外文翻译(射频卡)

开放实验室IC卡管理系统的设计

支德瑞，赵斌，王瑞

摘要：实验室IC射频卡管理系统设计基于Atmel公司生产的AT89C52微处理器。本文从安全的角度介绍了影响IC射频读写系统的硬件环境,整个IC射频卡读写设备的分析和设计,以及保密性和系统的稳定性。

Ⅰ.介绍

随着高校实验室不断的建设和发展,一个教和学之间的重要矛盾就出现了。一方面,由于扩张实验设备和管理实验室的落后,开放时间相对越来越少,另一方面,即使实验室和设备数量的增加,实验室助理也不能一天24小时值班,因此导致那些参考资料最大化的浪费[1]。基于实验室的现状,本文设计的非接触式IC 卡管理系统,可以提高实验室设备的利用率,减轻实验室助理劳动强度,同时保证实验室的好处设备投资。

该系统的管理功能包括:1、FR卡阅读模式,可以扩大的多种用途卡;2、液晶显示器各种cf提示消息;3、语音提示功能;4、让键盘输入信息;5、采用六组时间时钟;6、单机器可以满足每月共800人正常工作日的记录,7、在连续两个或更多倍十秒的时间内，不断重复相同的卡号是不允许的;8、RS232和RS485串行接口[2]。

Ⅱ.硬件设计

系统的硬件设计是一个基于AT89C52单片机的智能卡读写设备,由微机和实现串口读写设备的智能卡组成,这两个部分通过RS232和RS485通信。根据电路的基本要求，框图

系统的功能模块理论如图1所示:

图1：系统理论框图

当系统需要实验室管理卡片能够扩大成“多才多艺”的射频卡时,需要选择非接触式读卡器射频芯片,8192位的存储容量可以分区和管理16个用户单独使用,每个分区的存储容量为500位[3]。所使用的非接触式读卡器采用芯片MFRC500的读写过程，其功能包括:调制、解调、产生射频信号,安全管理和防冲突机制。

A.键盘显示部分

系统使用4×4键盘,并允许通过键盘手动输入管理数据，目的是防止

forgetness或卡损，避免影响正常工作[4]。通过PA高四位和PC高四位形成了4×4结构，它是8255的扩展端口,使用CD4082B芯片,加入高水平扫描线和结合与逻辑”和“,然后连接到外部中断“/ INT1”端口,同时设置列扫描线(PA低4)低水平。

B.串行通信部分

一个实验室管理硬件系统只能完成数据的收集和存储,并做一些简单的数据处理,但它不能形成一个完整的应用系统。为了提高整个系统的智能化,通信模块使用RS232和RS485。通信RS232最多的距离是20米,所以它只能控制和管理一个实验室,为了使学校实验室开放管理系统扩大到殖民地成为可能，因此使用TCP / IP传输协议进行通信。在未来，使用通信模块RS485的长线驱动程序达到1200米以上才能进行扩张[5]。

C .语音部分

语音芯片(2532 p模型)用于增强系统的智能化和完善人机交互能力。设计和使用

芯片,需要注意两点操作模式:1、操作模式下都从解决“0”开始,后者根据不同模型相应的地址开始操作的,当开关记录在电路或电路进入能源节省模式时,地址计数器将会重置。2、被锁操作模型是免费的,其地址最高有效位(A7和A8)是高水平,任何时候在CE电低水平,运作模式可以被执行,如果一个(或2个)地址的下一个循环MSB(A7和A8)变成低电平,然后执行地址信息的记录和播放，那么原来设置的操作模式状态将丢失。

D.实时时钟部分

作为管理系统一种特殊的部分,实时时钟的存在是必须的,是很重要的。该系统选择DS1302实时时钟芯片，并采用串行接口协议与微处理器通信，通过一个简单的串行接口,并提供信息，像秒、分钟、小时、周、月、年等。只有随着时间的时钟进行通信时，需要三根线“内存”:/ RST(复位),I / O(数据线)和SCLK(串行时钟)。该数据发送到或从与一个“RAM”时钟送出字节或每次超过31字节的多字节形式。DS1302由主电源的双电源引线脚源和备用电源组成，正常工作时，VCC提供主电源，VCC1是下充，这对系统保持实时信息是非常有帮助的，并通过DS1302时钟内的数据备用电源掉电后熄灭。

E.读卡部分

总体MFRC500的硬件设计主要包括：接口电路的以下几个部分。

MFRC500和单片机的接口电路：由控制标准MCU接口信号构成。这些标准控制信号可以通过控制MFRC500的专用集成电路工作，工艺采用标准的微控制器和微处理器通信协议。读写模块可以从外部MCU赋予特殊的顺序启动。

MFRC500与MCU的接口电路原理如图2所示。

图2 MFRC500和单片机的接口电路原理

MFRC500和射频模块的接口电路：包括MFRC500上发送和接收终端与

RF模块的接口，一般是由以下铅脚实现：通过与RF0模块链接KOMPO（RF比较输入端）和NPAUSEO（串行数据输出，使用驱动RF单元）;与其他级联链接通过RXKOMP MFRC500模块（RF输出信号）和TXNPAUSE（RF输入信号）。接口电路是如在图3所示[6]。

图3射频模块的接口电路

MFRC500和天线的射频接口电路：由outlaying天线组成，尽可能减少对其他芯片的干扰。

MFRC500和电源接口电路：接口MFRC500芯片和电源包括以下群体信号：DVDD 数字电路正电端（+ 5V）;DGND数字电路接地端子（0V）; BP-WOM保险杠电源（带电源上工作时，它的+ 5V;否则它的+ 3V）; RFVDD射频电路虚拟设备驱动程序（MFRC500：+ 5V）; RFGND-RF电路接地终端（0V）。 RFGND和DGND平时应在电路中分离，或它们应被连接到该系统的接地端子，连接线应具有高的导电性，而较短和较厚的更好。为了降低电路板的复杂性，同时保证了系统性能的前提下，该系统使用后者连接方法。同时，为了避免接地回路，系统交叉连接在MCM200电源连接100nF的电容供给口和GND端口。

F.储存部分

该系统需要一个读卡机来记录每月能够满足800人的信息总量，除了由所提供的16位地址线微处理器之外，还需要有更大内存的EEPROM芯片容量的支持，最高位地址线必须是可延长的[7]。本系统使用的单芯片P1.7是该机的最高数据地址线，1FFFFH表现出来的是目前使用的是低64K，00000H表现出来的是高64K。重写EEPROM时，没有必要对这个字节关心，也就是说，默认的低地址64K，以