非接触式e5551读写器的开发

    关键词：非接触式卡 射频识别 读写器 RF

射频识别ＲＦＩＤ?Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?技术是二十世纪九十年代兴起的一项自动识别技术，它利用无线射频方式进行非接触式双向通信。ＲＦＩＤ系统中卡片与读写器之间无须物理接触即可完成识别，可实现多目标识别和运动目标识别，应用范围更加广泛。

根据工作频率不同，ＲＦＩＤ系统可分为低频、中频、高频系统。低频系统一般工作在１００ｋＨｚ～５００ｋＨｚ，中频系统工作在１０ＭＨｚ～１５ＭＨｚ，它们主要适用于短距离、低成本识别?高频系统工作在８５０ＭＨｚ～９５０ＭＨｚ以及２．４ＧＨｚ～５ＧＨｚ的微波段，适用于距离长、读写数据率高的场合。本文介绍的ｅ５５５１ ＲＦＩＤ系统属于低频系统，工作频率范围为１００ｋＨｚ～１５０ｋＨｚ，最大识别距离约为２０ｃｍ。
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１ 非接触式ｅ５５５１卡工作原理

ｅ５５５１ ＲＦＩＤ系统组成如图１所示。其中ＰＣ通过ＲＳ４８５通信远程操作ｅ５５５１读写器。读写器利用微控制器（ＭＣＵ）与ｅ５５５１卡进行交互读写。

通过ｅ５５５１卡内线圈在特定交变磁场?１００ｋＨｚ～１５０ｋＨｚ?中耦合，ｅ５５５１获得感应电流，再通过整流得到直流加到卡内电路，ｅ５５５１得到工作电压和电流。通过读写器的线圈感应ｅ５５５１卡产生的磁场来读取ｅ５５５１发送的数据。

１．１ ｅ５５５１卡的存储结构

ｅ５５５１卡内置２６４位ＥＥＰＲＯＭ。这些ＥＥＰＲＯＭ共分为８块，每块３３位，其分布如图２所示。其中ＢＬＯＣＫ０存储ｅ５５５１卡的参数设置信息；ＢＬＯＣＫ７在口令加密功能启动时存放ｅ５５５１卡的读写控制密码，当加密功能没有使用时存放用户数据；其它六个存储块存放各种数据。

    １．２ ｅ５５５１卡工作参数的设定

ＢＬＯＣＫ０用于设置ｅ５５５１卡的各种操作特性，如同步信号、数据流格式、数据流长度、加密、口令唤醒和停止发射的启用／关闭等。

（１）位率（Ｂｉｔｒａｔｅ）设定：位率可设置为ＲＦ／８、ＲＦ／１６、ＲＦ／３２、ＲＦ／４０、ＲＦ／５０、ＲＦ／６４、ＲＦ／１００、ＲＦ／１２８，由第１２、１３、１４位确定。其中ＲＦ指载波频率?Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?。

（２）调制方式设定：调制方式由两部分组成。第一部分为二进制编码方式，有直接编码、曼切斯特编码和双相位编码三种方式，由第１６、１７位确定；第二部分为频率调制方式，有相位键控、频率键控和直接编码三种方式，由第１８、１９、２０位确定。

（３）口令加密设定：由第２８位决定。该位置１启动口令加密功能，在启动口令加密功能前应该事先在ＢＬＯＣＫ７写入密码。启动口令加密功能后，用户对ｅ５５５１卡中数据进行修改均要求提供密码验证，密码正确时修改有效，否则修改无效。

图3 e5551芯片上电后线圈两端的电压

    （４）请求应答（Ａｎｓｗｅｒ Ｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）设定：由第２３位决定。该位置１启动ＡＯＲ功能，这时ｅ５５５１卡进入射频区后不主动发射数据，由基站给ｅ５５５１卡发射唤醒命令后再发射数据。该功能要求首先启动口令加密功能，即基站唤醒ｅ５５５１卡必须在唤醒命令序列中向ｅ５５５１卡发射口令密码，ｅ５５５１卡检测到合法唤醒命令时才恢复发射数据。

（５）同步信号设定：ｅ５５５１卡可以使用两种不同的同步信号—Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ和Ｂｌｏｃｋ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ。Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ在每个数据循环开始时出现；Ｂｌｏｃｋ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ在每个ＢＬＯＣＫ数据开始时出现。两种同步信号分别由第２９、３０位确定，它们既可以独立使用也可以结合使用。

（６）发射最大数据块数设定（ＭＡＸＢＬＫ）：由第２５、２６、２７位确定。当ＭＡＸＢＬＫ设置为０时，ｅ５５５１卡只发射ＢＬＯＣＫ０的数据给基站；当设置为１时?