摘要：针对现在读卡器主频低、速度慢、便携性差等缺乏，提出了一种根据S3C6410的RFID读卡体系规划方案。本文以高功用的S3C6410嵌入式微处理器为中心，选用新式的CR95HF射频芯片，开发规划了一款高主频的搭载Android嵌入式体系的新式手持式RFID读卡器。该读卡器作业在高频13.56 MHz，支撑ISO14443、ISO15693等多种协议。试验证明，该读卡器能对契合协议的标签进行读写操作，读写间隔可以满意需求，具有便携、安稳性高、处理速度快等特色。
导言
射频辨认(RFID)是一种新式的经过射频载波来发现方针和进行无线数据交换的辨认与盯梢技能。RFID与其他技能比较，具有辨认速度快、抗搅扰能力强、安全性高、非触摸等长处。因此该技能已广泛应用于门禁体系、物流配送、校园卡等多种日常日子，作力物联网关键技能，未来的开展潜力巨大。可是现有的读卡器普遍存在主频低、处理速度慢、便携性差等缺陷，难以满意日益开展的运用需求。针对这些缺乏，本文根据高主频、功用强悍的S3C6410嵌入式微处理器，选用新式的CR95HF射频芯片，开发规划了一款作业在高频13.56 MHz的手持式RFID读卡器，一起立异性地搭载新式的Android嵌入式体系，支撑ISO14443、ISO15693等多种协议，处理速度快且准确度高。
1 体系结构与作业原理
本文规划的嵌入式RFID读卡体系由微处理器、触摸屏、电源、射频、存储、天线等组成。全体结构如图1所示。
读卡器要求处理速度快，可以实时显现信息，因此选用功用强悍、功耗极低的S3C6410嵌入式微处理器作为中心，其根据先进的ARM11内核，烧写Android嵌入式体系。射频芯片选用ST公司的新式非触摸芯片CR95HF，与微处理器之间经过串口进行通讯。作业原理为：读取标签数据时，将标签挨近读卡器，触摸屏操控端传输读指令给S3C6410，其操控射频模块将该指令发送给标签，标签收到后将所需数据返还给读卡器显现;履行写入操作时，S3C6410收到触摸屏写指令后操控射频模块向标签写入数据。
2 体系硬件规划
2.1 微处理器外围和电源电路规划
本规划选用三星公司的S3C6410嵌入式微处理器作为主控芯片，其主频高达667 MHz，是一款根据ARM11内核的高功用RISC处理器。S3C 6410包含电源办理、串口、SPI、I2C总线、USB和I/O等多种硬件接口，具有功用强悍、处理速度快且功耗低一级长处，能满意体系的规划需求。并行运用2片128M DDR芯片K4X1G163PC来完结256M的RAM电路。主控芯片运用串口和射频模块通讯，并经过USB接口和上位机通讯。
体系规划了5 V直流和3.7 V锂电池两种方法供电来满意读卡器手持需求，并用跳线帽挑选。锂电池供电时读卡器能手持运用。体系电源需求5 V和3.3 V两种。3.7 V锂电池经过升压芯片转化为5V，之后经过稳压芯片LM1117转换为3.3 V给微处理器、射频芯片供电。直流电源供电时经过LM1117就能完结供电。LM1117能支撑挨近1 A的大电流输出，其电路如图2所示。输入为VCC5，输出为VCC3.3.C1～C4为去耦电容，用于消除电源引脚自激，坚持电源安稳。
2.2 射频电路及匹配网络规划
本文规划的读卡器射频芯片选用CR95HF，其是ST公司具有SPI和串口的高频13.56 MHz新式收发器芯片，支撑ISO14443、ISO15693、ISO 18092等多种协议，首要用于RFID和NFC近场通讯。射频电路如图3所示，CR95HF运用串口与微处理器通讯，其串口引脚为UART_TX和UART_RX。将SSI_0、SSI_1接地置0来完结串口形式。上拉电阻R5、R6将电平胁迫在高电平，并起到限流维护效果。C2、C5为去耦电容。两个TX和RX引脚衔接匹配网络和天线。
匹配网络规划时首要经过0 Ω电阻和不焊的接地电容来构成低通滤波器按捺高次谐波，之后规划匹配电容。选用PCB矩形天线，因为其与匹配网络等效%&&&&&%构成13.56 MHz的LC谐振电路，然后可以得到电感参数进行天线规划。规划PCB时留意将电源线加宽并与射频部分阻隔，尽量缩短射频电路之间的连线长度，并削减回路面积来避免PCB各线路的信号串扰和电磁搅扰(EMI)，进步制板的安稳性。
2.3 触摸屏与存储电路
读卡器选用4.3寸、分辨率为272×480的LCD液晶屏，可以完结杰出的界面显现。屏幕为电阻触摸屏，运用24条I/O口与微处理器通讯来显现信息。微处理器经过10条操控I/O口和屏幕相连来完结操控功用。
内核代码、显现数据、应用程序和读取的标签信息均需求存储，因此读卡器规划了FLASH和SD卡。FLASH选用K9G8G08U0A芯片，1GB容量，运用片选信号CSN2操控，用来存储内核代码与应用软件。SD卡容量为8GB，和微处理器经过高速MMC接口相连，用来存储显现数据和标签信息，其电路如图4所示。时钟引脚为MMC0_CLK，MMC0_CDN、MMC0_WPN、MMC0_CMD为操控引脚，用来操控SD卡读写。R17～R24为上拉电阻，MM C0_DATA0～MMC0_DATA3为数据通讯引脚，用来传输读写数据。
3 体系软件规划
3.1 嵌入式体系移植
本读卡器移植嵌入式Android 2.3操作体系并开发RFID应用软件。Android是谷歌公司推出的根据Linux内核的手机操作体系，是一种真实开源且功用强大的嵌入式移动体系，选用软件堆层架构。嵌入式体系移植如图5所示。PC机经过arm-linux-gcc穿插编泽东西构建开发环境，编译Uboot生成烧入FLASH引导程序，编译Linux内核生成Android所需的底层映像zImage，并削减、编译Android源码生成根体系rootfs. yaffs2，将以上文件导入SD卡来完结体系的移植和烧写。
