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新型非接触式IC卡读卡器设计及其应用

王海洋  
【摘要】:从1969年开始提出射频识别技术概念开始至今,经过几十年的发展,射频识别系统在理论研究以及实际应用中均取得了显著成果。射频识别技术是一项先进的自动识别和数据采集技术,被称为21世纪十大重要技术之一。随着射频识别技术可靠性和可用性的不断提高,射频识别技术不仅已经成为提高物流与管理水平、提高公共安全管理水平的一项必不可少的技术手段和工具,也在生产制造、公共安全等领域有着广阔的应用前景。 射频识别的基本原理是通过非接触式IC卡读卡器与非接触式IC卡之间的电磁耦合来实现数据的通信,从而对非接触式IC卡进行识别和数据处理。射频识别技术具有存储空间大、读卡距离远、使用寿命长、读卡速度快以及安全性高等优点。 本文首先系统的对非接触式IC和非接触式IC卡读卡器进行了简单的介绍,并阐述了其工作原理和与射频相关的基础知识,从非接触式IC卡读卡器组成的引入到对非接触式IC卡读卡器的原理分析,再到对市场上种类繁多的读卡器进行分析和比较,为后续设计一款模块化、小型化、低成本嵌入式通用性非接触式IC卡读卡器打下深厚的理论基础。 从工程应用的角度,对通用性非接触式IC卡读卡器硬件的各个模块电路比如射频模块、控制器模块、天线、通信接口等分别进行了设计。在对该通用性非接触式IC卡读卡器的元器件进行选择时不仅考虑到低成本而且要满足对性能的要求。在对该通用性非接触式IC卡读卡器的结构设计时则采用了模块化和小型化,使其模块结构不但小型适合嵌入而且合理优化了硬件的布局。在对该通用性非接触式IC卡读卡器通信接口设计时考虑其通用性提出了一种新型的串口通信和USB通信合并的方法,并最终得到实践和应用。 从安全应用的角度,对通用性非接触式IC卡读卡器设计了一种新型的对读卡器程序安全加密保护的方法,该方法采用了三重验证机制。采用读卡器应用程序与微处理器芯片唯一标识号绑定在一起的方式,不仅有效的阻止了程序非法下载和非法升级,而且保障了读卡器应用程序的安全性。 最后针对该通用性非接触式IC卡读卡器性能以及功能的检测,在PC机中采用VC++设计了一个可视界面,通过约定的通信协议指令来验证读卡器的性能的完善性和实用性。


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