來源：電子元器件應用 作者：洪生 文浩 舒懷

    引言

    ic智能卡中的接觸式卡以及非接觸式ic智能射頻卡的高度安全保密性。使之在ic卡領域異軍突起。特別是在公共交通行業(yè)的電子車票、衛(wèi)生醫(yī)藥中的醫(yī)療保險、停車場等封閉式場所管理、身份識別、智能大廈中的電子巡更保安系統(tǒng)等領域中應用前景尤為廣闊[1]。

    目前國際上非接觸式ic智能射頻卡中的主流技術是philips公司的mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare貨源和pdf資料">mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare貨源和pdf資料">mifare技術．已經(jīng)被制定為國際標準一is014443 typea標準。本模塊采用的國產(chǎn)非接觸卡讀卡機專用芯片fm1702，正是基于此國際標準。該模塊具有體積小、易于嵌入到應用系統(tǒng)中使用的特點。

    1 fm1702sl簡介

    fm1702sl是復旦微電子股份有限公司基于is014443標準設計的非接觸卡讀卡機專用芯片，該芯片采用的是0．6微米cmos eeprom工藝制造．可支持isol4443 typea協(xié)議和mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare貨源和pdf資料">mifare-p.htm" target="_blank" title="mifare貨源和pdf資料">mifare標準的加密算法。芯片內(nèi)部集成了模擬調(diào)制解調(diào)電路。因而只需搭接最少量的外圍電路就可以工作。fm1702sl芯片支持spi接口，其數(shù)字電路具有ttl、cmos兩種電壓工作模式。特別適用于iso14443標準下的水、電、煤氣表等計費系統(tǒng)的讀卡器的應用。該芯片的三路電源都適用于低電壓。

    2 非接觸讀寫系統(tǒng)組成

    該系統(tǒng)主要由mcu、fm1702sl、rs232／i2c通信模塊、isp在線調(diào)試接口和天線組成。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。用戶只需簡單地通過選定的uart或iic接口發(fā)送命令就可以對卡片進行操作，mcu根據(jù)接收到的命令來控制fm1702sl，并由fm1702sl驅動天線對mifare卡進行讀寫操作。

    系統(tǒng)mcu采用philips增強型單片機lpc931，其可以通過isp在線調(diào)試，且運行穩(wěn)定。射頻非接觸式ic卡讀寫模塊同時支持iic和uart通訊接口。通過對模塊的引腳設置電平可確定模塊的通訊端口是iic還是uart。

    3 天線設計[2]

    系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲在無源mifare卡中。讀寫模塊的主要任務是將能量傳輸給mifare卡。并與之建立通信。天線是非接觸式ic卡讀寫模塊的一個重要組成部分，在讀寫模塊和非接觸式ic卡通信過程中，天線用于產(chǎn)生能發(fā)射和接收射頻信號的磁通量．而磁通量用于向卡提供電源并在讀寫模塊和卡片之間傳送信息。因此，在設計中要求天線線圈的電流最大，以用于產(chǎn)生最大的磁通量，并要確保有足夠的帶寬。讀寫模塊的性能與天線的參數(shù)有著直接的關系。在對天線的性能進行優(yōu)化之后。讀寫模塊的讀卡距離可以達到10 cm。

    由于fm1702sl的頻率是13．56 mhz．屬于短波段，因此可以采用小環(huán)天線。小環(huán)天線有方型、圓形、橢圓型、三角型等，本系統(tǒng)采用的是矩型天線。天線的最大幾何尺寸同工作波長之間沒有一個嚴格的界限。一般定義為：

    l／λ≤1／(2π) 　　　(1)

    式中，l是天線的最大尺寸，λ是工作波長。對于13．6 mhz的系統(tǒng)來說，天線的最大尺寸在50cm左右。

    在天線設計中，品質(zhì)因數(shù)q是一個非常重要的參數(shù)。對于電感耦合式射頻識別系統(tǒng)的讀寫器天線來說。較高的品質(zhì)因數(shù)值會使天線線圈中的電流強度也較大，由此可改善對卡的