摘要
射頻識別系統(tǒng)一般由三部分組成：電子標(biāo)簽(射頻卡)、讀取器和天線。正確快速的識別電子標(biāo)簽的標(biāo)簽號碼，是門禁系統(tǒng)發(fā)揮其功能的先決條件。以無源低頻射頻卡識別模塊SMC51489為例，介紹了對射頻卡信息讀取的原理和方法，并給出了相應(yīng)的軟件編程。實驗證明誼模塊不僅具有較大的讀卡距離，而且工作可靠。
1 引言
射頻識別技術(shù)(Radio Frequency IdentifICation，RFID)作為一種自動識別技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于安全防護(hù)、商品生產(chǎn)銷售、管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。射頻識別系統(tǒng)一般由三部分組成：電子標(biāo)簽(射頻卡)、讀取器和天線。其中電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線進(jìn)行通信；讀取器用來讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標(biāo)簽信息。正確快速地識別電子標(biāo)簽的標(biāo)簽號碼，是門禁系統(tǒng)發(fā)揮其功能的先決條件。
2 射頻識別的工作原理
射頻識別技術(shù)的工作原理是當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀取器的磁場區(qū)域后，接收讀取器發(fā)出的信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，讀取器讀取信息并譯碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理，但在實際應(yīng)用中需要其他的軟硬件支持。
3 SMC51789的數(shù)據(jù)輸出格式
SMC51489為射頻卡識別的專用模塊，該模塊可以讀取無源低頻(125 kHz)卡內(nèi)的信息并以Wie-gand26和ASCII兩種格式輸出卡號，在門禁系統(tǒng)中可將其作為系統(tǒng)的輸入部分。
3.1 SMC51489的引腳說明
SMC51489引腳排列如圖l所示，下面分別說明引腳功能。
VCC：正電源(+5V)。
GND：接地。
RESET：復(fù)位引腳，低電平有效。
DATAO-DATAl：數(shù)據(jù)輸出端，未讀卡時均為高電平，DATA0上出現(xiàn)負(fù)脈沖時，輸出“O”；DATAl上出現(xiàn)負(fù)脈沖時，輸出“1”。
BEEP/LED：工作指示引腳，讀卡時此引腳電平拉低，可外接蜂鳴器或發(fā)光二極管來指示模塊是否要工作。
A/W：輸出方式選擇位，將此引腳置高電平，則輸出ASCII信號，否則以維根(Wiegand)26格式輸出。
ANT-IN，ANT-OUT：天線輸入和輸出端。
3.2 維根數(shù)據(jù)輸出
識別模塊可以Wiegand26和ASCII兩種格式輸出射頻卡卡號，可根據(jù)實際需要選擇其中的一種，本文以Wiegand26格式為例介紹數(shù)據(jù)輸出的時序。
3.2.1 維根數(shù)據(jù)輸出時序
維根數(shù)據(jù)通過模塊的兩個引腳輸出，分別是DATA0和DATAl，兩個引腳分別輸出“O”或“1”。輸出“O”時，DATA0引腳上出現(xiàn)負(fù)脈沖，輸出“l”時，DATAl引腳上出現(xiàn)負(fù)脈沖；輸出信號具體時序如圖2所示。
其中，負(fù)脈沖寬度Tp=50μs，周期Tw=1000μs。
3.2.2 維根26輸出格式
模塊輸出的維根數(shù)據(jù)共有26位，其格式如圖3所示。
E/O：偶/奇校驗位，第一位“E”是24個數(shù)據(jù)位中前12位的偶檢驗位，最后一位“0”則是后12位的奇檢驗位。
C：卡片ID號。
以上數(shù)據(jù)從左至右順序發(fā)送。
4 SMC51489對射頻卡信息的讀取
4.1 硬件接口電路設(shè)計
本設(shè)計采用單片機AT89C52作為接收數(shù)據(jù)的處理器，將接收到的射頻卡號通過顯示裝置顯示，以確定接收數(shù)據(jù)是否正確。圖4為基本硬件接口電路，圖中SMC51489的引腳1，2接一個電感為680μH的環(huán)形線圈作為接收天線，引腳3接地，這樣模塊輸出為維根數(shù)據(jù)。為了能夠直觀地了解SMC51489是否在讀卡，該電路中附加了一個發(fā)光二極管和蜂鳴器，當(dāng)DAlAO或DATAl有數(shù)據(jù)輸出時，引腳4就會產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，從而使三極管Ql導(dǎo)通，這樣在讀卡的同時就會有聲、光提示。
4.2 接口軟件設(shè)計
在軟件上接收SMC51489輸出維根數(shù)據(jù)的方法有兩種，一種是采用中斷法，另一種是查詢法。采用中斷法時需在硬件上將模塊的BEEP/LED引腳與單片機的中斷引腳相連，而采用查詢法則不需要這么做，這樣可為單片機節(jié)省一個資源。具體采用哪種方法則視整個電路需要而定。這里采用查詢法，接收程序如下。
(1)有關(guān)地址定義
(2)讀取維根數(shù)據(jù)流程圖
讀取維根數(shù)據(jù)的流程如圖5所示。在接收時無論引腳DATAO還是DATAl上出現(xiàn)負(fù)脈沖，都以DATA0上的電平作為實際輸出值，這是因為在輸出數(shù)據(jù)時不外乎兩種情況：一是輸出“O”，這時引腳DATA0上出現(xiàn)負(fù)脈沖，那么讀入DATA0的值正好也是“0”；第二種情況輸出“l”，這時DATAl上出現(xiàn)負(fù)脈沖，而此時DATA0上為高電平，那么讀入DA-TA0的值正好是“l”，與實際輸出值一致。
(3)讀取維根數(shù)據(jù)子程序
5 結(jié)束語
SMC51489識別模塊應(yīng)用于門禁系統(tǒng)中，經(jīng)驗證其工作穩(wěn)定可靠，無讀錯卡現(xiàn)象發(fā)生，讀卡距離大于15 cm。此外，SMC51489在工作時向外輸出的是TTL電平，因此其輸出引腳可以直接與單片機的I/O連接，使它成為門禁機的內(nèi)嵌射頻卡讀取器而不必再外接其他讀取設(shè)備，簡化了門禁機總體結(jié)構(gòu)并可降低成本。