基于射频识别的专用智能卡设备的设计与实现

摘要

物联网（The Internet ofThings）是在互联网的基础上将用户端延伸和扩展到任何物体以实现信息交换和通信的一种网络，在交通运输、制造与物流、防伪和公共安全等领域的应用日趋广泛。在物联网中，射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是实现物联网的关键技术。射频识别技术是一种自动识别技术，它利用射频信号实现无接触信息传递，达到物体识别目的。在射频识别系统中，各类电子标签、读写器是构成系统的重要组成部分。射频识别技术的不断发展与广泛应用，极大地方便了人们的日常生产和生活，然而射频识别系统是一个开放的无线系统，在电子标签、读写器以及网络等各个环节，数据都可能存在安全隐患，其安全性问题始终受到关注，如何应对在物联网条件下公共安全防范中出现的新问题需引起高度重视。
　　本文描述了一种基于射频识别技术的专用智能卡设备的设计过程，该设备定位于公共安全技术防范领域，而非普通民用产品。与通用读写器不同的是，该专用设备支持多工作模式、自动识别、远距离读取以及有源仿真等特殊功能，是专门针对公共安全技术防范领域研制的一款技术反制设备。
　　专用智能卡设备包括远距离读取设备和手持设备。在具体设计过程中，首先从低频系统的原理分析入手，结合EM4100卡与T5557卡的特性、内部结构以及设备的使用场合，确定了专用智能卡设备的功能目标与技术指标，并从设计的角度进行了模块分解。其次，围绕各功能模块开展设计，通过对数据读写、数据存储、数据交互、有源仿真、电源管理等模块软硬件设计过程的详细分析，实现了专用智能卡设备的各项功能目标，并分别对远距离读取设备与手持设备进行了功能验证和性能指标测试。最后探讨了在设计过程中遇到的一些问题，并提出了改进设计的思路。
　　目前该专用智能卡设备已形成产品，并且在实战中得到应用，系统设计中的一些方法也得到了实际验证。当然一个产品需要根据技术的发展以及应用需求的变化进行不断升级与改进，这正是研发的动力和前进的方向。

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目录

1 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究的目标及主要内容

1.4 论文的组织结构及其章节编排

2 专用智能卡设备设计基础

2.1 射频识别相关技术

2.2 EM4100射频卡的特点及原理

2.3 T5557射频卡的特点及原理

2.4 本章小结

3 专用智能卡设备架构设计

3.1 专用智能卡设备的设计目标

3.2 专用智能卡设备的架构分析

3.3 专用智能卡设备的设计分解

3.4 本章小结

4 专用智能卡设备系统设计与实现

4.1 专用智能卡设备的硬件设计

4.2 专用智能卡设备的软件设计

4.3 本章小结

5 专用智能卡设备系统测试与验证

5.1 远距离读取设备功能测试

5.2 远距离读取设备性能测试

5.3 手持设备功能测试

5.4 手持设备性能测试

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文工作的回顾

6.2 成果及意义

6.3 存在的问题及下一步的工作

参考文献

致谢

作者攻读学位期间发表的论文