MFRC522射頻模塊在門禁系統(tǒng)中的應用
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1．2 射頻天線及匹配電路設計
在電感耦合式射頻識別系統(tǒng)中，標簽的微芯片工作所需要的全部能量都由標簽天線線圈耦合閱讀器和天線線圈產(chǎn)生的磁通量形成的感應電壓提供。所以，在射頻產(chǎn)品中，天線設計的成功與否直接決定產(chǎn)品性能。
在本設計中，采用直接匹配的天線設計方式，天線電路分為3個部分；發(fā)射電路、接收電路和天線及匹配電路，電路連接如圖3所示。由C1、R1、C2和R2組成的接收電路與由L1、L2、C3和CA組成的發(fā)射濾波電路中的元件參數(shù)是固定的，而對于天線匹配電路中的C6、C7、Ra和C8、C9、Rb值由設計的天線來決定，為獲得天線的良好性能，相關參數(shù)值的選取還須經(jīng)過天線的調(diào)諧過程。本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/153621.htm
在進行天線調(diào)諧過程中，不是匹配電路使天線輻射的能量越大，天線性能越好。此時，識別卡的區(qū)域可能是斷層的，而應該注重天線性能與射頻卡的接收能力相匹配，這樣識別卡的距離才能達到最佳。
在天線附近區(qū)域存在金屬材料的應用環(huán)境中，可以在金屬材料表層加涂鐵氧體磁性材料，增加天線信號的接收性能，避免天線信號被金屬材料吸收。
2 軟件設計
系統(tǒng)軟件設計主要完成接收用戶命令及射頻卡與模塊之間的數(shù)據(jù)交互。在所有的ISO14443A型卡中，以飛利浦公司設計的Mifare1系列S50卡最常用。下面將詳細介紹標準Mifare1卡內(nèi)部存儲結構及S50卡基本功能的實現(xiàn)方法，隨后對如何使用接口函數(shù)進行詳細說明。
2．1 Mifare1卡內(nèi)部存儲結構
Mifare1 S50卡內(nèi)部有8K容量的E2PROM，分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)內(nèi)有4個數(shù)據(jù)塊，每塊有16字節(jié)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)結構如圖4所示。
第0扇區(qū)的塊0內(nèi)已固化存儲廠商代碼，其中包含唯一識別的卡號，其他扇區(qū)的塊0、1和2為數(shù)據(jù)塊，用于存儲用戶數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)存儲格式的不同，數(shù)據(jù)塊可以分為2種：普通數(shù)據(jù)塊和數(shù)值塊，普通數(shù)據(jù)塊存儲任意16字節(jié)數(shù)據(jù)，而數(shù)值塊內(nèi)數(shù)據(jù)存儲格式如下所示。
其中，有效數(shù)據(jù)為帶符號位的4字節(jié)數(shù)據(jù)，塊號為1字節(jié)，只有在這種存儲格式下才能執(zhí)行卡的增值或減值操作。
此外，每個扇區(qū)的數(shù)據(jù)塊3為該扇區(qū)密鑰控制塊，內(nèi)部包含密鑰A(6字節(jié))、存取控制(4字節(jié))和密鑰B(6字節(jié))。每個扇區(qū)的密鑰和存取控制條件都是獨立設置的，可以根據(jù)需要設定各自的密鑰及存取控制。在存取控制中，每塊都有3個控制位相對應，用以決定某數(shù)據(jù)塊或控制塊的讀寫條件。默認存取控制為FF 07 80 69，表示該扇區(qū)驗證密鑰A時可以讀寫數(shù)據(jù)塊和密鑰塊。一般常用操作時，會在發(fā)卡時修改密鑰控制塊的密鑰和控制存取，但需注意修改時，避免產(chǎn)生死鎖情況。
2．2 Mifare1卡基本功能實現(xiàn)
對一張Mifare1卡來說，基本功能無非就是實現(xiàn)讀取和寫入卡內(nèi)數(shù)據(jù)，而在對Mifare1卡進行讀寫操作之前，必須經(jīng)過尋卡、防沖撞、選卡和密鑰驗證等環(huán)節(jié)。
尋卡主要實現(xiàn)在天線識別范圍內(nèi)搜尋是否存在Mifarel卡。尋卡成功后，進入防沖撞操作的過程，主要功能是在若干個Mifarel卡中按照一定算法獲取其中1張卡的序列號。隨后選擇該序列號的卡，進行密鑰驗證。
密鑰驗證以扇區(qū)為單位，其結果在于開啟通信加密單元，成功后的數(shù)據(jù)傳輸都將加密。只有通過某扇區(qū)密鑰驗證后，才可以對該扇區(qū)的塊內(nèi)數(shù)據(jù)進行讀或寫。若要對Mifarel卡進行增值或減值操作，則需要把該塊的數(shù)據(jù)初始化轉換為數(shù)值塊數(shù)據(jù)格式，隨后就可直接進行增值或減值操作。
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