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1、非接触式IC卡燃气表中射频卡读写模块的设计与实现基金项目：宿迁学院重点科研基金项目（711314010412）作者简介：王志超(1974～)，男,讲师，硕士，主要研究方向:嵌入式开发.E-mail:zcwang@sqc.edu.cn王志超(宿迁学院计算机科学系，江苏宿迁223800)摘要:提出了以MF-RC500芯片为基础的射频卡读写模块在燃气表中应用的设计思想，给出了读写模块工作原理、硬件系统的组成和软件流程设计，其中重点讨论了稳定可靠的天线及匹配电路设计问题，并阐述了密码认证过程．关键词:射频卡;读写模块;密码认证;MC68HC908GP32中图分类号:TP273+.5文献标识码分
2、ADesignandApplicationofI/OModuleofRadioFrequencyIdentificationCardofgasmeterofuntouchedICWangZhi-Chao(DepartmentofComputerScience,SuqianCollege，SuQian,223800,China)Abstract:ItputforwardtothedesignideaofapplicationofICofI/OModuleofradiofrequencyidentificationcardofgas-firedmeterbasedonMF-RC500.Th
3、enitintroducedtheworkprincipleofthemodule,componentofhardwaresystemandsoftwareprocedure.Howeveritputthemainfocusonthestabledantennaandthedesignproblemofthematchedcircuit.Meanwhile,itdescribedtheprogressofkeyauthority.Keywords:RFICCard;I/OModule;keyauthority;MC68HC908GP320前 言非接触式IC卡通过射频感应从读写设备获取能
4、量和交换数据,所以非接触式IC卡又叫射频卡．与传统的接触式IC卡相比，非接触式IC卡无论从其可靠性、易用性、安全性还是抗干扰性等方面都有着明显的优势，从长远角度看，非接触式IC卡必将取代当前广泛使用的接触式IC卡．目前，国内引进的射频IC卡主要有荷兰Philips公司的Mifare和美国TIMIC公司的E55xx系列卡等．而Philips公司的Mifare卡占世界范围同类智能卡销量的60%以上，成为市场的主流产品．在我们承当非接触式IC卡燃气表的开发之处，仔细分析了市场上现有的射频卡应用的成功经验与失败教训时发现，许多产品不同程度存在着射频信号读写不稳定和数据通讯不可靠等问题，因此，如
5、何提高射频卡读写模块的稳定性和可靠性是本项目研究的重点.1MF1射频卡的工作原理和存储结构1.1工作原理非接触式IC卡燃气表中射频卡的电气部分由天线、1个高速(106KB波特率)的RF接口、1个控制单元和1个8K位EEPROM组成．其工作原理如下:燃气表内的读写模块向射频卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有1个LC串联谐振电路,其频率与读写模块发射的频率相同,在电磁波的激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接1个单向导通的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内储存,当所积累的电荷达到2V时,此电容可作为电源为其他电路提供工作电压,将非接触式IC卡（用户卡
6、）内数据发射出去或接收读写模块的数据[1]．1.2存储结构和组成在射频卡具体选型时,考虑到通用性和安全性，首选Philips公司典型产品Mifare1ICS50(简称MF1)卡.MF1卡片的存储容量为1K×8位字长，采用EEPROM作为存储介质．整个结构划分为16个扇区，编为扇区0~15．每个扇区有4个块（Block）,分别为块0,块1,块2和块3．每个块有16个字节．一个扇区共有16Byte×4=64Byte．每个扇区的第四块也称作尾块，包含了该扇区的密码A(6个字节)、存取控制(4个字节)、密码B(6个字节)，是控制块．其余三块是数据块．在本系统中，MF1卡片用作燃气表用户卡时，将
7、扇区1、2用作存储用户相关信息，剩余空间可“一卡多用”，具体数据存储分布见图1．扇区0块0厂商信息（固化）数据块0块1数据块1块2数据块2块3密码A存取控制密码B控制块3扇区1块0发卡公司数据块4块1用户号数据块5块2购买气量数据块6块3密码A存取控制密码B控制块7扇区2块0用户身份证号数据块8块1数据块9块2上次剩余气量数据块10块3密码A存取控制密码B控制块11┇┇扇区15块0数据块60块1数据块61块2控制块62块3控制块63图1用户卡内
