第6章(读写器)案例.ppt

第6章 RFID读写器 功能：读取或写入电子标签的设备，读取，显示和数据处理等。 具体： 给标签提供能量 实现与电子标签通信 实现与计算机通信 多标签识别 移动目标识别 具备数据记录功能 6.1读写器的组成与设计要求 6.1.1读写器的组成 　　 读写器工作过程 1．读写器的软件 　　读写器的所有行为均由软件控制完成。软件向读写器发出读写命令，作为响应，读写器与电子标签之间就会建立起特定的通信。 读写器的软件已经由生产厂家在产品出厂时固化在读写器中。软件负责对读写器接收到的指令进行响应，并对电子标签发出相应的动作指令。软件负责系统的控制和通信，包括控制天线发射的开关、控制读写器的工作模式、控制数据传输和控制命令交换。 　　2．读写器的硬件 硬件组成：天线、射频模块、控制模块和接口组成。 控制模块是读写器的核心，一般由ASIC（Application-Specific Integrated Circuit ）组件和微处理器组成。 控制模块处理的信号通过射频模块传送给读写器天线，由读写器天线发射出去。控制模块与应用软件之间的数据交换，主要通过读写器的接口来完成。 　　（1）控制模块。 微处理器是控制模块的核心部件。 ASIC组件主要用来完成逻辑加密的过程，如对读写器与电子标签之问的数据流进行加密，以减轻微处理器计算过于密集的负担。对ASIC的存取，是通过面向寄存器的微处理器总线实现的。 控制模块功能： 与应用软件通信； 控制读写器与电子标签通信过程； 编码与解码； 执行防碰撞； 对数据加密与解密； 对读写器和电子标签的身份认证。 　　（2）射频模块。 　　射频前端主要由发送电路和接收电路构成，用以产生高频发射功率，并接收和解调来自电子标签的射频信号。 　　 射频模块功能： （3）读写器的接口。 　　功能：实现读写器控制模块与应用软件之间的数据交换，接口可以采用RS-232、RS-485、RJ-45、USB2.0或WLAN接口。 （4）天线。 6.1.2读写器的设计要求 　　读写器在设计时需要考虑许多因素，包括基本功能、应用环境、电器性能和电路设计等。读写器在设计时需要考虑的主要因素如下。 1．读写器的基本功能和应用环境（是否多标签，周边自然环境，是固定还是移动等） 　　2．读写器的电气性能（防碰撞算法的实现方法，是否加密等） 　　3．读写器的电路设计（天线形式，现有集成芯片或自行设计等） 读写器分类： 1.按外形不同：固定式，工业读写器，手持机，发卡机； 2.按频率不同：低频，高频，超高频和微波。 那么，不同频率的读写器的核心芯片构成是怎样的？ 6.2低频读写器 射频识别技术首先在低频得到应用和推广。低频读写器主要工作在125kHz，可以用于门禁考勤、汽车防盗和动物识别等方面。 6.2.1基于U2270B芯片的读写器 U2270B芯片是ATMEL公司生产的基站芯片，该基站可以对一个非接触式的IC卡进行读写操作。U2270B基站的射频频率工作在100～150kHz的范围内，在频率为125kHz的标准情况下，数据传输速率可以达到5 000b/s。 6.2.2考勤系统的读写器 由U2270B构成的读写器，可以用于学生考勤系统。其中，标签由卡片构成，读卡器由基站芯片U2270B及其支撑电路、主控芯片MCU(Main Computational Unit)及其支撑电路、外围接口电路（键盘、液晶、时钟和串口模块）构成。 　　学生考勤系统的工作原理如下： 平时，MCU工作于低功耗状态，标签因为没有能量而处于休眠状态； 当按下键盘上的工作按钮时，MCU被换醒，同时激活U2270B开始工作，U2270B的两个天线端子通过线圈将能量传输给外界； 当有标签靠近读写器的线圈时，标签获得能量开始工作，并将其内部存储的信息发送到U2270B的输入端。U2270B经过转换后再将信息发送给MCU，MCU接收到信息后将其转换成可识别的数据，再将其送至液晶屏幕显示。 6.2.3汽车防盗系统的读写器 汽车防盗装置应具有无接触、工作距离大、精度高、信息收集处理快捷、环境适应性好等特点，以便加速信息的采集和处理。射频识别以非接触、无视觉、高可靠的方式传递特定的识别信息，适合用于汽车防盗装置，能够有效地达到汽车防盗的目的。 　　1．防盗系统的工作原理 　　汽车防盗装置的基本原理是将汽车启动的机械钥匙与电子标签相结合，即将小型电子标签直接装入到钥匙把手内，当一个具有正确识别码的钥匙插入点火开关后，汽车才能用正确的方式进行启动。该装置能够提供输出信号控制点火系统，即使有人以破坏的方式进入汽车内部，也不能通过配制钥匙启动汽车达到盗窃的目的。 一个典型的汽车防盗系统由电子标