專利名稱：嵌入式rfid卡識別便攜裝置及識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子儀器，特別是涉及一種高頻射頻卡RFID卡的識別裝置，用于在射頻識別RFID網(wǎng)絡(luò)管理和門禁、售飯、圖書管理、網(wǎng)吧收費(fèi)，以及U盤或移動(dòng)硬盤的數(shù)據(jù)管理場合對RFID卡的現(xiàn)場識別。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各種信息卡的產(chǎn)生與應(yīng)用越來越廣泛，例如IC卡、RFID卡。IC卡是一種接觸式的磁卡，由于在使用時(shí)需要用戶插卡才能識別該卡的身份及相關(guān)信息，所以產(chǎn)生了磨損和使用不方便的問題；其次，由于在零售業(yè)中采用條碼識別，而這種條碼識別技術(shù)雖然是一項(xiàng)相對成熟和較早的身份識別技術(shù)，早已經(jīng)被人們所接收，但是其保密性、多條碼識別、遠(yuǎn)距離識別等問題從技術(shù)上很難克服。為此又產(chǎn)生了RFID卡，RFID卡是Radio Frequency Identification的縮寫，是進(jìn)行射頻識別的信息載體的卡片，該卡片通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，是一種無接觸式的自動(dòng)識別，無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。目前，RFID卡已經(jīng)在鐵路、交通、金融、門禁、售飯、圖書管理、網(wǎng)絡(luò)收費(fèi)、停車、軍事物資管理、零售業(yè)、2008年北京奧運(yùn)等場合開始或準(zhǔn)備應(yīng)用。
RFID卡根據(jù)應(yīng)用場合的需要，分為遠(yuǎn)距離和近距離識別兩種形式。遠(yuǎn)距離識別指讀寫RFID卡的距離為一米以上，近距離識別指讀寫RFID卡的距離為一米以內(nèi)。遠(yuǎn)距離的RFID卡采用超高頻或低頻頻段，近距離的RFID卡采用高頻或低頻頻段。因此RFID技術(shù)在頻域內(nèi)分為低頻、高頻和超高頻三個(gè)頻段，這些頻段分別應(yīng)用于不同的場合。目前近距離識別應(yīng)用較多是高頻段，特別是在13.56MHz頻段，由于具有價(jià)格低廉、對人體無傷害、信息傳遞快等特點(diǎn)，所以在近距離應(yīng)用場合得到廣泛的應(yīng)用，如門禁、售飯、身份證防偽、學(xué)生證防偽、圖書管理、無人售票車收費(fèi)、會(huì)融等領(lǐng)域，但結(jié)果表明，在13.56MHz頻段的RFID應(yīng)用，存在以下缺陷(1)集成度較低，功能單一。主要表現(xiàn)為單一的模塊功能如飛利浦Philips公司生產(chǎn)的Mifare讀寫模塊ZLG500B，僅僅具有讀寫RFID卡的功能，無法顯示讀寫結(jié)果和控制其工作；三星公司生產(chǎn)的嵌入式ARM9模塊，僅僅是完成微型化電腦的作用，并沒有與具體控制對象進(jìn)行結(jié)合而產(chǎn)生需要的功能，而且本身各種接口需要進(jìn)行程序開發(fā)。
(2)攜帶和維護(hù)不便。目前生產(chǎn)RFID讀寫器的廠家，如廣東勁翔金卡公司生產(chǎn)的FID電子標(biāo)簽CF閱讀卡只能鍵盤操作，雖然便于攜帶，但是不便于維護(hù)；山于使用按鍵手持式RFID，不但操作不便，而且不能對現(xiàn)場進(jìn)行多用途維護(hù)，只能讀寫RFID卡，不能進(jìn)行網(wǎng)口FTP、USB接口、SD卡等各種調(diào)試需要。
(3)使用文字單一。目前的嵌入式控制的觸摸屏僅顯示英語或者專門開發(fā)的漢字平臺，沒有將英漢結(jié)合，更沒有適合多種語言和文字的觸摸操作RFID產(chǎn)品，因此對于中國大陸目前中英文混合操作的場合不適合。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種嵌入式RFID卡識別便攜裝置及識別方法，以實(shí)現(xiàn)在多種現(xiàn)場對RFID卡的識別和維護(hù)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的嵌入式RFID卡識別便攜裝置是將讀寫器與嵌入式系統(tǒng)組合為一體，其中嵌入式系統(tǒng)包括ARM9模塊和觸摸屏，ARM9模塊分別設(shè)有網(wǎng)口FTP、SD卡、USB接口、USB2.0下載接口，觸摸屏與ARM9模塊雙向連接；讀寫器包括內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊、RS232通信指示電路和電源，該電源通過電源反接報(bào)警電路與內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊相連接；該內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊與ARM9模塊之間通過RS232接口雙向連接；觸摸屏給ARM9模塊發(fā)送讀或?qū)懙闹噶?，ARM9模塊將該指令經(jīng)過通信編碼后，再通過RS232接口發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行協(xié)議編碼，并發(fā)送給內(nèi)置天線，內(nèi)置天線將該編碼后的讀或?qū)懼噶畎l(fā)送給RFID卡執(zhí)行，RFID卡將執(zhí)行后的信息返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼，再通過RS232接口傳遞給ARM9模塊，在觸摸屏上顯示，完成RFID卡識別的讀或?qū)懖僮鳌?br> 上述RFID卡識別便攜裝置，其中ARM9模塊中固化有控制RS232接口發(fā)送操作指令和傳遞識別RFID卡信息的程序，以完成內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的讀寫功能和對RFID卡的維護(hù)功能。
上述RFID卡識別便攜裝置，其中ARM9模塊中還固化有各接口的控制程序，以分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)口FTP、SD卡、USB接口和RS232通信。
上述RFID卡識別便攜裝置，其中ARM9模塊中固化有漢字表庫文件和漢字與英文混合的程序，并將漢字輸入設(shè)置為一個(gè)選擇功能，當(dāng)需要輸入漢字時(shí)輸入拼音法即可自動(dòng)檢索漢字，當(dāng)輸入英文時(shí)，自動(dòng)停止?jié)h字檢索。
上述RFID卡識別便攜裝置，其中電源防反接報(bào)警電路由二極管D1、電阻R1和蜂鳴器P組成，該二極管D1反向連接，電阻R1與二極管D1串聯(lián)連接作為限流電阻，蜂鳴器P的一端與電阻R1連接，組成報(bào)警電路，保護(hù)讀寫器不會(huì)因?yàn)殡娫礃O性反接而燒壞。
利用本發(fā)明裝置進(jìn)行讀寫識別的方法，包括如下主動(dòng)式步驟第一步用戶在觸摸屏發(fā)送讀或?qū)懼噶罱oARM9模塊；第二步ARM9模塊對讀或?qū)懼噶钸M(jìn)行通信編碼后發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊；第三步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊通過協(xié)議編碼發(fā)送指令信息給自身的內(nèi)置天線，該內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息發(fā)送給RFID卡；第四步RFID卡執(zhí)行讀寫指令后，將自身的編碼信息通過內(nèi)置天線返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼處理，并將處理后的數(shù)字信息結(jié)果發(fā)送給ARM9模塊；第五步ARM9模塊對傳送來的所述信息進(jìn)行對、錯(cuò)判斷處理之后，發(fā)送給觸摸屏顯示。
利用本發(fā)明裝置進(jìn)行讀識別的方法，還可包括如下被動(dòng)式步驟第一步用戶在觸摸屏發(fā)送讀指令給ARM9模塊；第二步ARM9模塊對讀指令進(jìn)通信編碼，并將編碼后的讀指令發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊；第三步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊通過協(xié)議編碼將所述讀指令信息發(fā)送給自身的內(nèi)置天線，并由該內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息發(fā)送給RFID卡；第四步RFID卡執(zhí)行讀指令后，將自身的編碼信息再返回給所述內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼處理，并將處理后的數(shù)字信息結(jié)果發(fā)送給ARM9模塊；第五步ARM9模塊對傳送來的數(shù)字信息進(jìn)行對、錯(cuò)判斷處理之后，發(fā)送給觸摸屏顯示。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)由于在嵌入式系統(tǒng)中固化有讀寫控制軟件，可以完成對讀寫器的控制功能，從而方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況選擇合適的工作方式；
(2)由于在嵌入式系統(tǒng)中固化有接口功能軟件，如USB接口、SD卡接口、網(wǎng)口FTP、RS232接口，可方便用戶的自由選擇，從而實(shí)現(xiàn)對多種接口多功能的用途，如采取USB接口或SD卡接口的磁盤數(shù)據(jù)庫管理方式，對現(xiàn)場的RFID卡進(jìn)行測試，驗(yàn)證卡是否失效。
(3)由于在嵌入式系統(tǒng)中固化有漢字和漢字輸入控制程序，可完成漢字輸入和中英文的混合輸入功能；(4)于增加了電源極性反接報(bào)警電路，可實(shí)現(xiàn)對內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的保護(hù)功能；(5)由于將嵌入式系統(tǒng)與讀寫器相結(jié)合，體積小、重量輕，攜帶方便，容易滿足技術(shù)人員外地出差調(diào)試使用的需求；(6)由于設(shè)計(jì)上采取了交、直流雙置電源的選擇，可以根據(jù)使用的場合靈活選擇電源；(7)由于設(shè)計(jì)上采取讀寫識別的主動(dòng)式方法和被動(dòng)式方法，便于完成不同場合的應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)原理2是本發(fā)明嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理3是讀寫器結(jié)構(gòu)原理4是本發(fā)明對RFID卡讀寫主動(dòng)識別的流程5是本發(fā)明對RFID卡讀被動(dòng)識別流程圖具體實(shí)施方式
以下參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
參照圖1，本發(fā)明由嵌入式系統(tǒng)和讀寫器兩部分組成。
所述的嵌入式系統(tǒng)包括ARM9模塊10、電源1和觸摸屏9。該觸摸屏與ARM9模塊雙向連接，其中ARM9模塊選用三星生產(chǎn)的2410芯片，分別設(shè)有FTP網(wǎng)口6、SD卡3、USB接口5、USB2.0下載接口2和語音輸入接口4；每個(gè)接口均有各自的控制程序，這些控制程序被固化在ARM9模塊中，同時(shí)ARM9模塊中還固化有控制RS232接口發(fā)送指令和傳遞RFID卡信息的程序，及漢字表庫文件和漢字與英文混合的程序；電源1是由交流220伏整流為+5V直流或直接+5V電池直流輸入，對交流220V整流配有整流器端子，再串接0.5A的保險(xiǎn)絲以及手動(dòng)開關(guān)組成，該+5V直流電輸入直接給ARM9模塊，如圖2所示。
該觸摸屏9用以完成向ARM9模塊10發(fā)送讀或?qū)懙闹噶詈惋@示RFID卡識別信息；該ARM9模塊受RS232接口程序的控制，用以完成向讀寫器發(fā)送指令和向觸摸屏傳送處理后的RFID卡識別信息；電源1向ARM9模塊提供+5V直流電。
所述的讀寫器包括內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊15、RS232通信指示電路14、電源11、電源反接報(bào)警電路12、電源檢測指示電路13；該電源11由三端穩(wěn)壓器LM7805、外接整流輸入的+7.5V~+12V直流輸入、+5V直流輸入、K2單刀雙置開關(guān)、0.5A的保險(xiǎn)絲、手動(dòng)開關(guān)K1、電容C1組成。其中三端穩(wěn)壓器LM7805提供直流電壓變換，將輸入的直流電壓穩(wěn)定輸出在+5V上，該+5V直流供讀寫器工作，直接+5V直流輸入時(shí)，通過K2換向。該電源防反接報(bào)警電路12由二極管D1、電阻R1和蜂鳴器P組成，其中，二極管D1反向連接，電阻R1與二極管D1串聯(lián)連接作為限流電阻，蜂鳴器P的一端與電阻R1連接，組成報(bào)警電路，保護(hù)讀寫器不會(huì)因?yàn)殡娫礃O性反接而燒壞。該電源檢測指示電路13由電阻R2和紅色指示燈LED組成，當(dāng)電源正常時(shí)，電阻R2限流后紅色指示燈LED正常顯示，否則其被大電流燒斷或極性接反而不工作。該RS232通信指示電路14，由綠色指示燈LED、限流電阻R3、功率放大管T、RS232的收發(fā)線組成，RS232的收發(fā)線信號控制T功率放大器以推動(dòng)綠色指示燈LED點(diǎn)亮，當(dāng)其閃爍時(shí)表明RS232接口正在通信，如圖3所示。
該內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊15選用飛利浦Philips公司生產(chǎn)的專用RFID編碼解碼芯片MFRC500和印刷天線組成，完成功率放大、編碼、解碼、RS232通信等功能。該內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊15用于完成向RFID卡提供能量、執(zhí)行對RFID卡的讀或?qū)?、并對RFID卡的讀或?qū)懼噶罹幋a，及對RFID卡的讀或?qū)懲瓿珊蟮腞FID卡返回的調(diào)幅波進(jìn)行檢波和解調(diào)，得到的解調(diào)信息進(jìn)行解碼之后，再通過RS232接口傳送回ARM9模塊10。該RS232通信指示電路14用以完成對ARM9模塊10與內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊15通信狀態(tài)的監(jiān)測指示。該電源11通過電源反接報(bào)警電路12給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊15提供電。該電源反接報(bào)警電路12完成對電源11的極性監(jiān)測報(bào)警，以及對反接電源極性時(shí)的保護(hù)作用。該電源監(jiān)測指示電路13完成對內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊15的+5伏電源是否正常進(jìn)行指示。
所述的讀寫器與嵌入式系統(tǒng)之間的連接是通過讀寫器內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊與嵌入式系統(tǒng)中的ARM9模塊進(jìn)行，即通過RS232接口8將內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊與ARM9模塊雙向連接，滿足遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?br> 利用本發(fā)明裝置對RFID卡進(jìn)行識別的方法，分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。
參照圖4，利用本發(fā)明裝置對RFID卡進(jìn)行主動(dòng)讀寫識別的方法，按如下過程進(jìn)行第一步用戶在觸摸屏發(fā)送讀或?qū)懼噶?，即點(diǎn)擊讀寫RFID卡的控制程序中的讀或?qū)懙闹噶?，同時(shí)可以選擇RFID卡相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，以期望完成對指定數(shù)據(jù)塊的讀或?qū)?；若是對RFID卡指定數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀操作直接點(diǎn)擊讀命令，若是對RFID卡指定數(shù)據(jù)塊進(jìn)行寫操作，先在提示框中輸入需要寫入RFID卡中且不超過十六個(gè)字節(jié)的中英文字符，其中漢字一個(gè)占用二個(gè)字節(jié)，再點(diǎn)擊寫命令；第二步ARM9模塊對讀或?qū)懼噶钸M(jìn)通信編碼，即ARM9模塊開發(fā)出來的應(yīng)用軟件將讀或?qū)懼噶罹幋a為便于RS232接口通信的代碼，讀指令編碼為十六進(jìn)制的AA，寫指令編碼為十六進(jìn)制的55，這樣便于區(qū)分命令；同時(shí)加入奇偶校驗(yàn)位，防止通信數(shù)據(jù)傳遞錯(cuò)誤產(chǎn)生；對指定讀寫的RFID卡的數(shù)據(jù)塊，直接加在讀或?qū)懨钭种?；對寫指令在?shù)據(jù)塊數(shù)目之后還加入需要寫入的中英文字符信息，其中的中文字符一個(gè)字符占二個(gè)字節(jié)，英文和阿拉伯?dāng)?shù)字每個(gè)字符只占一個(gè)字節(jié)；第三步ARM9模塊對自身的RS232接口進(jìn)行檢測，防止RS232接口故障造成讀或?qū)懖僮鞯氖?；ARM9模塊對自身的RS232接口首先發(fā)送十六進(jìn)制的FF，然后接收RS232接口返回的信息，若是返回十六進(jìn)制的00，則ARM9模塊的RS232接口電氣連接正常，否則電氣連接出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要用戶進(jìn)行電氣連接檢查，該ARM9模塊的RS232接口檢測的相應(yīng)結(jié)果提示在觸摸屏上，便于用戶及時(shí)掌握情況，并做出相應(yīng)動(dòng)作；當(dāng)ARM9模塊的RS232接口檢測結(jié)果正常時(shí)，嵌入式系統(tǒng)將編碼好的讀寫命令通過ARM9模塊的RS232接口發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊；第四步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊接收到ARM9模塊的指令后，對其進(jìn)行奇偶校驗(yàn)是否正確，若是正確，則進(jìn)行指令識別，即識別讀或?qū)?，以及識別對RFID卡某個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀或?qū)?；若是校?yàn)錯(cuò)誤，則返回給ARM9模塊RS232接口通信錯(cuò)誤信息，編碼為十六進(jìn)制的0101，ARM9模塊通過RS232接口將該錯(cuò)誤代碼進(jìn)行識別后，在觸摸屏上顯示RS232接口傳送命令錯(cuò)誤的信息；當(dāng)內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊接收到ARM9模塊的指令對其進(jìn)行奇偶校驗(yàn)是正確的，接著識別ARM9模塊發(fā)送的指令是讀還是寫，以及對RFID卡某個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀或?qū)懼?，?nèi)置天線的Mifare讀寫模塊中的專用編碼解碼芯片對該指令按照WD ISO/IEC 14443，type A國際標(biāo)準(zhǔn)RFID卡通信協(xié)議編碼，將編碼信息調(diào)制在13.56MHz的載頻上，并發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線；第五步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息以磁場近場耦合的方式通過空氣接口發(fā)送給RFID卡；第六步RFID卡接收到內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息以磁場近場耦合的方式通過空氣接口發(fā)送的電磁場信息，經(jīng)過自身的天線接收、檢波、解調(diào)后得到讀或?qū)懼噶詈拖鄳?yīng)的數(shù)據(jù)塊，對寫指令還要解調(diào)出將要寫入自身數(shù)據(jù)塊的字符信息；接著RFID卡執(zhí)行讀或?qū)懼噶睿⒆陨碇付ǖ臄?shù)據(jù)塊內(nèi)容讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)之后，按照WD ISO/IEC 14443，type A國際標(biāo)準(zhǔn)RFID卡通信協(xié)議編碼調(diào)制在13.56MHz的載頻上，返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線；第七步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線將接收到的RFID卡的信息傳送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊中的專用編碼解碼芯片，對RFID卡返回的信息進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼，得到RFID卡的數(shù)字信息；第八步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊將得到的RFID卡的數(shù)字信息通過RS232接口發(fā)送給ARM9模塊；第九步ARM9模塊對傳送來的RFID卡信息進(jìn)行中英文分析之后，按照中英文字符編碼方式發(fā)送給觸摸屏進(jìn)行中英文顯示。
上述步驟進(jìn)行完畢后整個(gè)裝置處于待機(jī)狀態(tài)，等待用戶下一條讀或?qū)懖僮?，可?jié)省電源。
參照圖5，利用本發(fā)明裝置對RFID卡進(jìn)行被動(dòng)讀識別的方法，按如下過程進(jìn)行第一步用戶在觸摸屏發(fā)送讀指令，即用戶啟動(dòng)被動(dòng)讀識別RFID卡的應(yīng)用程序，觸摸屏上用戶輸入對RFID卡需要指定讀取的數(shù)據(jù)塊后，點(diǎn)擊讀取命令，整個(gè)控制程序轉(zhuǎn)入一直對RFID卡指定的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀操作的過程中，用戶不需要輸入下一次讀取RFID卡的數(shù)據(jù)塊和讀取指令；也就是說用戶只需要對讀RFID卡進(jìn)行一次操作，以后讀取RFID卡的狀態(tài)一直被執(zhí)行；第二步ARM9模塊對讀指令進(jìn)通信編碼，即ARM9模塊開發(fā)出來的應(yīng)用軟件將讀指令編碼為便于RS232接口通信的代碼，讀指令編碼為十六進(jìn)制的AA；同時(shí)加入奇偶校驗(yàn)位，防止通信數(shù)據(jù)傳遞錯(cuò)誤產(chǎn)生；對指定讀的RFID卡的數(shù)據(jù)塊，直接加在讀命令字之后；第三步ARM9模塊對編碼后的讀指令發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊，即ARM9模塊對自身的RS232接口進(jìn)行檢測，防止RS232接口故障造成讀操作的失??；ARM9模塊對自身的RS232接口首先發(fā)送十六進(jìn)制的FF，然后接收RS232接口返回的信息，若是返回十六進(jìn)制的00，則ARM9模塊的RS232接口電氣連接正常，否則電氣連接出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要用戶進(jìn)行電氣連接檢查，該ARM9模塊的RS232接口檢測的相應(yīng)結(jié)果提示在觸摸屏上，便于用戶及時(shí)掌握情況，并做出相應(yīng)動(dòng)作；當(dāng)ARM9模塊的RS232接口檢測結(jié)果正常時(shí)，嵌入式系統(tǒng)將編碼好的讀命令通過ARM9模塊的RS232接口發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊；第四步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊通過協(xié)議編碼發(fā)送讀指令信息給自身的內(nèi)置天線，即內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊接收到ARM9模塊的指令后，對其進(jìn)行奇偶校驗(yàn)是否正確，若是正確，則進(jìn)行指令識別，即識別讀或?qū)?，以及識別對RFID卡某個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀或?qū)懀蝗羰切ｒ?yàn)錯(cuò)誤，則返回給ARM9模塊RS232接口通信錯(cuò)誤信息，編碼為十六進(jìn)制的0101，ARM9模塊通過RS232接口將該錯(cuò)誤代碼進(jìn)行識別后，在觸摸屏上顯示RS232接口傳送命令錯(cuò)誤的信息；當(dāng)內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊接收到ARM9模塊的指令對其進(jìn)行奇偶校驗(yàn)是正確的，接著識別指令是讀或?qū)?，以及識別對RFID卡某個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀或?qū)懼?，?nèi)置天線的Mifare讀寫模塊中的專用編碼解碼芯片對該指令按照WD ISO/IEC 14443，type A國際標(biāo)準(zhǔn)RFID卡通信協(xié)議編碼，將編碼信息調(diào)制在13.56MHz的載頻上，并發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線；第五步該內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息發(fā)送給RFID卡，即內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息以磁場近場耦合的方式通過空氣接口發(fā)送給RFID卡；第六步RFID卡執(zhí)行讀指令后，將自身的信息返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線，即RFID卡接收到內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息以磁場近場耦合的方式通過空氣接口發(fā)送出電磁場信息，經(jīng)過自身的天線接收、檢波、解調(diào)后得到讀或?qū)懼噶詈拖鄳?yīng)的數(shù)據(jù)塊，對寫指令還要解調(diào)出將要寫入自身數(shù)據(jù)塊的字符信息；RFID卡接著執(zhí)行讀或?qū)懼噶?，并將自身指定的?shù)據(jù)塊內(nèi)容讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)之后，將該數(shù)字信息按照WD ISO/IEC 14443，type A國際標(biāo)準(zhǔn)RFID卡通信協(xié)議編碼調(diào)制在13.56MHz的載頻上，返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的內(nèi)置天線；第七步該內(nèi)置天線將編碼信息傳送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行處理，即內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊中的內(nèi)置天線將接收到的RFID卡信息傳送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊中的專用編碼解碼芯片，對RFID卡返回的編碼信息進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼，得到RFID卡的數(shù)字信息；第八步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊將處理后的數(shù)字信息結(jié)果發(fā)送給ARM9模塊，即內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊將得到的RFID卡的數(shù)字信息通過RS232接口發(fā)送給ARM9模塊；第九步ARM9模塊對內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊傳送來的信息進(jìn)行對、錯(cuò)判斷處理之后，發(fā)送給觸摸屏顯示，即ARM9模塊對傳送來的RFID卡信息進(jìn)行數(shù)字編碼錯(cuò)或?qū)Ρ容^分析，若是判斷結(jié)果為正確，則將分析結(jié)果再按照中英文的不同編碼方式，發(fā)送給觸摸屏進(jìn)行顯示讀取指定數(shù)據(jù)塊RFID卡的信息；若是判斷結(jié)果錯(cuò)誤，則將出錯(cuò)信息送往觸摸屏漢字方式顯示。
上述步驟進(jìn)行完畢后整個(gè)裝置進(jìn)入第一步繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行，如果裝置斷電后停止工作，用戶不需要重復(fù)操作讀指令，讀指令可自動(dòng)執(zhí)行。對被動(dòng)方式下的寫操作與被動(dòng)方式下的讀操作相似，只是在第一步中需要加入將要寫入指定數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例1將本發(fā)明裝置應(yīng)用于某大學(xué)校園一卡通管理進(jìn)行測試，將自身的網(wǎng)口與校園服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行連接，就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的終端使用，完成飯卡交費(fèi)、門禁、圖書管理等綜合功能。
應(yīng)用實(shí)例2將本發(fā)明應(yīng)用于Mifare卡質(zhì)量檢測，將本發(fā)明裝置工作在被動(dòng)讀RFID卡識別方式，并采用流水線的方式，將生產(chǎn)的RFID卡用傳送帶從本發(fā)明裝置的讀寫器上經(jīng)過，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識別檢測RFID卡的質(zhì)量好壞。
應(yīng)用實(shí)例3將本發(fā)明應(yīng)用于網(wǎng)吧收費(fèi)管理，將本發(fā)明裝置開機(jī)工作，首先上機(jī)人員進(jìn)來時(shí)將RFID卡在本發(fā)明裝置進(jìn)行開始上機(jī)時(shí)間識別，該開始時(shí)間信息被保存在RFID卡上，同時(shí)將本發(fā)明裝置開發(fā)的接口USB與外界的U盤或移動(dòng)硬盤連接，或者本發(fā)明裝置開發(fā)的SD卡接口與外界的SD卡連接自動(dòng)登記RFID卡的ID號；當(dāng)上機(jī)人員完成上機(jī)后，將RFID卡再次被本發(fā)明裝置進(jìn)行識別，二次識別的時(shí)間差就是上機(jī)人員的上機(jī)時(shí)間，再乘以每小時(shí)的上機(jī)收費(fèi)即可得到總的上機(jī)費(fèi)用。
應(yīng)用實(shí)例4將本發(fā)明應(yīng)用于門禁測試，即將本發(fā)明裝置作為服務(wù)器，對網(wǎng)口FTP進(jìn)行集線器擴(kuò)展，每個(gè)房間的門口安裝一個(gè)本發(fā)明裝置的讀寫器，當(dāng)客人使用已經(jīng)注冊的RFID卡時(shí)才能進(jìn)入房間，否則屬于非法，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門禁網(wǎng)絡(luò)管理功能。
應(yīng)用實(shí)例5將本發(fā)明應(yīng)用RFID卡讀寫器維修，即將本發(fā)明的裝置充當(dāng)維護(hù)工具，使用本發(fā)明裝置的讀寫操作功能，就可以驗(yàn)證現(xiàn)場的RFID卡是否失效。若RFID卡正常，則可以確定現(xiàn)場的RFID讀寫器肯定故障，這樣可以及時(shí)定位故障。同時(shí)，當(dāng)技術(shù)人員維修好現(xiàn)場的RFID卡的讀寫器時(shí)，本發(fā)明裝置就可以充當(dāng)比對檢查的工具使用。
應(yīng)用實(shí)例6將本發(fā)明應(yīng)用RFID卡的大量發(fā)卡機(jī)構(gòu)，將本發(fā)明的裝置工作在被動(dòng)式寫操作的環(huán)境下，將需要寫入的相同的保密信息類似實(shí)例2的應(yīng)用，將身份證從本發(fā)明的讀寫器上流水線傳送過去，即可完成寫入信息的任務(wù)。
名詞解釋Mifare讀寫模塊指對飛利浦Philips公司生產(chǎn)的Mifare型號非接觸RFID卡滿足ISO14443 Type A，ISO14443 Type B，ISO15693，進(jìn)行讀或?qū)懖僮鞴δ艿碾娐贰?br> ARM9模塊ARM是Adanced RISC Machines縮寫，是一個(gè)公司名字，也是一種處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)名字。ARM9模塊表示基于ARM第九代微處理器而開發(fā)出來的功能電路。
RS232接口就是串口，有很多工業(yè)儀器和計(jì)算機(jī)將它作為標(biāo)準(zhǔn)通信端口。
網(wǎng)口FTPFTP是File Transfer Protocol縮寫，在Internet上用來傳送文件的協(xié)議即文件傳輸協(xié)議。它是為了能夠在Internet上互相傳送文件而制定的文件傳送標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了Internet上文件如何傳送。
SD卡是Secure Digital Memory Card縮寫，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備。SD卡由日本松下、東芝及美國SanDisk公司于1999年8月共同開發(fā)研制。大小猶如一張郵票的SD記憶卡，重量只有2克，但卻擁有高記憶容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移動(dòng)靈活性以及很好的安全性。
USB接口USB是英文Universal Setial Bus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”，它是一種應(yīng)用在個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和工業(yè)控制領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。這里指USB1.1接口，它的傳輸速度為12Mbps。
USB2.0下載接口是指由COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS這7家廠商聯(lián)合制定了USB2.0接口標(biāo)準(zhǔn)，USB2.0將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，這里指專門使用USB2.0接口作為專門的下載程序的接口。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式RFID卡識別便攜裝置，包括讀寫器，其特征在于將讀寫器與嵌入式系統(tǒng)結(jié)合為一體，該嵌入式系統(tǒng)包括ARM9模塊(10)和觸摸屏(9)，ARM9模塊分別設(shè)有網(wǎng)口FTP(6)、SD卡(3)、USB接口(5)、USB2.0下載接口(2)；讀寫器包括內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊(15)、RS232通信指示電路(14)和電源(11)，該電源通過電源反接報(bào)警電路(12)與內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊(15)相連接；該內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊(15)與ARM9模塊(10)之間通過RS232接口(8)雙向連接；觸摸屏(9)給ARM9模塊(10)發(fā)送讀或?qū)懙闹噶?，ARM9模塊將該指令通過RS232接口發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊(15)進(jìn)行編碼，并發(fā)送給內(nèi)置天線，內(nèi)置天線將編碼后的讀或?qū)懼噶畎l(fā)送給RFID卡執(zhí)行，將執(zhí)行后的信息返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊(15)進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼，再通過RS232接口傳遞給ARM9模塊(10)，在觸摸屏上顯示，完成對RFID卡識別的讀或?qū)懖僮鳌?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于ARM9模塊中固化有讀和寫的控制程序，以完成內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊的讀寫功能和對高頻射頻識別RFID卡的維護(hù)功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于ARM9模塊中還固化有各接口的控制程序，以分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)口FTP、SD卡、USB接口和RS232接口通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于ARM9模塊中固化有漢字表庫文件和漢字與英文混合的程序，當(dāng)需要輸入漢字時(shí)輸入拼音即可自動(dòng)檢索漢字，當(dāng)輸入英文時(shí)，自動(dòng)停止?jié)h字檢索。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于讀寫器的電源防反接報(bào)警電路(12)由二極管D1、電阻R1和蜂鳴器P組成，該二極管D1反向連接，電阻R1與二極管D1串聯(lián)連接作為限流電阻，蜂鳴器P的一端與電阻R1連接，組成報(bào)警電路，保護(hù)讀寫器不會(huì)因?yàn)殡娫礃O性反接而燒壞。
6.一種利用權(quán)利要求1所述的裝置對RFID卡進(jìn)行讀寫識別的方法，包括如下主動(dòng)式步驟第一步用戶在觸摸屏發(fā)送讀或?qū)懼噶罱oARM9模塊；第二步ARM9模塊對讀或?qū)懼噶钸M(jìn)行通信編碼后發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊；第三步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊通過協(xié)議編碼發(fā)送指令信息給自身的內(nèi)置天線，該內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息發(fā)送給RFID卡；第四步RFID卡執(zhí)行讀寫指令后，將自身的編碼信息通過內(nèi)置天線返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼處理，并將處理后的數(shù)字信息結(jié)果發(fā)送給ARM9模塊；第五步ARM9模塊對傳送來的所述信息進(jìn)行對、錯(cuò)判斷處理之后，發(fā)送給觸摸屏顯示。
7.一種利用權(quán)利要求1所述的裝置對RFID卡進(jìn)行讀識別的方法，包括如下被動(dòng)式步驟第一步用戶在觸摸屏發(fā)送讀指令給ARM9模塊；第二步ARM9模塊對讀指令進(jìn)通信編碼，并將編碼后的讀指令發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊；第三步內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊通過協(xié)議編碼將所述讀指令信息發(fā)送給自身的內(nèi)置天線，并由該內(nèi)置天線將協(xié)議編碼信息發(fā)送給RFID卡；第四步RFID卡執(zhí)行讀指令后，將自身的編碼信息再返回給所述內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼處理，并將處理后的數(shù)字信息結(jié)果發(fā)送給ARM9模塊；第五步ARM9模塊對傳送來的數(shù)字信息進(jìn)行對、錯(cuò)判斷處理之后，發(fā)送給觸摸屏顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高頻射頻卡RFID卡的識別裝置。該裝置將讀寫器與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合，其中，嵌入式系統(tǒng)包括ARM9模塊和觸摸屏，ARM9模塊設(shè)有網(wǎng)口FTP、SD卡、USB接口、USB2.0下載接口；讀寫器包括內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊、RS232通信指示電路和電源。該內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊與ARM9模塊之間通過RS232接口雙向連接，觸摸屏給ARM9模塊發(fā)送讀或?qū)懙闹噶?，ARM9模塊將該指令通過RS232接口發(fā)送給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行編碼，并將編碼后的讀或?qū)懼噶畎l(fā)送給RFID卡執(zhí)行，再將執(zhí)行后的信息返回給內(nèi)置天線的Mifare讀寫模塊進(jìn)行檢波、解調(diào)和解碼后傳遞給ARM9模塊，在觸摸屏上顯示，完成對RFID卡識別的讀或?qū)懖僮?。本發(fā)明可用于RFID網(wǎng)絡(luò)管理和門禁、售飯、圖書管理、網(wǎng)吧收費(fèi)，及U盤或移動(dòng)硬盤的數(shù)據(jù)管理。
文檔編號G07C9/00GK101038631SQ200710017710
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者史凌峰 申請人:西安電子科技大學(xué)