一种用于图书馆管理系统的射频识别读卡器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于图书馆管理系统的射频识别读卡器，包括主控模块，射频读写模块和天线模块，所述主控模块包括主控单片机以及与主控单片机相连的并行控制接口、串行通信即可、晶振电路、电源电路和扩展接口。射频读写模块包括与并行控制接口相连的射频读写芯片以及与射频读写芯片相连的高频滤波电路。天线模块包括与高频滤波电路相连的匹配电路以及与匹配电路相连的天线线圈。本实用新型专利技术适用于大型图书馆管理系统或者公司的供应链生产管理系统中。本实用新型专利技术可工作于各种恶劣环境，同时也可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，可以智能化识别、定位、跟踪、监控和管理图书馆管理系统。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及读卡器，特别涉及一种用于图书馆管理系统的射频识别读卡器。
技术介绍
众所周知，电脑、数码产品、家电等各种不同的产品之间需要一种通用的储存介质来进行数据交换，提起读卡器，很多人都立即会想到这种产品是配合数码相机而产生的，不过目前读卡器已经不再局限于数码相机使用了，而是扩展到了更多的领域，如门禁系统，食品安全溯源等，而这一切，都要归功于物联网的出现。物联网，是一种通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。图书馆管理系统正是一个物联网，但是当前的图书馆管理系统普遍存在功能简单，操作复杂、不方便的缺点。大多数的图书馆管理系统都不能够进行远程无线操作，这一定程度上影响了用户的体验，也使得操作效率没办法提高。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足，本技术提供了一种用于图书馆管理系统的射频识别读卡器。本技术的目的通过下述方案实现一种用于图书馆管理系统的射频识别读卡器包括主控模块，射频读写模块和天线模块。所述主控模块包括主控单片机以及与主控单片机相连的并行控制接口、串行通信即可、晶振电路、电源电路和扩展接口。射频读写模块包括与并行控制接口相连的射频读写芯片以及与射频读写芯片相连的高频滤波电路。天线模块包括与高频滤波电路相连的匹配电路以及与匹配电路相连的天线线圈。所述主控单片机通过并行控制接口，藉由数据线、地址线和控制线等线路与射频读写芯片连接，控制射频读写芯片的正常工作，由此来实现与RFID卡的通信。所述主控单片机采用了单片机STC89C52，包括8k字节Flash存储器，256字节RAM存储器，32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口片内晶振及时钟电路。所述射频读写芯片负责接收主控单片机的控制信息并完成与RFID卡的通信操作。所述射频读写芯片采用MFRC500，内部有64个寄存器，并使用独立的读、写信号线并行接口以及数据/地址线复用的方式与单片机STC89C52连接。本技术具有如下的优点和效果(I)读卡器的识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，同时也可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便；(2)可以智能化识别、定位、跟踪、监控和管理图书馆管理系统，通过天线部分可以进行远程无线操作，提高了了用户的体验以及操作效率；本技术适用于大型图书馆管理系统或者公司的供应链生产管理系统中。附图说明图I是本技术一实施例的硬件系统组成框图。图2是图I的单片机STC89C52和射频读写芯片MFRC500的连接电路图。图3是图I的高频滤波电路与匹配电路的电路图。具体实施方式·下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细说明，但本技术的实施方式不限于此。如图I本技术的硬件系统组成框图所示，一种用于图书馆管理系统的射频识别读卡器主要包括主控模块，射频读写模块和天线模块。本实施例中，主控模块包括主控单片机以及与主控单片机相连的并行控制接口、串行通信即可、晶振电路、电源电路和扩展接口。射频读写模块包括与并行控制接口相连的射频读写芯片以及与射频读写芯片相连的高频滤波电路。天线模块包括与高频滤波电路相连的匹配电路以及与匹配电路相连的天线线圈I。主控单片机通过并行控制接口，藉由数据线、地址线和控制线等线路与射频读写芯片连接，控制射频读写芯片的正常工作，由此来实现与RFID卡的通信。另外主控单片机可通过串行通信接口与计算机(PC)进行通信，从而实现PC机与射频卡的信息传递。本实施例中，主控单片机采用具有8K的程序存储器并且具有可编程串行通道、两个16位定时器/计数器、5个中断源的STC89C52单片机。射频读写芯片负责接收主控单片机的控制信息并完成与RFID卡的通信操作。为了正常工作，射频读写芯片须选用合适的并行接口与主控单片机连接，而为了发送、接收稳定的高频信号，射频读写芯片要通过高频滤波电路与天线模块连接。本实施例中，射频读写芯片采用支持ISO/IEC 14443A协议的射频读写芯片中性价比最高，市场应用最为广泛，购买也最方便的MFRC500。天线模块包括读写模块实现射频通信必不可少的线圈及匹配电路，射频读写模块要依靠天线产生的磁通量为RFID卡提供电源、在射频读写模块与RFID卡之间传送信息。为使天线正常工作，天线线圈I要通过无源的匹配电路连接射频读写芯片的天线引脚。所述单片机STC89C52对MFRC500的控制是通过数据线、地址线、控制线等并行控制接口的连接实现的，而另一方面，MFRC500可以使用独立的读、写信号线或者普通的读写信号线这两种不同的并行控制接口连接单片机STC89C52，采用不同的信号线所相应的总线时序也是不一样的。如图2本技术的单片机STC89C52与射频读写芯片MFRC500连接电路图所示，在电路中，射频读写芯片MFRC500使用的是独立的读、写信号线与单片机STC89C52连接的，在地址线的方式选择上，射频读写芯片MFRC500使用了数据/地址线复用的方式，单片机STC89C52的数据/地址线P00-P07与MFRC500的数据/地址线D0-D7——对应连接。另夕卜，单片机STC89C52采用中断方式，通过INTO引脚引入MFRC500中断源，利用MFRC500所提供的中断信息进行中断控制。射频读写芯片MFRC500根据其寄存器的设定对发送数据进行调制得到发送的信号，通过由天线驱动引脚TXl和TX2驱动的天线以13.56MHz的电磁波形式发送出去。在其射频范围内的RFID卡采用RF场的负载调制进行响应。天线接收到卡片的响应信号经过天线匹配电路送到RC500的接收引脚RX，芯片内部的接收器对接收信号进行解调、译码，并根据寄存器的设定进行处理，最后将数据发送到并行接口由微控制器读取。如图3所示，在高频滤波电路中，为了减少信号线上的干扰，使用了 EMC高频滤波电路。射频读写芯片MFRC500的天线引脚TX1、TX2、RX以及参考电压VMID先 经过高频滤波电路，然后再与天线模块的匹配电路连接。高频滤波电路中，电感LI、L2和电容C7、C8、C9、ClO组成了射频读写芯片MFRC500射频发送信号的滤波电路。电阻Rl、R2和电容C5、C6组成了接收信号的滤波电路。为了达到良好的电磁兼容，在制作印刷电路板(PCB)时，这部分的电路必须紧靠射频读写芯片MFRC500的天线引脚RX、TX1、TX2。而在其匹配电路中，为了给RFID卡提供足够的能量，天线与卡片间必须实现紧耦合，耦合系数最少为O. 3(耦合系数为O时，即由于距离太远或磁屏蔽导致完全去耦；耦合系数为I即全稱合)。因此天线线圈I采用直径为Imm的导线,设计为三圈的65mmX54mm方形天线，此时，天线线圈产生的电感，有下列公式计算L=2XIXln ( 1/D ) XN其中L为天线电感；I为环形导体的长度(即一圈的周长)，单位为cm ；D为导体的宽度，即导线直径，单位为mm;N为线圈的圈数。由上述公式可计算出天线线圈I的电感值约为luH。为了使天线线圈I接收的来自芯片天线引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于图书馆管理系统的射频识别读卡器，其特征在于：包括主控模块，射频读写模块和天线模块；所述射频读写模块包括射频读写芯片和高频滤波电路；所述主控模块的并行控制接口通过数据线、地址线和控制线与射频读写芯片连接，所述射频读写芯片通过高频滤波电路与天线模块相连，所述天线模块包括与射频读写模块相连的、无源的匹配电路以及与匹配电路相连的天线线圈。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓慧，
申请(专利权)人：惠州学院，
类型：实用新型
国别省市：