RFID智能门禁系统设计

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该RFID系统基于STM320103RCT6处理器，是在前人所做的研究中所鲜有的，该处理器具有低功耗、灵活度高、可靠性强等优点，在13.56MHz频率可有效工作，其标签的存储容量达到24K字节，既可以在读卡器间传递无线信号，又可以由IIC总线进行数据的传输，在特定的应用范围内，可有效使用，如需要在标签中携带大数据的场合。

Radio Frequency Identification技术，即RFID技术又称为射频识别技术和无线射频识别技术，是一项应用非常广泛的、发展中的技术，发展至今，其历史已临近百年。随着其发展，人们对与系统的安全性，以及标签体积样式和存储容量等方面都有了更高的要求。

本文以STM32F103RCT6微处理器为核心，配合CR95HF射频芯片构成符合ISO/IEC 14443标准的便携读卡器。

系统终端硬件包含两部分：基于STM32103RCT6处理器的控制单元和基于RC522的射频单元。控制单元是整个终端的控制枢纽；控制板集成了USB了接口、RS232接口LCD触摸屏接口，方便了系统调试和二次开发。射频单元以RC522为核心，配置了低通滤波器电路和功率放大器电路，能够满足ISO/IEC14443A协议的标签。

01 RFID读写工作原理

RFID读写器的命令收发链路由发射机和接收机两部分组成，发射机部分主要功能是产生射频信号，让系统的前端天线发射出去。此部分主要由调制器、振荡器、上变频、带通滤波器和高频功率放大等组成。其结构图如图所示。

接收机部分的功能与发射机恰好相反。接收机主要是接收射频信号。天线接收标签向空间的反向散射信号，经过带通滤波器滤除高频信号后，然后低噪声放大器将接收到的信号进行放大，接着调制解调器对放大的信号进行解调，最后将射频信号变为数字基带信号。接收机的方框图如下图所示。

本设计采用ARM处理器和RFID射频处理单元相结合的方案。这种方案开发难度相对较低，开发周期较短，釆用ARM处理器能获得较高的性能和丰富的接口，很好满足功能需求。设计中将控制单元和射频单元分开，做成两个电路板。巡检终端结构如下图所示。

02 控制电路总体设计

控制单元电路包括STM32F103RCT6处理器及其外部接口设计。重点包括GPRS接口电路设计，GPS电路接口设计，RFID接口电路设计。

STM32F103RCT6外部配置电路主要包括FLASH存储电路、SDRAM电路、RS232接口电路、触摸屏接口电路、USB接口电路，电源模块电路和JTAG调试接口电路等。控制单元硬件电路图如下图所示。

主处理器STM32F103RCT6：整个电路的控制中心，实现与RFID模块命令交和信息处理；串口、JTAG接口主要实现软件调试，为未来功能拓展预留调试接口；USB接口提供多种方式的信息传输；电源管理模块、FLASH存储模块是STM32F103RCT6正常工作的必要电路；LCD触摸屏和按键接口为整个终端提供了良好的人机接口，方便操作使用。

03 RFID显示电路设计

ALIENTEK MiniSTM32 开发板载有目前比较通用的液晶显示模块接口，还有其比较有特色的兼容性接口，还可以支持2.8寸的TTL显示屏。同时，该接口支持电阻触摸屏以及电容触摸屏等不同类型的触摸屏接口。

04 RFID识别电路设计

本系统的RFID标签采用的是型号为TJDZ-DRC522，此RFID的工作频率为13.56MHZ，采用的是SPI接口。

05 软件程序设计

本RFID系统的目的是通过终端扫描设备标签的RFID编号，将设备的编号、记录时间及设备的状态信息传送到处理器中，总体的变成思路如图所示，所以本系统的编程需要两个部分，一个是阅读器判断标签是否注册的介绍，另一个是Key0判断卡片是否上锁的介绍。使用的是MDK5.10对STM32103RCT6进行编程，上位机用的是C#进行编程。