摘要：为了加快学校信息化建造，完结学校一卡通体系，规划了RFID读写器。首要概述了RFID读写器的根本原理及结构结构，并对MFRC522芯片做了简略的介绍和阐明，然后给出了实践的电路原理图及天线计算方法，并依据要害寄存器的设置给出了对Mifare卡完结读写根本功用的流程图，完结了根本的身份辨认和电子钱包等运用。结果表明，读写器读写数据精确，易于扩展，有必定的开展空间。
射频辨认(Radio Frequency Identification，RFID)技能是一种非触摸自动辨认技能，运用射频信号通过空间耦合(电感或电磁耦合)完结无触摸信息传递并通过所传递的信息到达辨认意图。
近年来，跟着学校数字化、信息化建造的逐渐深化，学校内的各种信息资源整合现已进入全面规划和施行阶段，学校一卡通以结合学校正在进行的一致身份认证、人事、学工等运用体系建造，通过一起的身份认证机制，完结数据办理的集成与同享。学校一卡通体系现已成为学校信息化建造有机的组成部分。RFID技能的广泛运用，让师生运用一张卡就可以在校内消费、考勤、就医、借书以及处理其他一切业务，然后完结“一卡在手，走遍学校”。
本文规划的RFID读写器体系以STC89C52单片机作为主控芯片，选用高度集成的非触摸式读写芯片MFRC522与ISO 14443A/Mifare卡进行无线通讯，通过芯片内部发送器驱动读写器天线与Mifare卡和应答机进行通讯，一起接纳器部分供给一个功用强大和高效的解谐和译码电路，用来处理Mifare卡和应答机的信号，完结读卡过程中的防抵触处理和对卡内E2PROM块内容的读写等功用。
1 RFID根本原理及体系组成
RFID体系一般由电子标签、读写器、后台计算机等几部分组成。电子标签是射频辨认体系的数据载体，即射频IC卡(又称为射频标签、应答器等);读写器又称为读头、通讯器或读出设备。电子标签与读写器之间，通过耦合元件完结射频信号的空间(无触摸)耦合;在耦合通道内，依据时序联系，完结能量的传递和数据的交流，然后由后台计算机对读写器读取的数据进行存储以及办理剖析等操作。RFID体系根本组成如图1所示。
体系作业时，RFID读写器在一个区域内发射电磁波(区域巨细取决于天线尺度和作业频率)，电子标签内有一个LC串联谐振电路，其频率与RFID读写器发射的频率相同。当电子标签通过RFID读写器电磁波有用区域时，在电磁波的鼓励下，电子标签内的LC谐振电路发生共振，然后发生感应电荷，累计到必定程度时，此电容可作为电源为其它电路供给作业电压，将卡内数据发射出去或接纳读写器的数据，读写器接纳到卡的数据后，解码并进行过错校验来决议数据的有用性，然后，通过无线方法或RS232、RS422、RS485等方法将数据传送到后台计算机中，进行数据处理。
2 RFID读写器硬件体系规划
RFID读写器硬件框图如图2所示。
RFID射频读写器的硬件电路首要包含微处理器STC89C52、MFRC522、感应天线电路等。其间电子标签读写芯片MFRC522是整个读写器的中心，它将完结读写电子标签的一切必需功用，包含RF信号的发生、调制、解调、安全认证和防磕碰等。STC89C52是通过对MFRC522内核特别的内存寄存器的读写来操控MFRC522的。MFRC522实践上是STC89C52与Mffare卡之间进行信息交流的前言。任何标签上数据读写均须通过MFRC522来传递。传送不同类型的指令给MFRC522，就能完结对其的操控。
2.1 MF RC522功用特性介绍
MFRC522是Philips公司推出的一款高度集成的非触摸式低功耗读写基站芯片，它将先进的调制和解调概念彻底集成了在13.56 MHz下一切类型的被迫非触摸式通讯方法和协议。MFRC522可支撑ISO14443A一切的层，传输速度最高可达424 kbps，其内部的发送器部分不需要添加有源电路就可以直接驱动近操作间隔的天线，驱动间隔可达100 mm;接纳器部分供给一个巩固而有用的解谐和解码电路用于ISO14443A兼容的应答器信号;数字部分处理ISO14443A帧和过错检测(奇偶和CRC)。
此外，它还具有带时钟频率监督、带低功耗的硬件复位、软件完结掉电形式、带有内部地址锁存和IRQ线、自动检测微处理器并行接口类型以及支撑用于验证Ware系列产品的快速加密算法等特性，这使得MFRC522更适合用于读写器的开发和高安全性的终端。
2.2 首要硬件电路规划
RFID读写器硬件电路原理如图3所示。
为了驱动天线，MFRC522通过TX1，TX2供给13.56 MHz的能量载波。依据寄存器的设定对发送数据进行调制得到发送的信号。射频卡选用RF场的负载调制进行呼应。通过天线拾取的信号通过天线匹配电路送到RX脚。MFRC522内部接纳器对信号进行检测和解调并依据寄存器的设定进行处理，然后数据发送到并行接口由微操控器进行读取。运用内部电路发生的VMID电压作为RX引脚的输入电压。为了供给安稳的参阅电压，在VMID引脚与地之间应接入一个电容，在引脚VMID与RX之间需接入一个分压电阻。别的，在天线与分压电阻之间参加一系列%&&&&&%也会进步电路的功能。
2.3 天线的规划
13.56 MHz射频天线及其匹配电路共有三块：天线线圈、匹配电路(LC谐振电路)和EMC滤波电路。在天线的匹配规划中有必要确保发生一个尽可能强的电磁场，以使卡片可以取得满足的能量给自己供电，并且考虑到调谐电路的带通特性，天线的输出能量有必要确保满足的通带规模来传送调制后的信号。天线线圈便是一个特定谐振频率的LC电路，其输入阻抗是输入端信号电压与信号电流之比，输入阻抗具有电感重量和电抗重量，电抗重量的存在会削减天线从馈线对信号功率的提取，因此在规划中应当尽可能使电抗重量为零，即让天线表现出纯电阻特性，这时电路完结谐振。
谐振频率计算公式为：
