通信网络-基于S6700芯片和Tag-it协议标准的RF读写器

基于S6700芯片和Tag-it协议标准的RF读写器作者:蒋序一高佩珠来源:RFID中国网关键词:RFID,RF读写器,非接触IC卡,摘要:RFID的基本工作原理是由读写器发射特定频率的无线电磁波，当非接触IC卡接近读写器时，非接触IC卡接收电磁波能量，并将能量存储起来作为收发器所需的电能，而此时非接触IC卡也开始动作，将卡内存储的识别资料以无线电波的方式传送给读写器，最后等待读写器对资料的的进一步操作。0引言目前广泛应用于包装品、书刊、生产线等的条形码技术极有可能被一种全新的高科技射频识别技术（RFID）所取代。RFID的基本工作原理：由读写器发射特定频率的无线电磁波，当非接触IC卡接近读写器时，非接触IC卡接收电磁波能量，并将能量存储起来作为收发器所需的电能，而此时非接触IC卡也开始动作，将卡内存储的识别资料以无线电波的方式传送给读写器，最后等待读写器对资料的的进一步操作。1硬件设计1多协议读写器模块－S6700芯片本文的射频识别系统包括读写器、非接触IC卡、天线和PALM设备。S6700芯片是读写器的核心部分。该芯片是TI公司开发的针对非接触IC卡读写的多协议收发器。它工作在13.56Mhz频率下，采用SSOP20封装，+5V供电，内部封装有发送调制器和接收解调器，采用曼彻斯特编码方式。S6700芯片能够支持以下三种协议：TITAG－IT协议、ISO/IEC15693-2、ISO/IEC14443-2（TYPEA）。S6700芯片和单片机的通信主要通过时钟线（SCLOCK）、数据输入线（DIN）、数据输出线（DOUT）来完成的（见图一）。S6700芯片上M_ERR线主要表征通信的正确性。1）Sclock时钟线是双向的。在IC卡响应S6700命令之前必须进行时钟线的切换，将控制权交由S6700芯片控制。而当响应完成时MCU又将夺回时钟线的控制权。2）Din是S6700芯片数据输入线。当MCU发送数据给S6700芯片时，MCU主要依赖该线传送数据和命令给S6700芯片。3）Dout是S6700芯片数据输出线。当IC卡向S6700芯片发送回应数据时，S6700芯片通过该线向MCU数据输出。其次DOUT线还用来表征S6700芯片内部数据缓冲区的情况。（后面将详细介绍数据缓冲部分）4）M_ERR线。在同时读多张卡的时候表征数据的冲突情况。M_ERR线平时为低电平，存在多卡冲突时此线会升为高电平。2通信协议S6700芯片规定一系列的时序，必须严格按照它的时序来一步步的完成操作。图二是读写器和非接触IC卡一次简单通信的完整时序图。其中S6700芯片的Sclock时钟线、Din时钟线、Dout时钟线分别由MCU的P1.2线、P1.4线和P1.5线控制。2.1指令时序结构下面将对图二中S6700芯片一些基本指令的时序结构加以说明。1)TransmitterOffCommand（发送器关闭命令）图三所示时序作用是快速关闭S6700芯片的载波信号。2)TransmitterOnCommand（发送器开启命令）载波可以被每条指令自动开启(除了configurationcommands)。最快开启载波的方法是在寄存器模式下执行一条不带数据域的指令。3)ClockSwitchCommand（时钟切换命令）命令发送过程中，双向时钟线SCLOCK由MCU控制，发送完毕，在接收卡响应之前必须进行时钟线的切换，将控制权交由S6700芯片控制。而当响应完成时MCU又将夺回时钟线的控制权，因此就涉及到时钟切换的问题。a.TRAN1：在TRAN1过程中，MCU把SCLOCK线的控制权交给读写器。当读写器取得SCLOCK线的控制权后，IC卡会发出S2（相当于卡发出的开始帧），然后发出数据和ES2（相当于卡发出的结束帧）。MCU放弃时钟接口控制波形。b.TRAN2：在TRAN2过程中，MCU夺回SCLOCK线的控制权。4)FIFOCommand因为MCU无法控制读写器向IC卡的写卡速度，所以S6700芯片必须提供一种机制暂时存储来自MCU的数据，这种机制就是缓存器管理机制。S6700芯片有一个16bit的FIFO。在写卡过程中当DOUT为高电平时，SCLOCK将无时钟信号，这时说明S6700芯片缓存器已满，并要求MCU停止发送数据。于是MCU必须等待直到DOUT又变为低电平才能继续发送数据，这时表明S6700芯片缓存器已清空。徐刚：RFID与移动通信技术结合应用具有广阔前景中国移动广东公司集团客户部总经理徐刚徐刚：各位来宾下午好！我的题目是RFID的研究计划从以下两个方面做一下介绍：第一，从视角角度看一下RFID的发展情况。第二，看信息化。第三，看RFID与移动信息化的结合能给我们带来什么实际的应用。RFID的技术我们现在不探讨了，因为现在上午唐总监做了详细的汇报，简单来说RFID是推动射频技术的识别信息。2006年6月份，科技部第十部位联合发布的中国射频识别技术政策白皮书，2006年RFID的行业收入，不管是卖出的RFID的标签，在技术发展之后，2006年的销售额相当于前几年的3倍。经我们预测2008年RFID的标签在全球供应链达到40亿美元，在中国我介绍一下RFID发展规划，现在是第一阶段，在产业话核心技术研发、标准制定等方面取得突破，在标杆的行业取得突破，成长期第一方面扩大规模，尤其是成熟期，整合产业链提高RFID的应用效率，RFID的技术特点，在物流方面或者是移动放目前流动方面相关的行业都会用到这个基础，比如说制造业物业零售等等。（PPT）第一讲零售的供应链RFID的技术，对于供应链的关系效率大大提高，产业供应链链最关键的供应链，通过RFID的标签，通过这种管理，通过这种供应链的管理，目前阶段这种过程在沃尔玛阶段已经使用了，形成了库存问题这个是RFID的技术，RFID的技术帮助从货水平降低了四分之一，我们相当于人工的成本，我们提高了效益，另一方面在库存方面，RFID的在库存方面又是一个使用非常保障，目前需求很大的一个范围，目前阶段在库存管理还主要是劳动时间密集型的过程。目前像欧洲大型的零售商买货，一年只能进三到两次，通过地面的擦车，目前欧洲大型的零售商只要两个员工一个小时就可以完成对百货公司的检查。另外就是跟踪，这个前面也是RFID使用范围，目前药品是人命关天的事情，假药是会出问题，药品的RFID的防伪非常重要的部分，在药品使用RFID是现在非常好的领域。目前在美国，所有的处方药都有RFID可以提供更好的供应链管理，目前阶段效果非常明显，提高了药品存货量的控制。（PPT）应该说RFID在产品的一个制作行业、在运输、过关方面都可以非常好的应用，RFID到底应用到什么程度？今天上午谢局长讲到了，第一个物联网的概念，第二讲到无所不在的概念。RFID从出生开始，和移动通信移动无线通信领域的结合是天生就要在一起，才可以做到无所不在，一个方向是有移动信息化结合，实现物流、信息流资金流三者合一，一旦通过RFID和移动信息化相结合，实际上可以做到物流和资金流的合一，在任何地点三个都是可以的。第二个就是应用范围的很广阔，我对企业内部的管理，第二通过供货服务的平台，可以拓展到各个领域，产品只要流动各个环节都可以RFID和信息化的结合。第三，将来的RFID可以涉及到终端物品识别，到用户手里的话这个级别就要广泛深入，包括现在移动支付利用RFID的技术等等支付，这样的话，物品和物品之间物联网，移动信息之间的信息网，商业资金流的商业网络，也就是我们提到，可能每一个苹果都会变成我们的客户，或者我们的服务的对象，这个是非常庞大的。刚才讲到RFID发展的应用，也可以看到RFID和信息化结合的潜力，下面介绍一下用信息化发展的情况。目前阶段实际上现在讲到了，超过5个亿，实际上超过6个亿，为什么这么说？现在远远超过PC的量，也就是说，互联网进入移动互联网的时代，以前叫PC时代。刚才讲了移动用户超过6个亿，移动用户和互联网的比较，也超过互联网的用户，目前阶段移动和互联网结合产生效果，可以看到后面的图，可以讲移动互联网和信息化促进人类的第二次净化，以前人是四肢着地，渐渐因为电脑的产生大家又做下去，随着电脑和手机的发展，人又慢慢占起来，从这个角度来讲，可以任何时间到任何地方都可以。包括现在定位服务的，包括现在的行业应用都是可以使显得，移动信息化不仅仅是讲移动终端，任何用信息化都可以讲到移动加互联网，手机都渠道都终端的结合，才是移动信息化的一个内容。移动信息化的发展或者移动的发展已经从量变到质变，移动化有什么样得志便，目前我每一个人的体会，现在的不管是工作、还是生活经济等等都有一定的发展趋势，随着这个发展目前阶段移动化趋势已经从量变到质变，可以知道大家打电话的时间，可以用移动电话打电话的时间，这个比例可以见到新的情报，远远超过固定电话的时间。移动信息化上午谢局长讲到无所不在，无所不在一定需要一个网络，现在用通信网比较大，能够覆盖到空气中任何一个角落，通过这种无所不在的网络到跟RFID技术结合，真正能做到识别，我们讲移动信息化结合将会从三V到4W，到4W就变成了无论是谁、何时何地都可以的。下面简单看一下RFID与移动信息化的一种结合，目前阶段能产生什么业务，我们都应该做什么？目前阶段与以后信息化结合在四各方面可以做的工作。第一，既然我们是一个无所不在的网络，我们RFID也需要不所不在获得采购信息，首先我们接触的无线数据的传输，会把这些信息从RFID传到后台，从后台信息传到RFID，这是一个数据传送的过程，包括将来使用表格。第二，叫全程监控，实际上现在的应用非常普及，这就是RFIDGPS的定位，就是现在的无线数据传送，最后加上工艺系统，这个时间可以实现物流，一个固体物流全程的监控，有效的实施的情况，这个是可以演变出各种各样的情况。第三，RFID的终端，一个是将RFID的模块放到手机中，第二个方向把RFID芯片和卡相结合，这种方式传播得更快，从而是卡具有区别卡的功能。第四，现在讲的移动支付，将资金流和物流结合在一起，实现随时随地的支付，将来RFID的使用将来到我们的客户，通过这种方式应用能够深层次的全范围的使用，目前阶段就是这四各方面。下面简单举几个例子，实际上对于手机终端价值链控制的比较好，定制所有的终端都有RFID模块，RFID模块通过手机支付变成钱包，现在不用带钱包，只要带一个手机就可以支付，到任何地方都可以了。现在在日本应该发展得非常好。年轻人把手机装在裤子后兜里，上车的时候运营商的体验和客户来将吸引力非常大，而且通过手机做支付还可以做电子货币的积分，这个业务发展得非常好。另外，RFID手机可以实现供应链客户服务和商标管理的操作，RFID人性化的结合第一个。而且这个关锁不能循环使用，和海关的电子关锁和电子双重功能，也就是打开的还要打开电子监控锁在，这种情况下，因为安全性保密性非常强，一旦打开马上就可以报警，从出发点到目的地中间就可以了，到目的地就可以做好了。目前，在黄埔深圳海关开始进行电子关锁的运行了。另外，正在试点RFID的结合，目前阶段我们想在传统手机阶段直接加RFID的模块，比如手机外观和手机的设计都要改变，这点方式我们把CM卡换了，现在再加一个RFID的识别。这个技术从各个试点方向来讲，基本上已经成熟了，目前正在公交支付和考勤，人的销售等等都可以投入，已经是ID，我们就可以从各个方面，跟日本的使用行为一样的，也就是说手机进了地铁口的时候一碰就可以碰了，这个正在试点的阶段，如果顺利的话，我们想我们在12月份广州地铁就可以使用了。另外，CM卡可以同时存放128张卡，停车卡、VIP卡等等。实际上我们在实际的试点中已经成功了。另外刚才提到医药，药品的特殊重要性以及药品本身的价值，在它目前阶段，在上面使用已经成为可能，基于药品防伪监督管理系统是我们药品局正在做的一个工作，目前涵盖了药品批发、制造防伪的监督管理性，从大包装到小包装，如果价值低的药品可以用了RFID，RFID这种射频标志性技术可以把颗粒做的最小，中告状做零售，最后到消费者，消费者最后可以进行方位识别，很多都会有一个RFID的