134.2K读卡器设计文档

134 2K 读卡器模组文档读卡器模组文档 1 工作原理 工作原理 读卡器采用射频读写芯片 EM4095 EM4095 的工作模式是由引脚 SHD 和 MOD 的逻辑电平来控制 当 SHD 引脚为高电平时 EM4095 处于休眠模式 芯片上电时 SHD 引脚必须为高电平 以便芯片初始化 SHD 为低电平时 电路发射射频载波 开始解调天线接收到的 AM 信号 解调的数字信号通过 DEMOD OUT 引脚送到微控制器 以便进行解码和处理 MOD 引脚为高电平时电路处于三态 MOD 接地使芯 片进入只读状态 EM4095 内部集成了锁相环系统 该系统可自适应调整天线谐振频率 发射 100 150 kHz 的载波 完成读取射频卡信息的工作 射频卡本身不带电源 是通过负载调制的方式耦合到应用终端的天线 上 需要从 EM4095 发送的射频信号中提取能量 所以在读取射频卡数据时 EM4095 要连续发射射 频载波信号 射频卡内有一个 LC 串联谐振电路 其谐振频率与射频载波频率一致 在电磁波的激 励下 LC 谐振电路产生共振 从而产生感应电势 当电量累积到一定数量时 就可以作为电源为 电路提供工作电压 将卡内信息发送出去 EM4095 通过天线接收射频卡发回的信号 并对接收的 信号解调 从而得到射频卡中的信息 然后把信息发送给单片机 由单片机按照射频卡的无线通信 协议对数据解码 保存或者通过串口传给上位机进行处理 2 硬件组成硬件组成 EM4095 STC90C52 原理图详见 134 2KREADERV1 1 PCB 图祥见 134 2KRFREADERV1 1 3 天线调试 天线调试 f0 为谐振频率 动物标签频率为 134 2 kHz L 为天线线圈的电感 C 为电容并联的总电容值 调 试天线为 560UH C4 为 1 5n 100V C7 为 180p 100V C6 为 20p 100V C10 为 1n 100V 测试 f0 为 148KHz 通过调节 C4 C7 根据公式可以调节 f0 通过调节 R7 可以改变天线电压峰峰值 R7 10 欧 峰峰值大致在 90V 左右 一般峰峰值在 70 90V 之间效果较好 C4 C5 C6 C7 C10 这 5 个电容均需 要耐压大于 100V 4 软件设计软件设计 ISO11784 11785 协议是国际标准化组织对动物 RFID 做出的技术规定 其中对全双工模式做了如 下规定 1 个 11 位 00000000001 的数据头用于识别数据流的开始 8 个 8 位的码组组成 64 位 ID 号 2 个 8 位的 CRC 16 校验码码组 3 个 8 位的包含尾码的码组 每个码组的后面都加上一个控制码 1 防止数据头重复出现 动物标签采用只读芯片 EM4105 采用 RF 32 的传输波特率 数据编码方式为 Biphase 编码 存储 了 128 位数据信息 图 2 为 Biphase 编码波形图 Biphase 编码的特点是二进制码 0 在半位周期时跳变 1 在半位周期时无跳变 并且 0 和 1 在位周期时都跳变 正好可以利用这一特点解码 通过计算可以得知位周期为 238 5 s 半位周期为 119 s 实际测试半位周期为 110 s 左右 5 软件烧录工具 STC ISP EXE VERSION 4 80 烧录时候 请在 STEP4 的时候选择 6T 双倍速 full gain 即可 烧录文件 EM4095 HEX 编译工具 KEIL C51 6 串口通信 串口通信 1 9600bps 2 PC READER 0X02 0X03 0X11 0X12 0X03 自动侦测与读取 EM4105 卡 3 READER PC 如果 CRC 校验在单片机上校验 则传回 16 个字节 如果 CRC 校验在 PC 上校 验 则传回 18 个字节 其中第 7 14 这 8 个字节为 ID 如果在 PC 上 CRC 校验 15 16 这 2 个字节为 CRC16 CCITT 校验码 最后 2 个字节为尾码 如果 7 14 字节全为 0 表示为无卡 如果校验码错误 则读卡错误 7 动物识别卡片结构说明动物识别卡片结构说明 根据动物识别的标准 可以得到动物识别卡片数据发送的顺序 即从第 1 个字节的 bit0 发送到第 16 个字节的 bit7 动物识别卡片数据发送表见本刊网站 编者注 表中内容说明如下 1 DATA1 DATA64 National ID 高位到低位 DATA27 DATA64 NID37 NID0 举例 假设要写入的是 11223344556 十进制 最大为 274877906944 对应于十六进制是 1A21A278BE 对应于二进制是 01 1010 0010 0001 1010 0010 0111 1000 1011 1110 对应于表中的 NID 就是从 NID37 NID0 Country ID 高位到低位 DATA17 DATA26 CID9 CID0 举例 假设要写入的是 1000 十进制 最大为 1024 对应于十六进制是 3E8 对应于二进制是 11 1110 1000 对应于表中的 CID 就是从 CID9 CID0 DATA BLOCK DATA16 Reserved DATA2 DATA15 Animal FLAG DATA1 2 CRC 部分为 8 字节的校验 CRC 计算例程如下 buf 0 buf 7 为 8 字节有效数据 crc value 为 2 字节 CRC 校验数据 POLYNOMIAL 33800 PRESET V