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基于S6700多协议收发器芯片的门禁管理系统的设计

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2024年6月14日发(作者:英正平)

维普资讯

第29卷第4期 

电子器件 

v01.29 No.4 

2006年12月 

Qlil把se Journal Of Electron DffvJ.o ̄8 

Dec.2006 

Design of C0l M眦謦II System Ill¥6700 IV ̄lli n 强 IC 

LIU Kun。L U Jin—gao 

(Dept.ofElectronics,EastChina Normal University,Shanghai 200062,Chian) 

Abstract:A designing method of an access-control system based on RFID(Radio Frequency Identification) 

technology is put forward in order to solve the existing problems of the present access-control system.The 

system adopts a TI¥6700 Multi Protocol Transceiver IC,MCU with high performance and other peripher— 

al circuits as the Reader,a TI Tag-it HF-I as the Tag.Through the software and database design the in- 

and—out people’S information is managed.The system features low cost,high efficiency and good security。 

Key words:RF]D,¥6700 Multi Protocol Transceiver IC;access—control management system;MCU;reader; 

electronic tag 

E] C:6150M;6210L 

基于¥6700多协议收发器芯片的门禁管理系统的设计 

刘 琨,刘锦高 

(华东师范大学电子系,上海200062) 

摘 要:为解决现有门禁系统使用不便和易被损坏的问题,提出一种基于RFID技术(Radio Frequency Identification) ̄I'-]禁 

系统设计方法。该系统采用TI公司¥6700多协议收发器芯片、高性能MCU和其他外围电路作为读卡器,TI公司的Tag-it 

HF_I作为电子标签。通过软件部分和数据库的设计对进出人员信息进行管理。该系统成本低,效率高,安全保密性好。 

关键词:RFID;¥6700多协议收发器芯片;门禁管理系统;MCU;读卡器;电子标签; 

中图分类号:TP393.03 文献标识码:A 文章编号:l005-9490(2006)o4-1284-04 

RFI【)(Radio Frequency Identification)即无线 

湿所损坏,这样就影响了系统的正常工作。基于 

射频识别技术Ⅲ,是一种非接触的自动识别技术,其 RFID技术的非接触门禁管理系统不仅解决了以上 

基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁 

问题,而且简化了出人手续,提高了工作效率,安全 

耦合)传输特性,实现对静止的或移动中的待识别物 

保密性好。射频标签具有读写能力,可以携带大量 

品的自动识别。RFID系统一般由两个部分组成, 

数据,同时具有难以伪造和智能性较高等特点。在 

电子标签(TAG)和阅读器(Reader)。典型的阅读 

安全级别要求高的地方,还可以结合其他识别方式, 

器包括高频模块(发射机和接收机)、控制单元、天线 

将指纹、掌纹或颜面特征存入射频标签。 

以及附加的接口(RS232等)。电子标签由IC芯片 

本文基于RFID技术设计的门禁管理系统,使 

和LC谐振回路组成。 

用TI公司的¥6700多协议收发器芯片R6C和高性 

最早的门禁管理系统使用的是打孔编码的 

能MCU,遵循ISO/IEC 15693标准,工作频率是 

PVC片卡[z],然后是红外线证件、磁条证件,最后是 

13.56 MHz,这个工作频率在全球都得到认可且不 

接触式IC卡。以上几种方法共同缺点在于使用不 受特殊限制;且该频段的读卡器具有防碰撞特性,可 

便,每次都要将卡片正确地插入到读卡器中,而且读 

以同时识别多个标签;数据传输速率比125~134 

取设备暴露在空气中,非常容易被尘土、污垢或是潮 

kHz的低频段快得多;成本价格不是很昂贵。 

收稿日期:2006-01-10 

基金项目:上海市科委AM基金项目资助(0512) 

作者简介:刘琨(1982一),女,硕士研究生,主要研究方向为嵌入式系统,blueadellk@gmail.com. 

维普资讯

第4期 刘 琨,刘锦高:基于¥6700多协议收发器芯片的门禁管理系统的设计 1285 

1 系统设计 

1.1系统管理方案 

作,控制射频电路的发射和接受,管理显示和报警等 

其他外围电路,并实现和记录进出成员基本资料的 

数据库的通信;串口扩展电路将多个终端的Reader 

和中心计算机连接起来。 

整个系统对进出人员实现自动化管理,实际运 

行中主要分两种情况。①固定人员。人员刷卡后, 

若系统读到的II)号与数据库中记录相符,则自动门 

打开,人员进入,系统记录其进入时间 若系统检测 

到该卡无效(卡已过期、非本系统卡、卡已进入),则 

系统会报警,显示牌上显示“卡已过期”等相关信息, 

持卡人需与管理员联系进行相关处理。离开时情况 

类似。②临时人员。无卡人员进入时需与管理员 

联系,管理员派发临时卡,并记录进入人员的基本资 

图1 系统硬件组成 

系统的工作原理是:电子标签处在天线感应区, 

当收到Reader的命令时,标签被激活,就向Reader 

发送II)信息。Reader将解码后的II)信息,根据预 

先定义的网络协议,发送给PC机,PC机上的数据 

料和进入时间,开启自动门,人员进入;离开时,系统 

检测到卡是临时卡,显示牌显示“到管理员处注销” 

的信息,人员与管理员联系,归还临时卡,管理员记 

录其离开时间,开启自动门,人员离开。 

1.2系统构成 

库做好记录就把相应的控制命令发送给Reader。 

如图1所示,整个系统由电子标签、射频发射/ 

接收电路、MCU、中央计算机、串口扩展电路、显示 

2硬件组成 

2.1读卡器 

和报警控制电路等组成。电子标签采用TI公司最 

新开发Tag-it HF-I应答器,存储了进出人员唯一 

的II)号;射频发射/接收电路是以¥6700多协议收 

发芯片RLR6C-001A为核心的台湾联砀公司的 

读卡器主要由射频发射/接收电路和MCU组 

成。射频发射/接收电路的具体电路图如图2所示, 

起核心作用的是RLR6C-001 At4]。R6C发射和接 

收射频信号,和工作在13.56 MHz的电子标签通 

RF-201模块[3],遵循ISO/IEC 15693协议,+5 V 

信;+5 V供电;其典型发送功率为200 mW,如果 

还可以再加一级功放电路,以提 

供电,实现对信号的调制和解调,用曼彻斯特编码方 

认为输出功率不够,

式,接50Q环形天线;MCU负责控制整个系统的运 

高读写距离。 

图2 RF-2Ol具体电路图 

电路工作原理:R6C的通信接口有三根线: 

SCLOCK、DIN、DOUT,分别代表时钟线、数据输入 

线、数据输出线。时钟线是双向的,发送数据时由 

MCU控制,接收数据时由R6C控制,在时钟上升沿 

R6C锁存数据。R6C的XTAL1和XTAL2引脚接 

13.56 MHz的晶振,调制基带信号。从DIN脚输入 

基带信号经R6C调制到13.56 MHz的载波信号 

上,再由TX—OUT脚发射出去 调节L1、L2、C10 

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1286 电 子 器件 第29卷 

组成的串连谐振电路,使其输出阻抗为5O Q,外接 

匹配阻抗为5O Q的环形天线;当天线收到电子标签 

LSBit先送。Length是数据长度,为Commandl至 

Data的Bytes数,Length随数据长度不同而改变。 

的射频信号耦合到读卡器,由R6C解调为基带信号 

Command1中Bit3为0时UI【)不使用,为1时UID 

再从DOUT脚输出到MCU,进行后续处理。 

使用;UID为8 byte,不一定使用,因为此码是唯一 

在模块RF-201中,R6C通过ATTINY12L间 

接与MCU实现通信。ATTINY12L的两个I/O口 

和MCU相连,分别为DATA和CLoCK。MCU采 

用Atmel公司的Atmega16L嵌入式微控制器[5], 

的,当有多张卡一起时,可以针对指定UI【)的某张 

卡动作,而不影响其他卡片,若不使用UI【)则对任 

何卡都可以进行读写。对本系统的电子标签进行读 

写时不使用UID。Commandl中Bit5和Bit4不同 

Atmega16L根据RF-201的通信协议,通过控制 

A1vrINY12L间接与R6C通信,控制更加灵活简 

便。4013B包含两个D触发器,它将13.56MHz分 

频,供给ATTINY12L的工作频率。 

2.2电子标签 

电子标签即人员进出所持的射频识别卡,里面 

存有人员唯一的I【)号和相关个人信息。当电子标 

签处在读卡器的阅读范围,卡上信息就被读出。本 

系统的电子标签采用Tag—it HF-I。Tag-it HF-I是 

低功率、全双工的的应答器[6],应用于无源非接触式 

识别应答系统。Tag-it采用13.56 MHz的载波频 

率,完全和ISO/IEC15693兼容,工作于“reader 

talks first”模式下,即:一问一答的模式。卡内有防 

冲突机制,可以同时读多张卡而不会造成冲突。主 

要用在只能标签领域内。Tag-it内有64bit的UID 

(卡号)、8 bit的AFI(应用识别号)、8 bit的DSFID 

(数据存储格式),用来标识卡和特定应用的特性。 

卡内有2 kbitEEPROM。分成64个block,每个 

block有32 bit。每个block均可以锁定,以保护数 

据免于修改。AFI、DSFID和64个block均可读 

写,用以存储用户的数据。 

3软件设计 

3.1通信协议 

RF-201与MCU通信时,数据传输的时序如图 

3所示,在时钟上升沿读取数据。T取2O s和8O 

s之间的值。当MCU向RF-201发送命令后,等 

待读取的时间不超过30 ms,若超过这个时间,则认 

为通信出错。 

K■ 一 

图3时序图 

发送数据的格式均为: 

r培出Commandl Command2 UID Block Data BCC 

组合代表不同的功能,00(高位在前,以下皆是)为 

Read System Information,O1为Read Block,10为 

Write Block,11为Lock Block,使用不同的命令组 

合就可以对电子标签进行不同的处理。Command2 

中Bit6、Bit5和Bit4组合起来代表卡片型态,如010 

为ISO15693。Block为1 byte,取值O~63,可以指 

定对哪个Block进行读写,在Block里可以写入每 

个卡即用户唯一的I【)号。Data在Read命令时 

不使用,在Write时为读取到的内容,4 byte,由 

Low Byte先送。BCC为1 byte校验码,是byte 

相加之和。 

3.2软件流程 

人员进入时的流程图如图4所示,离开时类似。 

人员的基本资料和进出情况都由数据库管理,整个 

数据库管理系统采用VisualBasic来设计,主要包括 

图形界面和数据库的设计以及串口通信编程[ 。对 

于系统的数据库选型[8],由于数据量不是很大,因此 

选用性价比较好的SQL Server 2000数据库系统。 

在数据库中需要对固定人员基本资料表、固定人员 

进出信息记录表和临时人员进出信息记录表进行设 

计。当读卡器读到I【)号后,MCU通过RS232串口 

与PC机通信,然后ID号在数据库中被查询,根据 

不同的情况做相应的处理。数据库管理系统必须和 

Reader实现实时、准确的通信,才能确保系统可靠 

的运行。 

图4人员进入流程图 

4系统的测试与分析 

该门禁系统用于自动管理人员进出并记录相关 

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第4期 刘 琨,刘锦高:基于¥6700多协议收发器芯片的门禁管理系统的设计 1287 

信息,在实际测试中很多情况只能用实验手段进行 

相应的模拟,如自动门的开关、报警系统等用LED 

发光管来模拟。用若干电子标签分别模拟不同的情 

况来进行测试,系统基本可以完成预想的功能。但 

为基于开放式通道、基于物流跟踪管理、基于消费系 

统、基于传统门禁系统、基于LAN/WAN网络的真 

正的一卡通系统,会有更广阔的应用空间。 

参考文献: 

[13 Klaus Finkerzeller.射频识别(RFID)技术—无线电感应德应 

答器和非接触Ic卡的原理与应用[M](第二版).电子工业出 

版社,2002. 

是整个系统还有可以改进的地方,首先读卡器的识 

别距离<i0 cm,可以在发射端设计功放电路以提高 

识别距离,使系统工作更加方便;其次通过软件设计 

还可以实现远程开门,规定默认的门禁系统节假日、 

工作和非工作时段的进入许可,提高系统的智能性 

和安全性。 

[23游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M]. 

北京:电子工业出版社,2004. 

[3]联呖电子股份有限公司.RF-201 Module手册[EB/OL].ht— 

tp..//www.sunion.com.crL 

5结论 

以射频发射/接收模块和高性能单片机为核心 

设计了基于RFID技术的智能门禁管理系统,用在 

公司、智能小区等需要控制人员进出的场所,实现管 

理人员基本资料、记录人员进出时间、统计报表等功 

[43 TI.HF Reader System Series 6000-¥6700 Multi Protocol 

Transceiver IC-RI-R6c-001A Reference Guide[EB/OL].ht— 

tp://www.ti- d com. 

[5]丁划成等.AVR单片机应用设计[M].北京航空航天大学出版 

社.2002. 

[6]TLTag—itHF-I nsp∞d口InlaysReferenceGuide[EB/OL],ht— 

tp://w ̄w.ti-rfid.O01TL 

能,节省劳动力,提高工作效率;对人体没有电磁伤 

害,抗环境影响能力强,系统可靠性高,而且由于采 

用一人一卡制,系统安全性和保密性能高。 

RFID门禁系统是门禁系统的发展趋势,随着 

RFID技术的发展,未来的智能门禁系统将发展成 

(上接第1283页) 

[7]范逸之等.Visual Basic与RS-232串行通信控制[M].清华大 

学出版社,2004. 

[8]王国荣.Visual Basic 6.0数据库程序设计[M].人民邮电出版 

社,1999. 

信号在两种传输线上的传输延 

(6)式计算。 

对于微带线: 

]可由(5)式和 

3.35、/O.475e +0.67 ps/mm 

ps/mm 

(5) 

(6) 

对于带状线: 

一3.35 

在常用的FR4基板上,计算高速信号时,上述 

表达式中,相对介电常数一般取为4.2。可以结合 

实际设计要求,根据上述计算式计算出符合DVI接 

口协议所规定的差分对内的时间偏斜和差分对之间 

的时间偏斜的设计公差。 

为提高电路设计的电磁兼容性和抗干扰性,差 

分对必须平行走线,并且信号路径上尽量避免出现 

过孔,且差分对的两条线间距S要尽量小。在同一 

信号层内其他信号到差分线的间距要大于2 S,即 

要满足差分布线的2 S原则[9 。。。差分线下方要有 

完整的地线平面,以保证良好的信号回流和高速差 

分信号的阻抗连续。 

抖动,同时保证了高速时钟信号与编码码元的相对 

相位的稳定,从而可以保证高速编码信号在经过两 

处由接插件引起的阻抗不连续后,依然可以以很低 

的误码率被恢复。 

做好DVI接口硬件设计的前提在于理解 

TMDS的电气标准与时钟同步原理,不论选用哪一 

款具体的接口芯片,都必须严格遵循高速混合电路 

设计的原则,并细致的调整板极设计的参数,才能设 

计出性能强劲且稳定可靠的DVI接口设备。 

参考文献: 

[13 DDWG,DVI Specification[Z],Revision 1.0,April 02,1999. 

[23冯永茂、丁铁夫等。数字视频接口DVI 1.O[J].电子技术应用 

U].2003,9. 

Version 2.1。January 2000. 

’ 

[33 Philips Semionductcors,THE 12C-BUS SPECIFICATION[Z-]. 

[4]Texas Inse

2oO0. 

ts,TI PanelBus2Wl,TFP401A Datasheet[Z].June 

2M,TFP101A I)a [z].June 

tter,TFP410 

[5]Texas Insu ̄mmts,TI Par ̄

2oO0. 

4结论 

DVI接口涉及到大量的计算机显示技术标准, 

其核心为TMDS编解码与高速差分信号传输技术。 

通过对数据通道的信号进行直流平衡编码,并对像 

素数据和同步控制数据采用不同的码型,实现了时 

钟同步、视频数据与同步信号的分离;将编码时钟与 

采样时钟同时锁相到频率相对较低、抗干扰性更强 

的参考时钟上,一方面保证了高速时钟信号的相位 

[63 Texas Instruments,TI ParmAB ̄TM D tal ̄

I)|地 e .Jam ̄z 2002. 

[7]Silicon Image,Inc.,SiI161B PanelLink(r)Receiver Datasheet 

[z].September 2001. 

[8]Eric Bogatin著,李玉山,李丽平等译,信号完整性分析[M]. 

北京:电子工业出版社,2005.6-9. 

[93 National Semiconductor,LVDS Owner's Manual[M].3rd Edi— 

tion,Spring 2004. 

[103 Texas Insuumems,TFP401,TFP401A Design NotesEZ].SL- 

36,March 2003. 

2024年6月14日发(作者:英正平)

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第29卷第4期 

电子器件 

v01.29 No.4 

2006年12月 

Qlil把se Journal Of Electron DffvJ.o ̄8 

Dec.2006 

Design of C0l M眦謦II System Ill¥6700 IV ̄lli n 强 IC 

LIU Kun。L U Jin—gao 

(Dept.ofElectronics,EastChina Normal University,Shanghai 200062,Chian) 

Abstract:A designing method of an access-control system based on RFID(Radio Frequency Identification) 

technology is put forward in order to solve the existing problems of the present access-control system.The 

system adopts a TI¥6700 Multi Protocol Transceiver IC,MCU with high performance and other peripher— 

al circuits as the Reader,a TI Tag-it HF-I as the Tag.Through the software and database design the in- 

and—out people’S information is managed.The system features low cost,high efficiency and good security。 

Key words:RF]D,¥6700 Multi Protocol Transceiver IC;access—control management system;MCU;reader; 

electronic tag 

E] C:6150M;6210L 

基于¥6700多协议收发器芯片的门禁管理系统的设计 

刘 琨,刘锦高 

(华东师范大学电子系,上海200062) 

摘 要:为解决现有门禁系统使用不便和易被损坏的问题,提出一种基于RFID技术(Radio Frequency Identification) ̄I'-]禁 

系统设计方法。该系统采用TI公司¥6700多协议收发器芯片、高性能MCU和其他外围电路作为读卡器,TI公司的Tag-it 

HF_I作为电子标签。通过软件部分和数据库的设计对进出人员信息进行管理。该系统成本低,效率高,安全保密性好。 

关键词:RFID;¥6700多协议收发器芯片;门禁管理系统;MCU;读卡器;电子标签; 

中图分类号:TP393.03 文献标识码:A 文章编号:l005-9490(2006)o4-1284-04 

RFI【)(Radio Frequency Identification)即无线 

湿所损坏,这样就影响了系统的正常工作。基于 

射频识别技术Ⅲ,是一种非接触的自动识别技术,其 RFID技术的非接触门禁管理系统不仅解决了以上 

基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁 

问题,而且简化了出人手续,提高了工作效率,安全 

耦合)传输特性,实现对静止的或移动中的待识别物 

保密性好。射频标签具有读写能力,可以携带大量 

品的自动识别。RFID系统一般由两个部分组成, 

数据,同时具有难以伪造和智能性较高等特点。在 

电子标签(TAG)和阅读器(Reader)。典型的阅读 

安全级别要求高的地方,还可以结合其他识别方式, 

器包括高频模块(发射机和接收机)、控制单元、天线 

将指纹、掌纹或颜面特征存入射频标签。 

以及附加的接口(RS232等)。电子标签由IC芯片 

本文基于RFID技术设计的门禁管理系统,使 

和LC谐振回路组成。 

用TI公司的¥6700多协议收发器芯片R6C和高性 

最早的门禁管理系统使用的是打孔编码的 

能MCU,遵循ISO/IEC 15693标准,工作频率是 

PVC片卡[z],然后是红外线证件、磁条证件,最后是 

13.56 MHz,这个工作频率在全球都得到认可且不 

接触式IC卡。以上几种方法共同缺点在于使用不 受特殊限制;且该频段的读卡器具有防碰撞特性,可 

便,每次都要将卡片正确地插入到读卡器中,而且读 

以同时识别多个标签;数据传输速率比125~134 

取设备暴露在空气中,非常容易被尘土、污垢或是潮 

kHz的低频段快得多;成本价格不是很昂贵。 

收稿日期:2006-01-10 

基金项目:上海市科委AM基金项目资助(0512) 

作者简介:刘琨(1982一),女,硕士研究生,主要研究方向为嵌入式系统,blueadellk@gmail.com. 

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第4期 刘 琨,刘锦高:基于¥6700多协议收发器芯片的门禁管理系统的设计 1285 

1 系统设计 

1.1系统管理方案 

作,控制射频电路的发射和接受,管理显示和报警等 

其他外围电路,并实现和记录进出成员基本资料的 

数据库的通信;串口扩展电路将多个终端的Reader 

和中心计算机连接起来。 

整个系统对进出人员实现自动化管理,实际运 

行中主要分两种情况。①固定人员。人员刷卡后, 

若系统读到的II)号与数据库中记录相符,则自动门 

打开,人员进入,系统记录其进入时间 若系统检测 

到该卡无效(卡已过期、非本系统卡、卡已进入),则 

系统会报警,显示牌上显示“卡已过期”等相关信息, 

持卡人需与管理员联系进行相关处理。离开时情况 

类似。②临时人员。无卡人员进入时需与管理员 

联系,管理员派发临时卡,并记录进入人员的基本资 

图1 系统硬件组成 

系统的工作原理是:电子标签处在天线感应区, 

当收到Reader的命令时,标签被激活,就向Reader 

发送II)信息。Reader将解码后的II)信息,根据预 

先定义的网络协议,发送给PC机,PC机上的数据 

料和进入时间,开启自动门,人员进入;离开时,系统 

检测到卡是临时卡,显示牌显示“到管理员处注销” 

的信息,人员与管理员联系,归还临时卡,管理员记 

录其离开时间,开启自动门,人员离开。 

1.2系统构成 

库做好记录就把相应的控制命令发送给Reader。 

如图1所示,整个系统由电子标签、射频发射/ 

接收电路、MCU、中央计算机、串口扩展电路、显示 

2硬件组成 

2.1读卡器 

和报警控制电路等组成。电子标签采用TI公司最 

新开发Tag-it HF-I应答器,存储了进出人员唯一 

的II)号;射频发射/接收电路是以¥6700多协议收 

发芯片RLR6C-001A为核心的台湾联砀公司的 

读卡器主要由射频发射/接收电路和MCU组 

成。射频发射/接收电路的具体电路图如图2所示, 

起核心作用的是RLR6C-001 At4]。R6C发射和接 

收射频信号,和工作在13.56 MHz的电子标签通 

RF-201模块[3],遵循ISO/IEC 15693协议,+5 V 

信;+5 V供电;其典型发送功率为200 mW,如果 

还可以再加一级功放电路,以提 

供电,实现对信号的调制和解调,用曼彻斯特编码方 

认为输出功率不够,

式,接50Q环形天线;MCU负责控制整个系统的运 

高读写距离。 

图2 RF-2Ol具体电路图 

电路工作原理:R6C的通信接口有三根线: 

SCLOCK、DIN、DOUT,分别代表时钟线、数据输入 

线、数据输出线。时钟线是双向的,发送数据时由 

MCU控制,接收数据时由R6C控制,在时钟上升沿 

R6C锁存数据。R6C的XTAL1和XTAL2引脚接 

13.56 MHz的晶振,调制基带信号。从DIN脚输入 

基带信号经R6C调制到13.56 MHz的载波信号 

上,再由TX—OUT脚发射出去 调节L1、L2、C10 

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1286 电 子 器件 第29卷 

组成的串连谐振电路,使其输出阻抗为5O Q,外接 

匹配阻抗为5O Q的环形天线;当天线收到电子标签 

LSBit先送。Length是数据长度,为Commandl至 

Data的Bytes数,Length随数据长度不同而改变。 

的射频信号耦合到读卡器,由R6C解调为基带信号 

Command1中Bit3为0时UI【)不使用,为1时UID 

再从DOUT脚输出到MCU,进行后续处理。 

使用;UID为8 byte,不一定使用,因为此码是唯一 

在模块RF-201中,R6C通过ATTINY12L间 

接与MCU实现通信。ATTINY12L的两个I/O口 

和MCU相连,分别为DATA和CLoCK。MCU采 

用Atmel公司的Atmega16L嵌入式微控制器[5], 

的,当有多张卡一起时,可以针对指定UI【)的某张 

卡动作,而不影响其他卡片,若不使用UI【)则对任 

何卡都可以进行读写。对本系统的电子标签进行读 

写时不使用UID。Commandl中Bit5和Bit4不同 

Atmega16L根据RF-201的通信协议,通过控制 

A1vrINY12L间接与R6C通信,控制更加灵活简 

便。4013B包含两个D触发器,它将13.56MHz分 

频,供给ATTINY12L的工作频率。 

2.2电子标签 

电子标签即人员进出所持的射频识别卡,里面 

存有人员唯一的I【)号和相关个人信息。当电子标 

签处在读卡器的阅读范围,卡上信息就被读出。本 

系统的电子标签采用Tag—it HF-I。Tag-it HF-I是 

低功率、全双工的的应答器[6],应用于无源非接触式 

识别应答系统。Tag-it采用13.56 MHz的载波频 

率,完全和ISO/IEC15693兼容,工作于“reader 

talks first”模式下,即:一问一答的模式。卡内有防 

冲突机制,可以同时读多张卡而不会造成冲突。主 

要用在只能标签领域内。Tag-it内有64bit的UID 

(卡号)、8 bit的AFI(应用识别号)、8 bit的DSFID 

(数据存储格式),用来标识卡和特定应用的特性。 

卡内有2 kbitEEPROM。分成64个block,每个 

block有32 bit。每个block均可以锁定,以保护数 

据免于修改。AFI、DSFID和64个block均可读 

写,用以存储用户的数据。 

3软件设计 

3.1通信协议 

RF-201与MCU通信时,数据传输的时序如图 

3所示,在时钟上升沿读取数据。T取2O s和8O 

s之间的值。当MCU向RF-201发送命令后,等 

待读取的时间不超过30 ms,若超过这个时间,则认 

为通信出错。 

K■ 一 

图3时序图 

发送数据的格式均为: 

r培出Commandl Command2 UID Block Data BCC 

组合代表不同的功能,00(高位在前,以下皆是)为 

Read System Information,O1为Read Block,10为 

Write Block,11为Lock Block,使用不同的命令组 

合就可以对电子标签进行不同的处理。Command2 

中Bit6、Bit5和Bit4组合起来代表卡片型态,如010 

为ISO15693。Block为1 byte,取值O~63,可以指 

定对哪个Block进行读写,在Block里可以写入每 

个卡即用户唯一的I【)号。Data在Read命令时 

不使用,在Write时为读取到的内容,4 byte,由 

Low Byte先送。BCC为1 byte校验码,是byte 

相加之和。 

3.2软件流程 

人员进入时的流程图如图4所示,离开时类似。 

人员的基本资料和进出情况都由数据库管理,整个 

数据库管理系统采用VisualBasic来设计,主要包括 

图形界面和数据库的设计以及串口通信编程[ 。对 

于系统的数据库选型[8],由于数据量不是很大,因此 

选用性价比较好的SQL Server 2000数据库系统。 

在数据库中需要对固定人员基本资料表、固定人员 

进出信息记录表和临时人员进出信息记录表进行设 

计。当读卡器读到I【)号后,MCU通过RS232串口 

与PC机通信,然后ID号在数据库中被查询,根据 

不同的情况做相应的处理。数据库管理系统必须和 

Reader实现实时、准确的通信,才能确保系统可靠 

的运行。 

图4人员进入流程图 

4系统的测试与分析 

该门禁系统用于自动管理人员进出并记录相关 

维普资讯

第4期 刘 琨,刘锦高:基于¥6700多协议收发器芯片的门禁管理系统的设计 1287 

信息,在实际测试中很多情况只能用实验手段进行 

相应的模拟,如自动门的开关、报警系统等用LED 

发光管来模拟。用若干电子标签分别模拟不同的情 

况来进行测试,系统基本可以完成预想的功能。但 

为基于开放式通道、基于物流跟踪管理、基于消费系 

统、基于传统门禁系统、基于LAN/WAN网络的真 

正的一卡通系统,会有更广阔的应用空间。 

参考文献: 

[13 Klaus Finkerzeller.射频识别(RFID)技术—无线电感应德应 

答器和非接触Ic卡的原理与应用[M](第二版).电子工业出 

版社,2002. 

是整个系统还有可以改进的地方,首先读卡器的识 

别距离<i0 cm,可以在发射端设计功放电路以提高 

识别距离,使系统工作更加方便;其次通过软件设计 

还可以实现远程开门,规定默认的门禁系统节假日、 

工作和非工作时段的进入许可,提高系统的智能性 

和安全性。 

[23游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M]. 

北京:电子工业出版社,2004. 

[3]联呖电子股份有限公司.RF-201 Module手册[EB/OL].ht— 

tp..//www.sunion.com.crL 

5结论 

以射频发射/接收模块和高性能单片机为核心 

设计了基于RFID技术的智能门禁管理系统,用在 

公司、智能小区等需要控制人员进出的场所,实现管 

理人员基本资料、记录人员进出时间、统计报表等功 

[43 TI.HF Reader System Series 6000-¥6700 Multi Protocol 

Transceiver IC-RI-R6c-001A Reference Guide[EB/OL].ht— 

tp://www.ti- d com. 

[5]丁划成等.AVR单片机应用设计[M].北京航空航天大学出版 

社.2002. 

[6]TLTag—itHF-I nsp∞d口InlaysReferenceGuide[EB/OL],ht— 

tp://w ̄w.ti-rfid.O01TL 

能,节省劳动力,提高工作效率;对人体没有电磁伤 

害,抗环境影响能力强,系统可靠性高,而且由于采 

用一人一卡制,系统安全性和保密性能高。 

RFID门禁系统是门禁系统的发展趋势,随着 

RFID技术的发展,未来的智能门禁系统将发展成 

(上接第1283页) 

[7]范逸之等.Visual Basic与RS-232串行通信控制[M].清华大 

学出版社,2004. 

[8]王国荣.Visual Basic 6.0数据库程序设计[M].人民邮电出版 

社,1999. 

信号在两种传输线上的传输延 

(6)式计算。 

对于微带线: 

]可由(5)式和 

3.35、/O.475e +0.67 ps/mm 

ps/mm 

(5) 

(6) 

对于带状线: 

一3.35 

在常用的FR4基板上,计算高速信号时,上述 

表达式中,相对介电常数一般取为4.2。可以结合 

实际设计要求,根据上述计算式计算出符合DVI接 

口协议所规定的差分对内的时间偏斜和差分对之间 

的时间偏斜的设计公差。 

为提高电路设计的电磁兼容性和抗干扰性,差 

分对必须平行走线,并且信号路径上尽量避免出现 

过孔,且差分对的两条线间距S要尽量小。在同一 

信号层内其他信号到差分线的间距要大于2 S,即 

要满足差分布线的2 S原则[9 。。。差分线下方要有 

完整的地线平面,以保证良好的信号回流和高速差 

分信号的阻抗连续。 

抖动,同时保证了高速时钟信号与编码码元的相对 

相位的稳定,从而可以保证高速编码信号在经过两 

处由接插件引起的阻抗不连续后,依然可以以很低 

的误码率被恢复。 

做好DVI接口硬件设计的前提在于理解 

TMDS的电气标准与时钟同步原理,不论选用哪一 

款具体的接口芯片,都必须严格遵循高速混合电路 

设计的原则,并细致的调整板极设计的参数,才能设 

计出性能强劲且稳定可靠的DVI接口设备。 

参考文献: 

[13 DDWG,DVI Specification[Z],Revision 1.0,April 02,1999. 

[23冯永茂、丁铁夫等。数字视频接口DVI 1.O[J].电子技术应用 

U].2003,9. 

Version 2.1。January 2000. 

’ 

[33 Philips Semionductcors,THE 12C-BUS SPECIFICATION[Z-]. 

[4]Texas Inse

2oO0. 

ts,TI PanelBus2Wl,TFP401A Datasheet[Z].June 

2M,TFP101A I)a [z].June 

tter,TFP410 

[5]Texas Insu ̄mmts,TI Par ̄

2oO0. 

4结论 

DVI接口涉及到大量的计算机显示技术标准, 

其核心为TMDS编解码与高速差分信号传输技术。 

通过对数据通道的信号进行直流平衡编码,并对像 

素数据和同步控制数据采用不同的码型,实现了时 

钟同步、视频数据与同步信号的分离;将编码时钟与 

采样时钟同时锁相到频率相对较低、抗干扰性更强 

的参考时钟上,一方面保证了高速时钟信号的相位 

[63 Texas Instruments,TI ParmAB ̄TM D tal ̄

I)|地 e .Jam ̄z 2002. 

[7]Silicon Image,Inc.,SiI161B PanelLink(r)Receiver Datasheet 

[z].September 2001. 

[8]Eric Bogatin著,李玉山,李丽平等译,信号完整性分析[M]. 

北京:电子工业出版社,2005.6-9. 

[93 National Semiconductor,LVDS Owner's Manual[M].3rd Edi— 

tion,Spring 2004. 

[103 Texas Insuumems,TFP401,TFP401A Design NotesEZ].SL- 

36,March 2003. 

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