射频识别技术原理与应用实战课件(项目六)

18
2.4GHz读写器寻卡
（ 2 ） 将 J-Link 仿 真 器 的 一 端连接到RFID射频识别开发平 台，另一端（USB接口）连接 到PC机，然后插好电源，打开 开发平台上的电源开关，如图 6-4所示。
图6-4 硬件连接示意图
19
2.4GHz读写器寻卡
（3）编译链接工程，并生 成HEX文件，本工程的所有文 件如图6-5所示。
图6-2 2.4G_Reader读写器
9
2.4GHz读写器寻卡
一、规约
知 识 链 接
双模读卡模块与外接设备间的命令按照一定命令格式构成，所有的 命令数据均为16进制，数据采用压缩BCD码进行处理，但命令的总长 度不应超过256个字节。字或半字的传输次序是以高字节在前的顺序进 行传输的。
在双模读卡模块与外接设备进行通信的过程中，所有命令均由外接 设备先行发起，双模读卡模块只会对外接设备发过来的命令进行响应。
14
2.4GHz读写器寻卡
【数据说明】（见表6-6）
表6-6 数据说明
参数意义 参数长度 卡片类型说明：
DATA 卡片类型
1B
卡号 (X-1)B
01：卡片类型为13.56 MHz。
02：卡片类型为2.45 GHz。 卡号说明：
① 13.56 MHz卡片的卡号为4字节。
② 2.45 GHz卡片的卡号为8字节。 备注：
图6-5 工程文件示意图
20
2.4GHz读写器寻卡
（4）选择
（5）选择
“ Debug”>“Start/ “Debug”>“Run”
Stop Debug Session” 菜 单 命 令 ， 或 者 按
菜 单 命 令 ， 启 动 J- 快 捷 键 “ F5” ， 运
Link进行仿真调试。 行程序。
（6）验证完毕 后，单击 “ Start/Stop Debug Session”按钮 ，退 出J-Link仿真界面。
7
2.4GHz读写器寻卡
一、硬件部分
（1）RFID射频识别开发平台，如图6-1所示。
实 训 设 备
图6-1 RFID射频识别开发平台
8
2.4GHz读写器寻卡
（2）PC主机一台。 （3）J-Link仿真器一个。 （4）2.4G_Reader读写器模块一个，如 图6-2所示。
二、软件部分
Keil µVision4开发环境及J-Link驱动程序。
目录
CONTENT
3
任务 一
2.4GHz读写器寻卡
4
2.4GHz读写器寻卡
实 训 准 备
2.4G_Reader读卡模块（小读写器）专门用于读取2.4 GHz RF-SIM卡，其工作于ISM 2.4 GHz频段，主要用于中距离控制刷 卡，如车闸、彩虹门等。其电气特性如表6-1所示。
表6-1 2.4 GHz读卡模块电器特性
协议采用命令与命令应答操作模式，原则上不允许在一条命令下发 后未收到应答前下发任何指令，如果外接设备存在类似违反协议规定 的操作指令，将视该指令为无效并丢弃。但为增强设备处理潜在异常 的能力，协议中增加了某些指令的执行权限。
10
2.4GHz读写器寻卡
二、命令集表
双模读卡模块与外接设备间的命令集如表6-2所示。
02：只搜寻有效刷卡区内2.45 GHz的卡片。 寻卡次数说明：
00：连续寻卡，直到寻到一张卡后结束寻卡动作。
＞00：搜寻卡片并反馈结果，若超过寻卡次数则停止寻卡并上报无卡状态。 备用说明：
默认值为0000。 备注：
根据行业应用惯例和标准，一次13.56 MHz的典型寻卡时间为35 ms、一次2.45 GHz的典型
（ 7 ） 关 闭 Keil µVision4软件，关闭 硬件电源，整理桌 面，实训结束。
21
2.4GHz读写器寻卡
验证是否寻到SIM卡，如图6-6所示。
成
果
检
验
图6-6 实训结果
22
2.4GHz读写器寻卡
完 整 的 源 程 序 共 计 10 个 ： main.c ， publicFuc.c ， SystemInit.c ， Beep.c ， Key.c ， Leds.c ， lcd.c ， Relay.c ， sim_reader.c 和 stm32f10x_it.c，如图6-7所示。
没有寻到卡片双模 读卡模块返回：5B 10 00 01 05 14 CB
2.4 GHz读写器的电路原理图，如图6-3所示。
图6-3 2.4 GHz读写器原理图
16
2.4GHz读写器寻卡
实 施 步 骤
（1）启动Keil µVision4，新建一 个工程“2.4G_READER”，添加常 用 组 （ User ， Beep ， Key ， Leds ， Lcd ， Relay ， SIMRead ， Interrupt ， Ucos，Lib和Startup），并添加相应 库函数（详细步骤请参考项目三任 务一的实施步骤）。
17
2.4GHz读写器寻卡
① 在User组中建立main.c，publicFuc.c和SystemInit.c文件。 ② 新建组Interrupt，从素材文件夹“Interrupt”中添加stm32f10x_it.c文件。 ③ 新建组Beep，Key，Leds，Lcd，Relay和SIMRead，在其中编写相应的驱动 代码（分别对应Beep.c，Key.c，Leds.c，lcd.c，Relay.c和sim_reader.c文件）。 ④ 新建组Ucos，从素材文件夹“ucosii”中添加所有.c和.asm文件。 ⑤ 新建组Lib，从素材文件夹“STM32Lib”中添加所有.c文件。 ⑥ 新 建 组 Startup ， 从 素 材 文 件 夹 “ STM32Lib”>“StartUp·中 添 加 startup_stm32f10x_hd.s文件。
寻卡时间为320 ms。开发人员可以根据寻卡类型和寻卡次数计算寻卡返回结果的最大时间，
但应注意在计算的时间上酌情增加裕量。
13
2.4GHz读写器寻卡
【返回】（见表6-5）
表6-5 返回
SOP CMD LEN
DATA
XOR
0x5B 0x10 2B XB（卡片类型+卡号） SW3（1B） 1B
END 0xCB
双 模 读 卡 模 块 收 到 该 命 令 时 将 数 据 转 向 2.45 GHz模块
管理类指令
管理双模读卡模块的参数等信息
11
2.4GHz读写器寻卡
三、寻卡命令
【传输方向】外接设备→双模读卡模块 【命令格式】（见表6-3）
SOP 0x5B
CMD 0x10
表6-3 命令格式 LEN DATA 2bytes 4byte
特性 工作电压 工作电流 通信接口 通信速率
频段/功率
有效范围 工作温度
技术指标 4.5 V～6 V <50 mA UART接口，3.3 V通信电平，兼容5 V电平 默认115 200 bps（可配置）
ISM 2.4 GHz、最大功率为0 dBm、最小功率 为-20 dBm
3 m～5 m -20℃～85℃
参 考 程 序
图6-7 各个源程序
23
2.4GHz读写器寻卡
限于篇幅，此处仅介绍I/O配置和寻卡显示处理部分程序sim_reader.c，完整程序 参见本书配套教学资源包中对应的源程序文件。
（1）I/O配置部分，程序如下：
void SIM_Configuration(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure; /*使能GPIOB和AFIO时钟*/ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO ,ENABLE);
XOR 1byte
END 0xCB
12
2.4GHz读写器寻卡
【数据说明】（见表6-4）
表6-4 数据说明
参数意义 参数长度 寻卡类型说明：
寻卡类型 1B
DATA
寻卡次数 1B
备用 2B
00：搜寻有效刷卡区内所有支持类型的卡片（搜索到一张卡片后本次寻卡结束）。
01：只搜寻有效刷卡区内13.56 MHz的卡片。
射频识别技术原理 与应用实战
1
项目六 微波RFID读写器设计
微波RFID系统是目前射频识 别系统研发的核心之一，是物联 网的关键技术。微波RFID常见的 工作频率是2.4 GHz，该系统可以 同时对多个电子标签进行操作， 主要应用于需要较长的读写距离 和高读写速度的场合。
2
01 任 务 一 2 . 4 G H z 读 写 器 寻 卡 02 任 务 二 2 . 4 G H z 读 写 器 读 卡 03 任 务 三 2 . 4 G H z 读 写 器 写 卡
24
2.4GHz读写器寻卡
/*使能串口3时钟*/ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE); /*设置B10复用输出，50 MHz时钟速率*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); /*设置B11浮空输入，50 MHz时钟速率*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); /*初始化参数设置，波特率为115200，8位字长，1位停止位，无奇偶校验，无 硬件流控制*/