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物流园区中非接触式IC卡读卡器硬件设计
www.56888.net    2008-2-22 14:23:23    中国一卡通网
  物流园区(Logisticpark)是指由分布相对集中、多个物流组织设施和不同的专业化物流企业所构成,具有产业组织、经济运行等功能的规模化的物流组织区域.其功能除了一般的仓储、运输、加工(工业加工和流通加工)外,还具有与之配套的信息、咨询、维修、综合服务等项目.物流园区将众多物流企业聚集在一起,实行专业化和规模化经营,对物流企业发挥整体优势,提高物流技术和服务水平,共享相关设施,降低运营成本,提高规模效益起重要作用. 

    物流园区中,车辆的管理支撑着货物流通的全过程,是物流园区运营非常重要的一环.目前,多数物流园区的物流企业与私人车主之间是一个松散的雇佣关系,导致在车辆管理方面出现了很多问题:车辆的混乱停放,查询工作烦琐.为不断完善物流园区的管理,本文作者在交通部项目“东北地区边贸通道和运输枢纽建设技术研究”的支持下,将非接触式智能卡技术应用于物流园区的车辆管理中.在深入研究非接触式智能卡系统结构原理基础上,主要完成了方案中非接触式IC卡读卡器的硬件设计,包括主控模块射频模块、天线、通信模块等几部分. 

    1非接触式IC卡的介绍 

    1.1非接触式IC卡概念 

    非接触式IC卡(ContactlessSmartCard,CLSC),又称感应IC卡、射频IC卡.是最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术与IC卡技术结合起来,解决了无源(卡中无源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破. 

    1.2非接触式IC卡工作原理 

    非接触性IC卡本身是无源卡,当读写器对卡进行读写操作时,读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作.另一部分则是指令和数据信号,指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等,并返回信号给读写器. 

    非接触式IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作.两者之间的通信频率为13.56MHz.读写器一般由单片机,专用智能模块和天线组成,并配有与PC的通信接口,打印口,I/0口等. 

    1.3非接触式IC卡的特性 

    (1)卡与读写器之间采用双向验证机制,保密性强,可以很方便的实现隐匿性信息的传送.且具有防磁、防潮、防水、防高温等特性,不易受外界环境变化的影响.卡中的数据信息也不易损坏. 

    (2)信息存储量大,可根据用户要求存储多种形式的信息.存储区域可以划分不同的权限,满足不同形式下的读写要求. 

    (3)使用寿命比较长,一般有10年到20年. 

    (4)非接触性IC卡中有快速防冲突机制,能防止卡之间出现数据干扰.因此,读写器之间可以“同时”处理多张卡,这提高了应用的并行性,无形中提高了系统工作速度. 

    (5)由于非接触通信,读写器一般在10cIn范围内就可以对卡操作(加大射频功率能扩大对卡读写范围),非接触式IC卡使用时没有方向性,卡片可以任意方向掠过读写器表面,即可完成操作,这大大提高了使用的速度. 

    2智能卡读卡器硬件设计 

    读卡器是智能卡系统中卡片与用户之间的桥梁.一个应用系统(应用软件)要从一个非接触的数据载体(应答器)中读出数据或写入数据到一个非接触的数据载体中去,它需要一个非接触式读卡器作为接口.读卡器的基本任务就是启动数据载体(应答器),与这个数据载体建立通信并且在应用软件和一个非接触式数据载体之间传送数据.非接触式射频通信的所有具体细节,如建立通信、防止碰撞或身份验证,均由读卡器处理.这里设计采用的是MI—FAREONE卡片及MFRC500读卡芯片. 

    2.1读卡器结构模块 

    读卡器的构成框图如图1所示.上位机通过串口与读卡器主控模块相连,发送读卡、写卡等命令,接收主控模块的数据与操作报告.读卡器通过射频模块及其辅助天线与卡片通信,实现与卡片的交易. 

图1读卡器构成框图 

    读卡器与智能卡之间的接口采用的是MI—FARE技术的射频接口,它与ISO/IEC14443TypeA标准兼容. 




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