基于RC522的非接触式IC卡读卡器设计含程序样稿.doc

1 绪论
1．1 课题研究背景
，信息技术发展日新月异，一个以电子商务为关键特征经济时代成为关键时尚，智能射频卡是一个将用户数据最快捷地送入到环球信息互联网并取得信息最有用工具，智能IC卡成为了大家身份识别和实现电子支付手段，影响了我们生活工作方法。智能IC卡和一般磁卡对比含有更高安全性，所以，对智能IC卡功效进行研究是很有意义。
智能IC卡,又是CPU卡。顾名思义, 这种卡片上集成了存放器、通信接口及CPU，含有存放数据、对外交流和数据处理能力,所以，又是一片卡上单片机系统。为了使这一系统中硬件和软件资源充足得到利用, 卡上存放了进行数据读写和安全通信协议,和管理这些程序Chip Operating system卡上操作系统。这操作系统是根据IC卡性能特征而专门设计操作系统，它极大地不一样于计算机上常见DOS和WINDOWS 等操作系统，IC 卡存放器容量大小和CPU性能限制着Chip Operating system卡上操作系统。关键功效是:控制IC卡和读卡器数据交流;管理IC卡上多种存放器;在IC卡内实施读写器发来多种操作命令。有了CPU和COS系统,成就了智能IC卡。所以，智能射频卡含有超强管理性能,提供很高数据安全性和可靠性[1]。
非接触式IC卡
非接触式IC卡介绍
非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准PVC卡片内，芯片及天线无外露部分[2]。它是全球上最近发展成熟一项技术，射频识别技术和IC卡技术被成功地结合起来，处理了无源和非接触这一难题，无源即卡中没有电源，这是电子科学领域一大突破[2]。卡片靠近读写器天线产生电磁场一定空间范围 (通常为50—100mm)，经过电磁波发送来完成数据读写操作。
非接触式IC卡特点
（1）操作快捷
卡和读卡器之间通讯是非接触。不用定向使用和插拔卡。操作时，卡也能够不用拿出，能够放在钱夹、裤子口袋中，极大加紧了刷卡速度。同时，卡和读卡器进行通信时载波频率较高，卡内芯片能够在较高频率时钟下工作，提升了二者通信速率[3]。
(2)高抗干扰性
射频卡含有防冲撞机制，读卡器能够同一时间读写多张卡片，而且不会造成卡片之间产生数据干扰，用算法逐一选定一张卡，相当于读卡器添加了“并行”处理功效。
（3）含有多个工作距离
现在，IC卡工作距离有好几米远距离IC卡，可用于车库门禁收费系统中，又有工作距离为几厘米、可作为电子支付近距离IC卡，使得应用灵活多变。
（4）高可靠性
非接触式IC卡和读卡器之间无机械接触，不会产生由接触通信而造成多种故障，同时，无需担心因为触点残损或金属生锈而造成卡片接触不良[4]，增强了通信可靠性，增加了读卡器和卡寿命。而且尘土、潮气和震动干扰不会影响无线电磁波，使得非接触式IC卡在多变环境下使用。
（5）高安全性
厂商在产品投入批量生产之前，将卡卡号一次性写入第一个存放区块0中，以后不可再更改，确保此序列号是唯一。读写前射频卡和读写系统要进行三次应答认证，而且通信过程会产生随机数和加密数据，预防多种破解和篡改，卡内每个存放区访问密码和条件全部不一样。
非接触式IC卡发展趋势
伴随非接触式IC卡广泛应用和快速发展，从现在看来，非接触式IC卡关键有以下多个发展趋势：
（1）大容量
“一卡多用”新功效处于新阶段，这种功效使得现在卡内16K存放容量远远不能满足要求。未来用户只用带着一张含有多个功效IC卡，既能成为身份证和护照，又能够当做电子钱包、工作证，能存放个人简历，所以，研发更大卡内存放器容量变得关键。除了现在已经广泛使用E2PROM存放器，部分新存放器技术也正在开发，列如Flash＋技术和铁电技术，未来IC卡行业使用关键存放器极大可能是铁电存放器（FeRAM）[4]。
（2）更强处理能力
IC卡在日常生活普及，相关技术快速发展，我们需要一张含有更强处理能力IC卡，有两种增强处理能力方法：其一是增加含有多样寻址方法汇编指令，它能加紧寻求有效数据地址速率，降低指令译码工作量；二是增加数据总线位数到32位，同时还能够提升内部时钟频率从5MHz到10MHz。
（3）低功耗
不管非接触式IC卡是有源还是无源，低压低功耗设计对卡内芯片全部是很关键。能够使用新型低功耗电池，达成增加电源提供给IC卡时间，相当于增加了卡使用时间；能够增加无源非接触式IC卡工作距离，远距离卡在通信效率和快捷性上全部超出了近距离卡，远距离低功耗成为非接触式IC卡发展肯定趋势[4]。
（4）发展复合式IC卡
复合式卡意思是双界面卡，接触式和非接触式通信工作方法集成在一张卡上，也就是一卡两用，所以在结构上现有天线也有触点，使用起来愈加灵活多