柔性薄卡射频参数测试系统研究

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柔性薄卡技术作为射频识别技术在世博会、奥运会等大型展会票务,以及公交卡、社保卡、身份证系列IC卡等方面广泛使用的技术,其工作频点为高频13.56MHz[1]。但因国际上对该频点的标准却有多种类型[2],目前被德州仪器、恩智浦、飞利浦等著名半导体公司采用的是ISO/IEC14443A/B、ISO/IEC15693、ISO/IEC18000-3和Tag-it[3],而这些标准对通信过程中的编解码方法、调制解调方法、磁场强度要求,以及空中接口和传输协议、防碰撞算法的规定,不尽相同[4],这就产生了不同厂商生成出来的射频IC卡之间的兼容性问题,这也是目前广泛研究的热点问题。另外,柔性薄卡技术因其与计算机、网络、通信等技术相结合,且具有高效、快速、可靠、非接触和可以工作于恶劣环境等优点而被广泛使用,故对其工作安全性、稳定性,生产成本和能耗等方面提出了更高的要求。本文从与柔性薄卡技术密切相关的电磁场理论基础出发,研究了柔性薄卡的基本交互原理和通信过程,并横向对比了ISO/IEC14443A/B、ISO/IEC15693、ISO/IEC18000-3和Tag-it等几个标准在编解码、调制解调、防碰撞算法和传输协议之间的异同性。最后通过对比几大半导体产商的控制芯片和射频前端芯片技术,选择德州仪器公司生成的具有超低功耗性能的MSP430系列单片机作为主控芯片,而同时能兼容ISO/IEC14443A/B、ISO/IEC15693、ISO/IEC18000-3和Tag-it几个标准的TRF7960芯片作为射频前端芯片,开发了柔性薄卡射频参数测试系统。另外,为寻求最合适的工作距离,最直观的实际操作界面,本论文从硬件和软件两方面出发,对天线及其匹配电路、人机交互界面电路等做了更为详细的设计。最终测试结果表明,本系统可同时兼容ISO/IEC14443A/B、ISO/IEC15693、ISO/IEC18000-3和Tag-it几个标准,友好的人机界面能直观地对各类型卡进行判断,测试系统的读卡距离几乎接近理论设计值。另外,本系统从软件方面经过简单改动,可以很方便、很灵活地应用到相关商业领域,具有不错的发展前景。
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