您好,欢迎访问三七文档
《信息识别技术》期末考试题目:基于RFID技术的IC卡设计学生姓名:专业班级:学号:院(系):完成时间:I摘要近年来,自动识别技术发展迅速,尤其是随着电子技术的高速发展和制造技术的不断进步,采用无线电和雷达技术实现的射频识别技术发展极为迅速,在物流系统、商业贸易、门禁防盗、识别技术和医学应用等领域中得到了极为广泛地支持和应用。本文绪论部分描述了IC卡的发展和现状,第一章说明了本次设计的主要工作和任务。明确了任务之后,第二章首先介绍了IC卡系统,即IC卡和读卡器的工作原理,然后进行了设计方案的选择与论证,决定采用AT89C2051单片机作为系统控制器而非FPGA,接着描述了本次非接触式IC卡的设计方案并给出了IC卡硬件结构图。在第三章依次介绍了IC卡系统硬件部分的设计,即天线的制作、整流电路、稳压电路、微处理器电路、开关电路。介绍了IC卡系统软件部分的设计,首先就本次设计所要用到的单片机基础知识做了详细的介绍,这其中包括定时控制寄存器、工作方式寄存器、中断允许控制寄存器、串行口寄存器以及串行通信控制寄存器,然后具体阐述了IC卡上的单片机编程思想,最后是本次设计所用应答器发码程序。关键词非接触式IC卡/阅读器/AT89C2051/射频识别II目录摘要.................................................I绪论...............................................................................................................................III1课题设计的主要工作和任务..................................................................................VI2IC卡系统方案设计与实现.....................................................................................VI2.1IC卡介绍..................................................................................................................VI2.2读卡器基本原理......................................................................................................VI3系统硬件设计与实现...............................................................................................VII3.1天线的制作...............................................VII3.2整流电路...............................................VIII3.3稳压电路..................................................IX3.4微处理器电路...............................................X3.5开关电路.................................................XII3.6IC卡系统完整电路图.......................................XIV结论.................................................................................................................................XV参考文献...............................................................................................................................XVIIII基于RFID技术的IC卡设计绪论IC卡是集成电路卡(IntergratedCircuitCard)的英文简称,有些国家也称之为智能卡、微芯片卡等,IC卡是在较为原始的磁卡的基础上发展起来的,它的最初设想是由日本人提出来的。1969年12月,日本的有村国孝提出一种制造安全可靠的信用卡的方法,并于1970年获得专利,那时就叫ID卡。1974年,法国的罗兰。莫雷诺发明了带集成电路芯片的塑料卡片,并获得了专利权,这就是早期的IC卡。1976年法国布尔公司研制出时间第一枚IC卡。早期的IC卡系统是接触式的,它有本身不可客服的缺点,如接触磨损、交易速率慢、难以维护、基础设施投入大等。随着信息业和服务业的全球化,在一些场合,对信息载体的便携性、安全性等方面提出更高的要求,于是非接触式IC卡以其无机械磨损、容易维护、方便使用等优点,成为IC卡中潜力最大的新军为备受国内外业界的瞩目。非接触式IC卡是当今世界先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物,是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功地将射频识别技术和IC技术结合起来,解决了无缘和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破,使卡片在靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作。非接触式IC卡一经问世,便立即引起广泛的关注。非接触式IC卡操作方便、抗干扰性高、可靠性高、安全性高的特点,使得他在一些接触式IC卡不使用或者无法使用的场所,具有无可比拟的优势被广泛应用于公交、收费、门禁系统、考勤系统等领域。目前非接触式IC卡有很多不同的标准,如IS014443A和ISO14443B等,符合不同标准的卡片在不同的领域内相互渗透和竞争。卡片类型的多样性决定了读卡器的多样性,而市场的多样性则决定了即使是同类型的应用,也可能使用IV不同类型的卡片,若读卡器只能读取某一种类型的卡片,那么在处理这个应用时必将需要多台读卡器,造成资源的重复浪费,这样的读卡器必将不能适应市场的需求,这就对读卡器的读卡能力提出了更高的要求,这也是未来的发展趋势。目前,读卡器液晶开始大量应用于各种“一卡通”系统中,这些应用对读卡器的功能要求越来越高,除了传统的对卡号的读取之外,需要能够对卡片进行更高层的数据操作,与PC设备之间能进行信息交流。为了使用这种发展趋势,非接触式IC卡的读卡器的开发与设计也能迅速发展起来。目前国内外研究现状:智能卡的发展历史并不久远,而且全球各地发展不均衡,其中欧洲发展得最早、最好。智能IC卡源于七十年代的欧洲和日本,后来由法国人提出的将处理器置入IC卡卡片中的思想得到了广泛接受,由于其具有完善的密码功能从而有效的解决了智能卡的舞弊行为。随后智能卡在1977-1998年得到了迅速发展。九十年代初期,智能卡开始应用与GSM数字移动通讯、有线电视的收费等领域。在美国,智能卡发展相对迟缓,但随着智能卡在欧洲的成功使用,其在美国产生巨大影响,尽管如此,美国在智能卡技术等领域仍处于世界领先地位。据Innovation国际发明组织统计,2005年10月到2006年9月全世界IC卡硬件产业中,IC卡及其读写设备数量分别为42000万张和877000台,其中法国分别占98%和71%,处于世界领先地位。目前,法国生产制造的IC卡不仅在数量上领先各国,其应用领域也灵活多样,如在金融、电信、医疗和交通运输等各个领域都有IC卡的应用,其中电子金融卡等已经达到经济生产规模。我国对IC卡行业的发展始于1994年,当时的中央领导特别是江泽明同志高度重视IC卡行业,高瞻远瞩,指示要发展我国自己的IC卡事业,建立“金卡工程”。虽然至今也只有短短的十几年左右时间,但是已经取得了不小的成就。我国自1994年实施“金卡”工程以来,推动了金融电子化、商业和流通领域电子化的步伐,是我国银行业务得到迅猛发展,并逐渐波及医疗、交通、社会保险、税务等领域。在我国,智能卡在各种应用领域全面开花,目前超过10个政府部门和行业推广应用了智能卡。近年来,我国的发卡量年增长率达到30%至40%已成为世界智能卡应用发展最快的国家之一。目前在我国,随着金卡工程建设的不断深入发展,IC卡系统已在众多领域V获得广泛应用,并取得了初步的社会效益。随着政府管理和支持力度的不断加大、技术研发水平的提升,IC市场竞争格局将发生深刻的变化。随着政府智能卡项目的启动,国内企业技术实力和工艺流程将发生深刻的变化。使得国外市场份额受到很大程度的限制,而国内品牌将会有快速的发展。今后的几年,是我国IC卡系统应用向纵深发展的时期,我国IC卡系统市场格局必将由无序走向有序,市场竞争必将由有限走向无限,IC卡系统市场将逐步走向成熟。但是对于尖端的CPU卡及非接触式IC卡智能射频卡制卡技术及其相应的读、写卡设备技术,仍处于落户状态。这极大地制约了IC卡行业的发展,特别是在要求有极高安全性和保密性的金融行业中,制约了我国金卡工程的实施和发展。设计和开发出更好的读卡设备,对加快我国IC卡行业的发展,特别是尖端的CPU卡及非接触式IC智能射频卡的推广应用,有着重大的意义。VI1课题设计的主要工作和任务非接触式IC卡代表了IC卡发展的方向,同接触式IC卡相比其独有的优点使其能够在绝大部分场合代替接触式IC卡的使用,而在非接触式IC卡应用系统中非接触式IC卡是关键设备。根据课题设计的要求,本课题将设计一种电子标签,它本身无电源,通过天线从阅读器的射频场获取能量。这个标签含有的识别码,用来标识标签所涵盖的信息。当标签天线线圈靠近阅读器线圈时,标签被唤醒,通过射频耦合的方式获取能量,经过整流电路,将正负交替的正弦交流电压变换成单方向的脉动电压,然后通过稳压电路稳定输出电压,使输出电压不受其它因素的影响,在获得5V左右稳定的工作电源后,电子标签的单片机部分被激活开始工作,将所存储的信息转变为二进制数字信号输出,通过开关电路进行ASK调制,把已调信号传送到天线,电子标签与读写器之间通过天线实现数据传输。该IC卡完成后,能够作为学生身份识别卡,当IC卡靠近读卡器时,读卡器对IC卡上的信息进行识别,核对无误后显示该学生的学号。2IC卡系统方案设计与实现2.1IC卡介绍目前经常接触到的IC卡有两种:接触式IC卡和非接触式IC卡。非接触式智能卡又称射频卡,是近几年发展起来的新技术。它是根据高频电磁感应原理产生的,它的操作只需要将卡放在读写器一定距离内就能实现数据交换,他成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来,将具有微处理器的集成电路芯片和天线封装与塑料基片之中。读写器采用兆频段及电磁感应技术,通过无线方式对卡片中的信息进行读写并采用高速率的半双工通信协议。其优点是应用范围广、操作方便。因此,在公交、门禁、娱乐场所等方面有广泛的应用前景。目前我国引进的射频卡主要以PHILIPS公司的MIFARE卡为主。2.2读卡器基本原理VII非接触式IC卡读卡器以射频识别技术为核心,读卡器主要功能包括调制、解调、产生射频信号(本次设计因为是单向传输,所以读卡器不含调制电路)。其结构分为射频区和接口区:射频区内含解调器和电源供电电路,直接与天线连接;接口区有与单片机相连的端口,还具有与射频区相连的接收器、数据缓冲器和控制单元。这是与IC卡实现无线通信的核心模块,也是读卡器读取并且处理接受到的IC卡信息的关键接口部分。读卡器工作时,不断向外发出一组固定频率的电磁波,当有卡靠近时,卡片内有一个LC串联谐振电路,其频率与读卡器的发射频率相同,这样在电磁波的激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容有了电荷。在这个电容的另一端,接有一个单向导电的电子汞,将电容作为电
本文标题:信息识别技术论文
链接地址:https://www.777doc.com/doc-7351719 .html