RFID无线射频技术（RC522刷卡模块）

只看该作者 · 2022-12-25 13:50

RFID的概念
射频识别，即RFID是Radio Frequency Ident ificat ion的缩写，又称无线射频识别，是一.种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。一套完整RFID硬件统由Reader 与Transponder 两部份组成，其动作原理为由Reader 发射一特定频率之无限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部之ID Code送出，此时Reader便接收此ID Code Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。

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只看该作者 · 2022-12-25 14:06

RFID的工作原理
射频识别系统的基本模型如图所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体;阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。

只看该作者 · 2022-12-25 14:07

RFID中间件的概念
为解决分布异构问题，大们提出了中间件(middleware)的概念。中间件是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。

只看该作者 · 2022-12-25 14:08

RFID中间件具有以下特点:
独立于架构( Insulat ion Infrastructure) RFID中间件独立并介于RFID读写器与后端应用程序之间，并且能够与多个RFID读写器以及多个后端应用程序连接，以减轻架构与维护的复杂性。
数据流(DataFlow)RFID的主要目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据处理是RFID最重要的功能。RFID中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到企业后端的应用系统。
处理流(Process Flow) RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送(Store-and -Forward)的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。

只看该作者 · 2022-12-25 14:09

RFID中间件的意义:
RFID中间件是- .种面向消息的中间件，信息( Information)是以消息(Message) 的形式，从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以以异步 (Asynchronous)的方式传送，所以传送者不必等待回应。面向消息的中间件包含的功能不仅是传递(Passing) 信息，还必须包括解译数据、安全性、数据广播、错误恢复、定位网络资源、找出符合成本的路径、消息与要求的优先次序以及延伸的除错。

只看该作者 · 2022-12-25 14:11

RFID频率划分
目前定义的RFID产品的工作频率有低频、高频和超高频(甚高频)、微波等频率范围。不同频段的FID产品有不同的特性。具体的划分方法如下图:

只看该作者 · 2022-12-25 14:12

RFID低频特性
工作在低频的感应器的一-般工作频率从120KHz到134KHz, TI的工作频率为134.2KHz。该频段的
波长大约为2500m；
除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离；
工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制；
低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命；
虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域；
相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢；
感应器的价格相对与其他频段来说要贵。

只看该作者 · 2022-12-25 14:12

RFID高频特性
工作频率为13. 56MHz，该频率的波长大概为22m。
除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属-一段距离。
该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制。
感应器一般以电子标签的形式。
虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。
该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签。
可以把某些数据信息写入标签中。
数据传输速率比低频要快，价格不是很贵。

只看该作者 · 2022-12-25 14:13

RFID超高频特性
在该频段，全球的定义不是很相同-欧洲和部分亚洲定义的频率为868MHz,北美定义的频段
为902到905MHz之间，在日本建议的频段为950到956之间。该频段的波长大概为30cm左右。
目前，该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为4W，欧洲定义为500mW)。可能欧洲限制会上升到2W EIRP。
甚高频频段的电波不能通过许多材料，特别是水，灰尘，雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标
签来说，该频段的电子标签不需要和金属分开来。
电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。
该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。
有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签。

只看该作者 · 2022-12-25 14:51

RFID标签的组成
RFID品片(包含逻辑控制单元、**体和收发器，进行解码、解密和错误检查等运算功能)
天线(用于接收读取器发送的射频资料或传送出本身的识别资料)
电力来源(主动式:由标签内部所附电源所提供;被动式:由读写器送出的无线电波提供)

只看该作者 · 2022-12-25 14:53

ISO14443协议
ISO14443协议是Contactless card standards (非接触式IC卡标准)协议。有英文版原版由4个部分组成:第一部分:物理特性;第二部分:频谱功率和信号接口;第三部分:初始化和防冲突算法;第四部分:通讯协议。

只看该作者 · 2022-12-25 14:53

RC522
（1）RCC52概述
MF RC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员。是NXP公司针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择;
MFRC522的内部发送器部分可驱动读写器天线与ISO 14443A/MIFARE卡和应答机的通信，无需其它的电路。64字节的发送和接收FIFO缓冲区，灵活的中断模式内部振荡器，连27.12MHz的晶体。可实现各种不同主机接口的功能:

只看该作者 · 2022-12-25 14:54

SPI接口
串行UART (类似RS232，电压电平取决于提供的管脚电压)
I2C接口

只看该作者 · 2022-12-25 14:55

RCC52寄存器
●CommandReg启动和停止命令的执行。
●ComIrqReg包含中断请求标志
●ErrorReg错误标志，指示执行的上个命令的错误状态
●Status2Reg包含接收器和发送器的状态标志
●FIFODtataReg64字节FIFO缓冲区的输入和输出
●FIFOLevelReg指示FIFO中存储的字节数
●ControlReg不同的控制寄存器
●BitFramingReg面向位的帧的调节
●CollReg RF接口上检测到的第一个位冲突的位的位置

只看该作者 · 2022-12-25 14:56

RCC52功能
SPI接口：
支持串行外围接口( 兼容SPI)来使能到主机的高速通信。SPI接口可处理高达10Mbit/s的数据速率。在与主机微控制器通信时，MFRC522 用作从机；在SPI通信中MFRC522模块用作从机。SPI时钟 SCK由主机产生。数据通过MOSI线从主机传输到从机;数据通过MISO线从MFRC522发回到主机。MOSI和MISO传输每个字节时都是高位在前。MOSI上的数据在时钟的上升沿保持不变，在时钟的下降沿改变。MISO也与之类似，在时钟的下降沿，MISO. 上的数据由MFRC522来提供，在时钟的上升沿数据保持不变。

只看该作者 · 2022-12-25 14:57

SPI地址：
地址字节按下面的格式传输。第一个字节的MSB位设置使用的模式。 MSB位为1 时从MFRC522读出数据; MSB 位为0时将数据写入MFRC522。第-一个字节的位6-1定义地址，后一位应当设置为0

只看该作者 · 2022-12-25 15:00

FIFO缓冲区：
FIFO缓冲区的输入和输出数据总线连接到FIFODataReg寄存器。通过写FIFODataReg寄存器来将一个字节的数据存入FIFO缓冲区，之后内部FIFO缓冲区写指针加1。除了读写FIFO缓冲区外，FIFO 缓冲区指针还可通过置位寄存器FIFOLevelReg的FlushBuffer位来复位。从而，FIFOLevel 位被清零，寄存器ErrorReg的BufferOvfl 位被清零，实际存储的字节不能再访问已经存放在FIFO缓冲区中的字节数:寄存器FIFOLevelReg的FIFOlevel字段

只看该作者 · 2022-12-25 15:01

RCC52命令集
IDLE命令，MFRC522 处于空闲模式。该命令也用来终J正实际正在执行的命令
CALCCRC命令，FIFO的内容被传输到CRC协处理器并执行CRC计算这个命令必须通过向命令寄存器写入任何一个命令(如空闲命令)来软件清除

只看该作者 · 2022-12-25 15:01

TRANSMIT命令，发送FIFO的内容。在发送FIFO的内容之前必须对所有相关的寄存器进行设置。该命令在FIFO变成空后自动终止

只看该作者 · 2022-12-25 15:04

RECEIVE命令，该命令在接收到的数据流结束时自动终止。