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基于ISO14443-B RFID卡长距离读卡器研究

童瑶  
【摘要】:RFID是一种无线射频识别技术,它是非接触自动识别的一种,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。由于射频卡具有操作快捷,抗干扰性强,工作距离远,安全性高,便于“一卡多用”等特点,在二代身份证,城市一卡通,门禁控制,动物身份识别等领域具有无法比拟的优越性,具有广阔的市场背景。本课题设计了一种长距离读卡器系统,要求识别二代身份证。 本论文首先对RFID进行了概述,介绍了电子身份证卡和身份证阅读器的发展状况;详细介绍了RFID系统的组成,工作原理,分类,能量传输,信息传输,负载调制原理和副载波调制原理;在此基础上详细说明了MIFARE1卡和二代身份证的特征,逻辑结构和存储结构,还介绍了ISO14443-B协议中射频卡的能量和信号接口,初始化命令与防碰撞流程;在硬件方面,对微控制器模块,射频读写模块,串口通信模块做了一定的描述,并且给出电路图,详细研究了功率放大电路和滤波匹配电路;通过设计天线线圈尺寸和调节品质因数Q等方法,设计了适合长距离的读卡器天线;在软件方面,设计出系统总体流程图,介绍了开发平台IAREWARM;分析了三个核心子程序:STM32初始化程序,射频读写芯片THM3060初始化配置及读写卡程序,SPI总线配置程序。 论文设计的重点和创新之处就是读卡器功放电路和天线设计,为了实现读卡器的读写距离0~25cm,在载波输出端添加了前端射频放大电路和丙类功率放大电路,得到的信号会出现谐波失真,还设计了滤波匹配电路,为使信号高效无失真传输到天线,还设计了天线匹配电路,经过理论计算和实际调试,得到了合适的天线边长和品质因数Q。论文最后还对设计中的结果进行了测试,归纳和总结了实际的优点和不足。


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