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基于SDIO接口的通用RFID读写器的开发

作者:时间:2009-04-20来源:网络收藏

摘 要:介绍如何利用EM Microelectronic公司的射频卡读写基站芯片EM4094和Arasan公司的芯片AC2200来构建一种的即插即用型的,它可以在支持的掌上电脑或智能手机上使用,实现对13.56 MHz(ISOl5693,IS014443A/B/C等多种协议)电子标签的读写,插拔方便,尺寸较小,可利用依托设备取电。这种方案为具有SDIO接口的智能终端提供了一种性能价格比很高的射频识别功能的扩展,从而使在各
行业的应用更加广泛和灵活。
关键词:SDIO接口;RFID射频卡;SPI接口;读写基站

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/158104.htm


0 引 言
射频识别(RFID)是利用无线方式对电子数据载体(电子标签)进行识别的一种新兴技术。与接触式IC卡和条形码识别等系统比较,它有着巨大的优势。利用射频识别技术,能有效实现对数量大、分布区域广的信息进行智能化管理,达到高效快捷运作的目的,特别是在第二代身份证、物流、交通航运、自动收费、超市、门禁系统管理、服务领域等方面有着广泛的应用前景。随着我国国民经济的快速发展,国内RFID行业也正经历着深刻的变革。
然而,目前市场上的各类RFID读卡设备仍然存在体积较大,接口不统一,传输速率较低等缺陷。已经存在的便携式RFID数据终端的价格却很高,一般用户接收不了,并且一个完整的RFID系统周期长,短时间内无法占领市场等问题,都在一定程度上限制了本行业的进一步发展。因此,读卡设备小型化、接口标准化、速率最大化,缩短系统周期必然成为今后RFID产业的主要发展趋势。这种便携式设备能够嵌入到现有智能综合平台中,通过SDIO接口连接到智能手机,PDA、笔记本电脑、打印机、手持终端等便携式前端数据采集设备,将获取到的RFID数据通过标准的SDIO接口与平台进行高速传输。可以满足于身份认证、商业物流、电子票据、新一代智能信用卡、产品防伪、POS及银行卡终端等应用。


l 硬件系统框图
硬件系统框图如图1所示。工作流程如下:

SDIO接口芯片负责把SD总线上的信息流转化为RS 232串口的信息,这样可以和单片机进行简单的沟通,因为一般的单片机都具有串口。
CPU根据接收的指令,通过SPI口向RFID读写基站EM4094发出命令,并得到相应的数据(来自于卡片或者EM4094的设置信息)。
EM4094在得到CPU的命令后,对已经位于天线范围内的卡片进行操作,并返回相应的信息。
由于EM4094的工作电压为4.5~5.5 V,而SD接口提供的是3.3 V的电压,所以要进行电压转换(DC―DC);另一方面,为了提高读写距离,将3.3 V转换为5 V是有好处的,但另一方面则增加了功耗,这可以通过合理的控制磁场打开的时间来解决。


2 软件功能设计要求
的软件功能基本要实现以下3个方面:
2.1 需要支持13.56MHz频率下的各种标准可读写卡片


3 SDIO卡接口标准
3.1 简介
现在的电脑、PDA、智能手机中一般都配有SDIO卡接口。SDIO是带有扩展输入/输出功能的SD尺寸的卡。IO指输入和输出。SDIO可允许制造商能通过SDIO兼容插槽添加在产品中的硬件扩展设备。许多SDIO的附加产品正在开发中,其中包括无线LAN和通信适配器、数字电视调谐器和GPS附件。SDIO兼容插槽可用于许多PDA和移动电话之上,并计划用于其他更多的产品。
3.2 特性
兼容规范版本1.01;卡上错误校正;支持CPRM;两个可选的通信协议:SD模式和SPI模式;可变时钟频率:O~25 MHz;通信电压范围:2.0~3. 6 V;工作电压范围:2.O~3.6 V;低电压消耗:自动断电及自动睡醒,智能电源管理;无需额外编程电压;卡片带电插拨保护;正向兼容MMC卡;高速串行接口带随即存取;支持双通道闪存交叉存取;快写技术:一个低成本的方案,能够超高速闪存访问和高可靠数据存储最大读写速率:10 Mb/s;最大10个堆叠的卡(20 MHz,VCC=2.7~3.6 V);数据寿命:10万次编程/擦除;CE和FCC认证,◎PIP封装技术;尺寸:24 mm宽×32 mm长×1.44 mm厚。


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