智能 IC 卡读写器的设计[J].仪器仪表用户,2007,(02).指导教师签字教研室主任签字主管系领导签字年月日年月日年月日注:本任务书要求一式两份,一份系部留存,一份报教务处实践教学科。兰州工业高等专科学校毕业论文摘要I摘要射频识别技术(RFID)是一种利用电磁耦合方式进行信息传递的新技术,它具有识别速度快,保密性强及无接触式等特点,可广泛应用于物流管理、产品跟踪、门禁控制和医院病例信息管理等领域。在硬件电路设计中,以 STC89C52 和 RC500 分别作为读写器的单片机模块和射频模块的核心芯片,采用串口方式读写器与上位机保持通信功能,然后利用串联谐振原理设计天线电路;在软件设计中,采用结构化程序设计方法,完成了 STC89C52与 RC500 的初始化,然后根据二进制搜索算法,编写防冲突程序代码,使读写器能够从多张卡识别出其中一张以进行通信。射频卡是随着半导体技术的发展和社会对信息安全性要求的日益提高而出现的,它成功的将 IC 卡技术和射频识别技术结合起,解决了卡内能量来源和信号的无线传输两大难题。相对于目前广泛应用的接触式 IC 卡,射频卡具有应用可靠性高、操作速度快、保密性能高等优点,具有广阔的应用前景。射频卡读写器是射频卡应用系统的关键部件之一,在对射频卡系统的相关理论和技术进行研究的基础上,设计了一种基于 STC89C52 单片机和 MFRC500 射频接口芯片的高性能、低功耗射频卡读写器。论文首先给出了射频卡技术的相关基本概念并详细介绍了 Philips公司的 MIFARE 卡。随后详细介绍了射频接口芯片 MFRC500,并在此基础上设计了读写器的 RF 接口电路和天线。射频卡系统的通信也是论文的重点之一,对读写器和上位机之间的串行通信协议和通信方式进行了详细的设计。在最后给出了射频卡读写器各个模块的软硬件设计,主要包括 MCU 主控制模块、射频模块、通信模块、存储模块、时钟模块、显示模块、报警模块等。具有安全、可靠、低功耗等特点,满足实际应用需要。关键词:MIFARE 卡;读写器;MFRC500 ;射频技术兰州工业高等专科学校毕业论文目录II-目录摘要..................................................................................................................................................I1.绪论.......................................................................................................................................- 1 -1.1 研究的背景......................................................................................................................- 1 -1.2 RFID 国内外发展及现状................................................................................................ - 1 -1.3 RFID 技术概念................................................................................................................ - 2 -1.3.1 RFID 技术概念......................................................................................................... - 2 -1.3.2 RFID 的分类............................................................................................................. - 2 -1.3.3 RFID 技术的基本工作原理..................................................................................... - 2 -1.4 RFID 系统结构................................................................................................................ - 3 -1.4.1 RFID 系统组成......................................................................................................... - 3 -1.4.2 RFID 的工作流程..................................................................................................... - 3 -1.5 论文的结构安排..............................................................................................................- 4 -2.RFID 系统的相关理论........................................................................................................- 5 -2.1 MIFARE 射频卡概述及现状...........................................................................................- 5 -2.1.1 接触式与非接触式 IC 卡之比较.............................................................................- 5 -2.1.2 非接触卡的优点.......................................................................................................- 5 -2.1.3 MIFARE 非接触式 IC 卡的标准..............................................................................- 6 -2.1.4 非接触射频卡的应用前景.......................................................................................- 6 -2.2 射频卡的结构..................................................................................................................- 7 -2.2.1 MIFARE 卡工作原理................................................................................................- 7 -2.2.2 MIFARE 卡的组成及存储结构................................................................................- 8 -2.2.3 MIFARE 特性..........................................................................................................- 10 -3.MFRC500 芯片..................................................................................................................- 11 -3.1 RC500 芯片的简介........................................................................................................ - 11 -3.2 MFRC500 内部结构.......................................................................................................- 11 -3.3 MFRC500 引脚说明...................................................................................................... - 12 -3.4 芯片主要特性及应用....................................................................................................- 12 -4.读写器硬件设计与制作.................................................................................................... - 14 -4.1 读写器总体构思............................................................................................................- 14 -4.2 MCU 主控模块.............................................................................................................. - 14 -4.3 射频接口模块................................................................................................................- 15 -4.4 天线设计部分................................................................................................................- 16 -4.4.1 高频滤波电路.........................................................................................................- 17 -4.4.2 天线及匹配电路.....................................................................................................- 17 -4.4.3 接收电路.................................................................................................................- 17 -4.5 电源与存储模块............................................................................................................- 17 -4.5.1 电源电路.................................................................................................................- 17 -4.5.2 存储电路.................................................................................................................- 18 -4.6 时钟与 RS-232 接口模块............................................................................................. - 19 -4.6.1 时钟电路.................................................................................................................- 19 -兰州工业高等专科学校毕业论文目录III4.6.2 RS-232 接口电路.................................................................................................... - 20 -4.7 键盘与看门狗模块........................................................................................................- 20 -4.7.1 键盘电路.................................................................................................................- 21 -4.7.2 看门狗电路.............................................................................................................- 21 -4.8 人机交互界面模块........................................................................................................- 22 -4.8.1 液晶显示电路.........................................................................................................- 22 -4.8.2 声光示警电路.........................................................................................................- 22 -5.读写器软件系统设计........................................................................................................ - 24 -5.1 主程序流程....................................................................................................................- 24 -5.2 MIFARE 卡应用程序.....................................................................................................- 24 -5.2.1 MFRC500 的基本操作........................................................................................... - 24 -5.2.1 MIFARE 卡操作程序..............................................................................................- 25 -5.3 其它部分程序设计........................................................................................................- 29 -5.3.1 液晶显示程序设计.................................................................................................- 30 -5.3.2 时钟程序设计.........................................................................................................- 32 -5.3.3 声光示警程序设计.................................................................................................- 33 -结论...........................................................................................................................................- 34 -致谢...........................................................................................................................................- 35 -参考文献...................................................................................................................................- 36 -附录...........................................................................................................................................- 37 -兰州工业高等专科学校毕业论文 1. 绪论- 1 --1.绪论1.1 研究的背景RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写,即无线射频识别,俗称电子标签。最初在技术领域,应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块,近些年,由於射频技术发展迅猛,应答器有了新的说法和含义,又被叫做智能标签或标签。RFID 电子电梯合格证的阅读器(读写器)通过天线与 RFID 电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。RFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID 是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。本文提出了一种基于 MFRC500 的 MIFARE 卡读写器设计方案,MIFARE 卡读写器使用射频识别技术,在 5~10cm 范围内非接触读写数据,读写时间不大于 0.1 秒,上位机通过读写器完成对卡中数据的设置,三次认证机制增强系统的可靠性,完善的防冲突机制实现一机多卡功能。采用 STC89C52 对 MFRC500 的控制,实现对 MIFARE 卡的读写操作。本系统具有体积小巧,功耗低,通信可靠稳定等特点。1.2 RFID国内外发展及现状RFID 技术的发展可按 10 年期划分如下: 年,雷达的改进和应用催生了 RFID 技术,1948 年奠定了 RFID 技术的理论基础。 年,早期 RFID 技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。 年,RFID 技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。 年,RFID 技术与产品研发处于一个大发展时期,各种 RFID 技术测试得到加速,出现了一些最早的射频识别应用。 年,RFID 技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。 年,RFID 技术标准化问题同趋得到重视,RFID 产品得到广泛应用,逐渐成为人们生活中的一部分。2001 年至今,RFID 产品种类更加丰富,有源电子标签、无源电子标签及半导体无源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低,规模应用行业扩大。RFID 技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的 RFID 正在成为现实。从全球的范围看,美国已经在 RFID 标准的建立、相关软硬件技术的开发及应用领域兰州工业高等专科学校毕业论文 1. 绪论- 2 -走在了世界的前列;在射频识别技术的应用方面,欧洲与美国基本处于同一阶段;日本虽然己经提出 UID 标准,但主要得到的是本国厂商的支持,如要成为国际标准还有很长的路要走;在韩国 RFID 技术的重要性得到了加强,政府给予了高度重视。随着 RFID 技术的重要性日益体现,我国政府也希望在这项技术上有所创新。1993 年,我国提出“金卡工程”,是一个以电子货币应用为重点的各类卡应用系统工程。2004 年 2月,我国国家标准化管理委员会宣布成立“电子标签(RFID)”国家标准工作组,负责起草、指定我国有关“电子标签”的国家标准。2006 年 6 月《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》在北京发布,该白皮书为 RFID 技术与产业未来几年的发展提供了系统性的指南。2006年 10 月 863 计划投入经费一亿两千八百万人民币用于射频识别技术与应用。1.3 RFID技术概念1.3.1 RFID技术概念RFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID 是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。1.3.2 RFID的分类RFID 按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW),相对应的代表性频率分别为:低频 135KHz 以下、高频 13.56MHz、超高频 860M~960MHz、微波 2.4G。RFID 按照能源的供给方式分为无源 RFID,有源 RFID,以及半有源 RFID。无源 RFID读写距离近,价格低;有源 RFID 可以提供更远的读写距离,但是需要电池供电,成本要更高一些,适用于远距离读写的应用场合。1.3.3 RFID技术的基本工作原理RFID 技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的 RFID 系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成, 其工作原理是 Reader 发射一特定频率的无线电波能量给 Transponder, 用以驱动 Transponder 电路将内部的数据送出,此时 Reader便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。以 RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成:感应耦合(Inductive Coupling) 及后向散射耦合(Backscatter Coupling)两种。一般低频的 RFID 大都采用第一种式,而较高频大多采播放器加载中，请稍候...
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