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1.4 简易读卡开锁电路设计

射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)应用范围越来越广,主要用于门禁、设备或物品电子标识,设计相关产品时如无特殊需求,可直接选用成熟的RFID读卡模块。需要注意的是读卡模块种类较多,和不同的标签配套使用,应根据实际使用条件选用。射频标签按频率分主要有125kHz、13.56MHz和915MHz,其中125kHz、13.56MHz标签的识别距离为5cm左右(和读卡模块与使用环境有关);915MHz标签的识别距离可达10m左右,在车辆识别方面用得较多。

1.4.1 两种射频读卡模块测试

1.125kHz射频识别模块RDM6300

射频识别模块RDM6300接线图见图1-7,测试时P1接5V电源,TxD接USB转串口电路板的RxD,模块只发送数据,故RxD不用接线,P2外接铜线圈,P3接LED指示。串口通信参数为9600,n,8,1。

图1-7 射频识别模块RDM6300接线图

测试过程:模块接好铜线圈、5V电源和串口通信线,计算机侧接好USB转串口电路,打开串口调试工具,选择波特率为9600,数据区选文本模式,当标签靠近铜线圈,进入识别范围时,LED指示灯闪烁,串口调试软件间断不停收到标签识别数据“ ,每秒约收到5次。

2.13.56MHz射频识别模块CM031

射频识别模块CM031接线图见图1-8,电源为3.3V,线圈印制到电路板四周,支持双向通信,可读写识别卡不同存储区域数据。可发送通信命令使模块进入休眠状态,通过IN引脚下降沿信号唤醒模块工作,Out引脚低电平指示有识别标签进入读卡区,串口通信波特率9600~115200分挡可调,调节方法为改变JP1、JP2跳线状态,JP1、JP2都短接时波特率为115200。

图1-8 射频识别模块CM031接线图

测试过程:模块接好3.3V电源和串口通信线,计算机侧接好USB转串口电路,打开串口调试工具,选择波特率为115200,数据区选HEX模式,当标签靠近识别模块,进入识别范围时,模块有卡指示灯亮,Out引脚变低电平,此时用串口调试软件发送“BA 02 01 B9”,会收到“BD 08 01 00 EE 21 52 AA 01 82”,代表ID码为“EE 21 52 AA”。

发送数据中:

● BA—数据头标识;

● 02—数据长度,从下一个数据到结尾;

● 01—命令码;

● B9—校验码,前面数据的XOR校验。

收到数据中:

● BD—数据头标识;

● 08—数据长度,从下一个数据到结尾;

● 01—命令码,1字节;

● 00—命令执行状态,00表示执行成功;

● EE 21 52 AA—ID识别码;

● 01—第2个01表示标签类型;

● 82—校验前面数据的XOR校验。

门禁读卡器是固定的,人员拿外形是钥匙扣或卡的识别标签去刷;对于较重的物体是把识别标签贴到物体上;还有巡更用的识别标签也是贴到固定位置,需要手持读卡器去扫,这种情况下要注意如果识别标签是贴到金属表面的,需要选用“抗金属标签”。

1.4.2 简易读卡开锁电路原理图

这里介绍的简易读卡开锁电路只是一个试验电路,其原理图见图1-9。使用RDM6300读卡模块,外接配套的铜线圈,串口数据输出至单片机STC15W201S的RxD引脚,单片机收到识别标签ID号后检索内部数据库,有该ID号则从P5.5引脚输出高电平信号,持续5秒,通过继电器接点接通开锁电路。LED1指示读到识别标签,LED2指示卡有效,输出开锁信号。

图1-9 简易读卡开锁电路原理图

STC单片机的端口有4种状态:准双向、推挽、仅为输入和开漏。作为A/D转换的引脚设为仅为输入,其余的一般设为准双向,需要高电平驱动输出的设为推挽,有外部上拉的可设为开漏。电路中用单片机的P5.5引脚驱动开锁继电器,高电平有效;P5.5引脚要设为推挽输出。为防止P5.5引脚低电平时由于LED2的反向截止作用使Q1不能可靠关断,在其基极加1个下拉电阻R3。

1.4.3 读卡开锁的C程序

程序源代码如下:

该程序框架和1.2节的串口通信测试程序基本相同,只是加了RFID识别库,把授权能开锁的识别标签ID保存在里面,串口接收功能在中断程序中实现,主程序检测是否有新数据,有就拿来和识别库对比,有相同的就输出开锁信号,5s后关闭。程序下载后,先用串口调试软件测试,分别模拟发送不同识别ID号,测试单片机动作情况是否符合预设逻辑,最后连接单片机和读卡模块,用不同识别标签测试。成品读卡开锁电路还需加入动态修改RFID识别库等功能,方便更换和增加“钥匙”。 moS+k2Irnrgrl7vpI+vWg98h5cwh3uab6UmJRq0ZJTqEgmDQAbbG/0hIqpONsuzW

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