一种便携式射频卡记录仪设计

　　1引言

　　RFID 是Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别。它是一种利用射频技术实现非接触双向通信的自动识别技术，在物流管理、汽车防盜、门禁管理、交通管理等领域有广泛的应用前景。随着射频卡使用的频繁，卡片的管理成为一个重要的问题。本文设计了一种便携式的 RFID 卡记录仪，可以快捷、方便的将大量的卡片信息记录在SD 存储卡里面，然后再通过计算机读取，录入数据库?。在交通信息采集、设备巡检上、门禁管理等领域有应用价值。

　　2平台硬件设计

　　2.1 方案选择

　　RFID 技术的国际标准有 ISO 14443、ISO 15693、ISO 18000以及 EPC 标准体系。其中现在应用最广泛的是 ISO 14443，它使用 13. 56MHz 频段进行读卡操作。MFRC531 是对应的读写器芯片。它是一块数模混合芯片，把 13.56MHz 通信的基带处理器和频带处理器集成在一块 IC 里面，全面支持 ISO14443A/B 标准。系统采用的 ARM7 处理器是 AT91SAM7S64，它集成 SPI、IIC、USB、UART 等多种数字接口，功能非常强大。相比 51 单片机系统，不需要另外扩充这些数字接口，大大提高了系统的稳定性。信息存储介质采用 SD 存储卡，体积小，可插拔，数据读取方便，现在的使用也越来越广泛。

　　2.2 硬件实现

　　硬件的总体结构如图1 所示，主要由处理器、读卡芯片、SD存储卡、用户界面、匹配电路、天线电路、射频卡组成。读卡芯片为 MFRC531，和匹配电路、天线电路一共构成读卡功能硬件，用于完成和射频卡片的非接触通信，最终读取卡片的信息;SD 存储卡完成卡片信息的存储，处理器为 AT91SAM7S64 处理器，完成读卡控制和信息存储操作。

　　芯片间数据传输选用 SPI 串行总线。SPI 串行总线是一种 4线的串行通信总线，与传统的并行总线相比，大大节省了电路端口资源。MFRC531 读写芯片和 SD 卡都支持以 SPI 方式和处理器进行通信。在SPI 总线中，设备分为主设备和从设备。它一共有 4 条线，其中一条是时钟同步线(SCK)，一条是片选线(NSS)，一条是主设备到从设备串行数据线(MOSI)，一条是从设备到主设备串行数据线(MISO)。另外除了这 4 根信号线外还应该接一根 SPI 中断信号线到处理器，实现读写过程的中断。除了 MFRC531 外，外部存储器(SD 卡)也是通过SPI 总线与处理器连接的。天线设计可以分为两种。一种是直接匹配天线，要求天线和读写器很近，这种设计主要是应用于小范围空间内或者便携式设备。另外一种是50Ω 匹配天线，要求天线和读写器有一定距离，如天线在室外而读写器在室内的一些应用。对于这种要求可以用同轴电缆连接天线和读写器。在本系统中采用直接匹配天线设计。