射频卡数据采集系统设计

射频卡数据采集系统设计

一、课题要求分析：

射频卡简介

射频卡（简称RF卡）是一种以无线方式传送数据的集成电路卡片，它具有数据处理及安全认证功能等特有的优点：

●RF卡在读写时是处于非接触操作状态，避免了由于接触不良所造成的读写错误等

误操作，同时避免了灰尘、油污等外部恶劣环境对读写卡的影响。读写错误等误操

作，同时避免了灰尘、油污等外部恶劣环境对读写卡的影响。

●操作简单、快捷－RF卡采取无线通迅方式，使用时无方向要求，所以使用起来十

分方便。

●防冲突－RF卡中存有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此终端

可以同时处理多张卡片。

●便于一卡多用：RF卡中有多个分区，每个分区又各自有自己的密码，所以可以将

不同的分区用于不同的应用，实现一卡多用。

与接触式IC卡相比较，射频卡具有以下优点：

●可靠性高－卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。

例如：由于粗暴插卡、非卡外物插入、灰尘、油污导致接触不良等原因造成的故

障；

●卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿，弯曲损坏等问题；

●操作方便、快捷－由于非接触通讯，读写器在1cm-10cm范围内就可以对卡片操作，

所以不必象IC卡那样进行插拔工作；非接触卡使用时没有方向性，卡片可以任意

方向掠过读写器表面，可大大提高每次使用的速度；

●防冲突－射频卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此读写器

可以“同时”处理多张非接触式射频卡；

●应用范围广－射频卡的存储器结构特点使它一卡多用；可应用于不同的系统，用户

根据不同的应用设定不同的密码和访问条件；

●加密性能好－射频卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列号固

化，不可再更改；

射频卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证射频卡的合法性，同时射频卡也验证读写器的合法性；处理前，卡要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有

的数据都加密。此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。

设计采用串口的方式外接的射频IC 卡读写器，提供射频识别及IC 卡读写功能，供研究移动物流智能终端设备使用，来完成无线射频技术与移动物流智能终

端的集成开发任务。

文章在硬件电路设计中深入探讨了射频识别系统的关键技术－射频天线，并设计出完善实用的系统射频天线。随后给出了读写器通用Demo 硬件电路的应用开发方案。文章接着分析了系统的软件实现方案和射频卡读写原理，架构了实现对IC 卡的读数据、写数据、控

制等完备操作的编程指令并说明了系统设计的程序流程。其后设计了具体的系统验证测试方案，利用测试系统进行功能验证测试，具体描述了系统各个功能模块的详细实现过程和测试过程，给出了信号收发的测试实例。

最后，对课题中所作的工作进行了总结，对系统扩展性、可应用的环境及电路

上可以继续研究的部分进行了探讨和展望。

二、嵌入式处理器选择：

ARM7TDMI核的SEP32O3MCU芯片

ARM处理器核因其卓越的性能和显著优点，已成为高性能、低功耗、低成本嵌入式处理器核的代名词，得到了众多半导体厂家和整机厂商的大力支持。

ARM处理器已经占据了绝大部分32位、64位高端嵌入式处理器的市场，形成了移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案事实上的标准。

ARM处理器是基于精简指令集计算机(R工sc，ReduCed工nstruetionsetcomputer)体系结构的计算机系统，采用3级一7级流水线，低工作电压，大量采用最新的体系结构和实现技术，这些使处理器的内核小巧、结构简单、功耗大大降低。

现在，ARM处理器的应用已相当广泛，这主要表现在:

(1)工业控制领域。作为32位的R工sc架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控

制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、

高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。

(2)无线通讯领域。目前己有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。

(3)网络应用。随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上进行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。

(4)消费类电子产品。ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。

(5)成像和安全产品。现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术，手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。

ARM微处理器的特点:

(1)体积小、低功耗、低成本、高性能。

(2)支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件。

(3)大量使用寄存器，指令执行速度更快。

(4)大多数数据操作都在寄存器中完成。

(5)寻址方式灵活简单，执行效率高。

(6)指令长度固定。

ARM微处理器目前包括下面凡个系列:ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、 ARMIOE系列、SeeurCore系列、inter的xSCale、intel的s、rongARM，除了具有ARM体系结构的共同特点以外，每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。其中，ARM7，ARM9，ARM9E和ARMlo为4个通用处理器系列，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。