摘要
射頻識別系統(tǒng)一般由三部分組成：電子標(biāo)簽(射頻卡),、讀取器和天線。正確快速的識別電子標(biāo)簽的標(biāo)簽號碼,，是門禁系統(tǒng)發(fā)揮其功能的先決條件,。以無源低頻射頻卡識別模塊SMC51489為例，介紹了對射頻卡信息讀取的原理和方法,，并給出了相應(yīng)的軟件編程,。實(shí)驗(yàn)證明誼模塊不僅具有較大的讀卡距離，而且工作可靠,。
1 引言
射頻識別技術(shù)(Radio Frequency IdentifICation,，RFID)作為一種自動識別技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于安全防護(hù),、商品生產(chǎn)銷售,、管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。射頻識別系統(tǒng)一般由三部分組成：電子標(biāo)簽(射頻卡),、讀取器和天線,。其中電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線,，用于和射頻天線進(jìn)行通信,；讀取器用來讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標(biāo)簽信息。正確快速地識別電子標(biāo)簽的標(biāo)簽號碼,，是門禁系統(tǒng)發(fā)揮其功能的先決條件,。
2 射頻識別的工作原理
射頻識別技術(shù)的工作原理是當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀取器的磁場區(qū)域后，接收讀取器發(fā)出的信號,，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送存儲在芯片中的產(chǎn)品信息,，或者主動發(fā)送某一頻率的信號,，讀取器讀取信息并譯碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理,，但在實(shí)際應(yīng)用中需要其他的軟硬件支持,。
3 SMC51789的數(shù)據(jù)輸出格式
SMC51489為射頻卡識別的專用模塊，該模塊可以讀取無源低頻(125 kHz)卡內(nèi)的信息并以Wie-gand26和ASCII兩種格式輸出卡號,，在門禁系統(tǒng)中可將其作為系統(tǒng)的輸入部分,。
3.1 SMC51489的引腳說明
SMC51489引腳排列如圖l所示，下面分別說明引腳功能,。
VCC：正電源(+5V),。
GND：接地。
RESET：復(fù)位引腳,，低電平有效,。
DATAO-DATAl：數(shù)據(jù)輸出端，未讀卡時(shí)均為高電平,，DATA0上出現(xiàn)負(fù)脈沖時(shí)，輸出“O”,；DATAl上出現(xiàn)負(fù)脈沖時(shí),，輸出“1”。
BEEP/LED：工作指示引腳,，讀卡時(shí)此引腳電平拉低,，可外接蜂鳴器或發(fā)光二極管來指示模塊是否要工作。
A/W：輸出方式選擇位,，將此引腳置高電平,，則輸出ASCII信號，否則以維根(Wiegand)26格式輸出,。
ANT-IN,，ANT-OUT：天線輸入和輸出端。
3.2 維根數(shù)據(jù)輸出
識別模塊可以Wiegand26和ASCII兩種格式輸出射頻卡卡號,，可根據(jù)實(shí)際需要選擇其中的一種,，本文以Wiegand26格式為例介紹數(shù)據(jù)輸出的時(shí)序。
3.2.1 維根數(shù)據(jù)輸出時(shí)序
維根數(shù)據(jù)通過模塊的兩個引腳輸出,，分別是DATA0和DATAl,，兩個引腳分別輸出“O”或“1”。輸出“O”時(shí),，DATA0引腳上出現(xiàn)負(fù)脈沖,，輸出“l”時(shí)，DATAl引腳上出現(xiàn)負(fù)脈沖,；輸出信號具體時(shí)序如圖2所示,。
其中,，負(fù)脈沖寬度Tp=50μs，周期Tw=1000μs,。
3.2.2 維根26輸出格式
模塊輸出的維根數(shù)據(jù)共有26位,，其格式如圖3所示。
E/O：偶/奇校驗(yàn)位,，第一位“E”是24個數(shù)據(jù)位中前12位的偶檢驗(yàn)位,，最后一位“0”則是后12位的奇檢驗(yàn)位。
C：卡片ID號,。
以上數(shù)據(jù)從左至右順序發(fā)送,。
4 SMC51489對射頻卡信息的讀取
4.1 硬件接口電路設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89C52作為接收數(shù)據(jù)的處理器，將接收到的射頻卡號通過顯示裝置顯示,，以確定接收數(shù)據(jù)是否正確,。圖4為基本硬件接口電路，圖中SMC51489的引腳1,，2接一個電感為680μH的環(huán)形線圈作為接收天線,，引腳3接地，這樣模塊輸出為維根數(shù)據(jù),。為了能夠直觀地了解SMC51489是否在讀卡,，該電路中附加了一個發(fā)光二極管和蜂鳴器，當(dāng)DAlAO或DATAl有數(shù)據(jù)輸出時(shí),，引腳4就會產(chǎn)生一個負(fù)脈沖,，從而使三極管Ql導(dǎo)通，這樣在讀卡的同時(shí)就會有聲,、光提示,。
4.2 接口軟件設(shè)計(jì)
在軟件上接收SMC51489輸出維根數(shù)據(jù)的方法有兩種，一種是采用中斷法,，另一種是查詢法,。采用中斷法時(shí)需在硬件上將模塊的BEEP/LED引腳與單片機(jī)的中斷引腳相連，而采用查詢法則不需要這么做,，這樣可為單片機(jī)節(jié)省一個資源,。具體采用哪種方法則視整個電路需要而定。這里采用查詢法,，接收程序如下,。
(1)有關(guān)地址定義
(2)讀取維根數(shù)據(jù)流程圖
讀取維根數(shù)據(jù)的流程如圖5所示。在接收時(shí)無論引腳DATAO還是DATAl上出現(xiàn)負(fù)脈沖,，都以DATA0上的電平作為實(shí)際輸出值,，這是因?yàn)樵谳敵鰯?shù)據(jù)時(shí)不外乎兩種情況：一是輸出“O”，這時(shí)引腳DATA0上出現(xiàn)負(fù)脈沖，那么讀入DATA0的值正好也是“0”,；第二種情況輸出“l”,，這時(shí)DATAl上出現(xiàn)負(fù)脈沖，而此時(shí)DATA0上為高電平,，那么讀入DA-TA0的值正好是“l”,，與實(shí)際輸出值一致。
(3)讀取維根數(shù)據(jù)子程序
5 結(jié)束語
SMC51489識別模塊應(yīng)用于門禁系統(tǒng)中,，經(jīng)驗(yàn)證其工作穩(wěn)定可靠,，無讀錯卡現(xiàn)象發(fā)生，讀卡距離大于15 cm,。此外,，SMC51489在工作時(shí)向外輸出的是TTL電平，因此其輸出引腳可以直接與單片機(jī)的I/O連接,，使它成為門禁機(jī)的內(nèi)嵌射頻卡讀取器而不必再外接其他讀取設(shè)備,，簡化了門禁機(jī)總體結(jié)構(gòu)并可降低成本。