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125KHz门禁阅读器的研制

杜小伟  
【摘要】:随着城市化进程的不断推进,大型住宅小区和办公场所的建设日益增多。人们不仅希望拥有温馨舒适的生活环境,而且对安全性和智能化方面也提出了更高的要求,小区和办公场所的安全防范成为了人们关注的焦点。无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)也称为电子标签技术,是一种非接触式自动识别技术,该技术利用电磁信号的空间耦合,来实现对象信息的无接触传递。现在这种技术被广泛应用在门禁系统中,并取得很好的应用效果。目前市场上流行的门禁系统是基于电感线圈近距离耦合设计,识别距离有一定的限制;产品不同程度的存在各式各样缺陷或弊端,如通信接口单一,读卡距离近,功耗大等。此外,随着电子技术的不断发展,对产品的成本和功耗,以及功能方面的要求越来越高。于是,有关家庭和办公场所的电子门禁系统的开发研制日益被科研单位和企业所重视。 随着半导体工艺和技术的不断进步,芯片的集成度越来越高,功能越来越强大,速度越来越快。选择高性能的MCU来代替现有的低端MCU来开发产品已成为必然。传统的门禁阅读器大多采用低中端的MCU,并且使用射频芯片对标签进行操作,导致其在性能方面无法实现大的突破。 本课题所设计的门禁阅读器为克服传统阅读器在成本和性能上的不足,改进传统阅读器的硬件电路,并利用MCU的高速处理能力,对标签信息进行软件解码,开发出低价位、稳定性高、功能齐全的主要面向住宅小区和办公场所的门禁阅读器。 本论文的主要内容如下: (1)分析现有RFID技术以及门禁阅读器的发展现状; (2)介绍RFID技术的理论基础。以EM4001卡为例介绍只读ID卡的结构以及卡与阅读器间的通信方式; (3)系统硬件设计。包括芯片选型、所选芯片的功能、芯片外围电路的合理设计等。主要内容包括:芯片最小系统电路设计、电源电路设计、检波电路设计、天线驱动电路设计、键盘电路设计等,并完成印制电路板(PCB)的设计; (4)系统软件设计。包括整个系统的软件规划,对标签曼彻斯特编码信息的软件解码设计思想以及与上位机间的通信协议给出了详细的分析说明,并给出了设计流程图。 最后文章对全文进行总结,并提出若干有待进一步深入研究的问题。


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