RFID：读卡器硬件电路设计

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2 读卡器组成
非接触式IC 卡读卡器的硬件电路主要包括:微处理器PIC16F876、射频IC 卡读写模块M F R C500、通信转换模块、天线电路等,其原理见图1。

其中,非接触式IC 卡读写模块M F R C500 是整个读卡器的核心,它将完成读写非接触式IC 卡的所有必需功能,包括R F 信号的产生、调制、解调、安全认证和防重叠等[2 ]。

微处理器MCU是通过对非接触式IC 卡读写模块RC500内核特殊的内存寄存器的读写来控制RC500 的。

读取RC500 ，一般是指向MIF A R E 卡请求。

RC500 实际上是MCU与射频卡之间进行信息交换的媒介。

任何卡片上数据读写均须通过RC500来传递。

传送不同类型的指令给RC500，就能实现对RC500 的控制。

RC500 与非接触式IC卡之间能量的传递和数据双向传输的过程是初级和次级2个线圈之间的耦合过程，从读卡器发射给卡的数据信息在调制前采用的是米勒编码,而从卡到读卡器的数据信息采用的是曼彻斯特编码。

2 .2 读卡器天线及影响天线读写距离的因素
电感耦合式射频识别系统的读卡器天线用于产生磁通量，而磁通量用于向非接触式IC 卡提供电源并在读卡器与非接触式IC卡之间传输信息。

因此，对读卡器天线的构造就有3个基本要求：1) 使天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量；2 )功率匹配,最大程度地利用产生磁通量的可用能量;3 )足够的带宽,无失真地传送用数据调制的载波信号。

品质因数Q 和谐振频率是电感耦合式射频识别系统读卡器天线的特征值，由于品质因数Q 会影响天线读写距离,所以是天线设计中的一个重要参数，它可以通过电感线圈的电抗与电阻的比值计算出来[3 ]，即Q = (2πf0· Lcoil )/ Rc oil，较高的品质因数，会得到较高的读卡器天线电压，可增加应答器即IC卡的能量传输。

与之相反，天线的传输带宽与品质因数Q值成反比。

选择的品质因数过高，会导致带宽缩小，从而明显地减弱应答器接收到的调制边带。

此外，由于MIF A R E 卡是无源非接触式IC 卡,其能量是通过天线感应来的。

而且由于受到卡形状的限制,卡中不可能封装很大的天线,使得接收的能量较小,从而决定了读卡器天线读写距离很短,一般在100 m m 以内。