基于RFID的身份识别认证系统Word格式文档下载.doc
《基于RFID的身份识别认证系统Word格式文档下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于RFID的身份识别认证系统Word格式文档下载.doc（41页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
Inthispaper,thebasictheory,fundamentaloperatingprinciplesandrelatedstandsofRFIDsystemareintroduced.DesignedauseofRFIDintelligencesystem，cancertificationquicklyconfirmthatthestaffofthetrueidentifyofintelligentsystem.Whenusersenterthesystemforthedetectionrange,thesystemwillautomaticallyobtainidentityinformationtoidentifythepersonusingthemisnotalegitimateusers.
Keywords:
RFID;
RadioFrequencyLabel;
ICCard;
TX125;
Intelligent
38
目录
摘要 I
Abstract II
1绪论 1
1.1射频识别（RFID）背景 1
1.2课题要求及任务 2
1.3RFID技术的发展状况 3
1.3.1RFID技术在国外的发展状况 3
1.3.2RFID技术在国内的发展状况 5
2RFID技术与TX125 8
2.1RFID技术 8
2.1.1RFID的基本组成部分 10
2.1.2RFID技术的基本工作原理 12
2.1.3RFID行业应用 13
2.2TX125系列读卡模块 16
2.2.1电气参数 17
2.2.2直流特性 17
3系统硬件部分 18
3.1单片机硬件单元设计 18
3.2 RFID模块的设计 19
3.2.1RFID卡选择 19
3.2.2基于Wiegand26协议译码 23
3.3TX125硬件描述 24
4系统软件部分 26
4.1MAX232 26
4.2串口（UART）协议 27
4.3接口方式及典型应用 27
4.4信息采集 30
4.4.1信息采集流程图 30
4.4.2信息采集程序 30
4.5身份认证 32
4.5.1身份认证流程图 32
4.5.2身份认证程序 33
4.6信息认证结果 35
总结 36
致谢 37
参考文献 38
1绪论
1.1射频识别（RFID）背景
近几十年来，无线通信技术得到了迅速发展和广泛应用，极大的推动了社会的发展和进步。
RFID作为无线通信和自动识别技术的一种完美结合，被认为是21世纪最有前途的IT技术之一。
从此，RFID开始成为全球学术界，工业界和有关组织所关心的一个新优点。
目前我国拥有产品门类最为齐全的装备制造业，又是全球最重要的生产加工基地和消费市场，已经成为世界第二大贸易国。
这些都为我国RFID产业与应用的发展提供了巨大的市场空间，带来了难得的发展机遇，RFID技术与应用比将成为我国信息产业和信息化建设的一个新机遇，并成为国民经济新的增长点[1]。
今天被公认为21世纪最有前途的RFID，并不是一项新的技术。
最初，RFID技术在第二次世界大战期间，在空中作战行动中用于进行敌我识别，但是由于技术和成本的原因，RFID技术一直没得到广泛的应用。
到90年代，RFID技术进入了广泛的行业应用阶段，RFID技术的标准化也日益得到重视。
从此。
RFID技术开始稳步发展，其产品种类也更加丰富，应用成本也开始下降，RFID技术开辟出发展的全新格局。
由RFID技术引发的变革，催生了RFID这一朝阳产业。
来自全球多家市场咨询公司的数据均对RFID产业的未来给予了肯定：
国际知名咨询公司埃森哲的一份调查报告称，对RFID的投资会带来高额回报；
In-Sat公司也在其研究中预测，到2009年，全球的电子标签的销售收入将增长到28亿美元。
在新兴的，有着广阔发展前景的RFID产业面前，相信任何一家企业也无法坐视不理。
RFID成功的将射频识别技术和IC技术结合起来，视频读写器能通过无线方式传输能量和数据，解决了卡内能量来源和非接触式信息交换两大难题。
RFID的特点是利用无线电波来传输信息，不受空间限制，可快速的进行物品追踪和数据交换，通过对多种状态下的目标进行非接触式的信息采集，可对其自动化管理。
由于RFID技术免除了人工干预，节省了大量人力的同时可极大提高工作效率，在将读写器嵌入到不同的应用背景中形成系统后，有着巨大的潜力。
在安全防御领域，使用集成了控制电路和声光报警等外设的集成RFID读写器主要应用有门禁保安、汽车防盗、电子物品监视系统。
在智能门禁应用中，集成读写器由射频读写模块，门禁控制器忽然RS485通信模块组成，与管理计算机相连，可实现多入口的门禁控制。
在工业生产领域，将RFID技术用于生产自动化，在生产流水线的每个工作点处放置集成了LCD液晶显示和存储器的集成RFID读写器系统，可以为用户定制型产品的复杂生产过程提供简化的解决方案。
该类型读写器可以重复读写产品部件上的射频卡，卡上带有产品所需的所有部件的要去，通过LCD显示，指导装配工人的工作。
实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。
RFID技术在医疗上的应用可以用植入的医用射频读写器来实现。
例如，青光眼是因为两眼间的眼压不断增加引起的，而导致患者失明的不仅仅是眼压的绝对值，更多的是眼压的波动。
因此，可将带有电容压力传感器的特制标签植入患者的眼中，用内置于眼镜上的微型读写器系统来定时检测患者的眼压，并通过信号与手持机通信，利于提高医疗保健的品质。
在数据管理和统计领域，如在多人参赛的运动项中，运动计时需要同时处理的数据量大且要求计时准确不能有任何差错，应用集成有无线通信模块上网RFID读写器系统进行计时时，能同时识别记录大量数据，通过无线通信模块能向数据库提供实时结果，从根本上消除人工计时带来的偏差。
由于金融电子领域的应用比较复杂，所以对读写器的处理速度、程序存储量、数据存储容量等的要求也很高，基于单片机的读写器已经不能满足要求，从而出现了基于ARM并集成了键盘、LCD的人机交互界面的读写器系统。
例如在目前我国很多大中城市已经开始推行的城市“一卡通”工程中，采用该类型的读写器可以进行卡检测、票卡读写、退卡控制等功能。
通过人机交互界面，还可以使持卡人进行余额查询、历史交易明细查询等业务。
另外，该类型读写器还可以向上层应用程序提供二次软件开发的平台，已从整体上形成了智能化较高的读写器系统[2]。
1.2课题要求及任务
（1）技术要求。
采用单片机控制技术、RFID技术和数据库管理技术设计基于RFID技术的识别认证系目的提高幼儿园的智能化、人性化管理水平。
加强对家长的身份识别，实现幼儿的安全接送管理，预防犯罪分子假冒家长进行犯罪活动。
（2）总体要求。
①绘制系统原理电路图；
②制定编写设计方案，完成详细完整的程序清单和注释；
③写致谢信。
④对在完成以上文件过程所进行的有关步骤如设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明，并对所完成的设计作出评价，对自己整个设计工作中经验教训，总结收获。
（3）主要任务。
系统拟实现的功能是，幼儿在入园时，幼儿家长需注册、领卡。
幼儿园把幼儿和家长的有关信息存入系统数据库，并通过发卡注册终端把所发接送卡与注册信息进行绑定，以方便后续管理。
家长在接送孩子时，只要在呼叫刷卡终端上刷卡，孩子的姓名就会显示在所在班级的信息显示屏上，班级教师便会准确的将孩子送到儿童家长手中或把孩子接入班级。
（4）编程是本次工程实践的重要环节。
软件编程任务主要包括以下几点：
①编写、调试蜂鸣器并进行软硬件联调；
②编写、调试对tx125模块的读卡及判断；
③编写、调试LED扫描程序并进行软硬件联调。
1.3RFID技术的发展状况
从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型（初级与次级之间的能量传递及信号传递），在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型（雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机）。
1948年哈里•斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。
射频识别技术的发展可按十年期划分如下：
1940-1950年：
雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年奠定了射频识别技术的理论基础。
1950-1960年：
早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。
1960-1970年：
射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。
1970-1980年：
射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。
出现了一些最早的射频识别应用。
1980-1990年：
射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。
1990-2000年：
射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2000年后：
标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。
至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。
单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用[3]。
特别值得一提的是在1998年美国麻省理工学院的DavidBrock博士和SanjaySarma教授在喝咖啡聊天时，谈及物品自动识别技术手段问题时产生的从系统的角度来解决物品自动识别问题的灵感，由此导致了供应链中物品自动识别概念的一次革命，并最终在1999年10月1日正式创建Auto-IDCenter非盈利性的开发组织。
Auto-IDCenter诞生后，迅速提出了产品电子代码EPC（ElectronicProductCode）的概念以及物联网的概念与构架，并积极推进有关概念的基础研究与实验工作。
可以说，EPC与物联网的概念将射频识别技术的应用推到了极致，对射频识别技术的发展与应用的推广起到了极大的推动作用。
射频识别技术的发展，一方面受到应用需求的驱动，另一方面射频识别技术的成功应用反过来又将极大地促进应用需求的扩展。
从技术角度说，射频识别技术的发展体现在若干关键技术的突破。
从应用角度来说，射频识别技术的发展目的在于不断满足日益增涨的应用需求。
射频识别技术的发展得益于多项技术的综合发展。
所涉及的关键技术大致包括：
芯片技术、天线技术、无线收发技术、数据变换与编码技术、电磁传播特性。
随着技术的不断进步，射频识别产品的种类将越来越丰富，应用也越来越广泛。
可以预计，在未来的几年中，射频识别技术将持续保持高速发展的势头。
射频识别技术的发展将会在电子标签（射频标签）、阅读器、系统种类等方面取得新进展。
在电子标签方面，电子标签芯片所需的功耗更低，技术更趋成熟。
其作用距离将更远，无线可读写性能也将更加完善，并且能够适合高速移动物品识别，识别速度也将更加快，具有快速多标签读写功能。
与此同时，在强场强下的自保护功能也会更加完善、智能性更强，成本更低。
在读写器方面，多功能读写器，包括与条码识别集成、无线数据传输、脱机工作等功能将被更多的应用。
同时，多种数据接口包括RS232，RS422／485，USB，红外，以太网口也将得到应用。
而读写器将实现多制式多频段兼容，能够兼容读写多种标签类型和多个频段标签。
读写器会朝着小型化、便携式、嵌入式、模块化方向发展，成本将更加低廉，应用范围更加广泛。
在系统方面，低频近距离系统将具有更高的智能、安全特性；
高频远距离系统性能将更加完善，成本更低。
而2.45GHz和5.8GHz系统将更加完善。
同时，无芯片系统将逐渐得到应用。
总而言之，射频识别技术未来的发展中，在结合其它高新技术，比如GPS、生物识别等技术，由单一识别向多功能识别方向发展的同时，将结合现代通信及计算机技术，实现跨地区、跨行业应用。
1.3.1RFID技术在国外的发展状况
RFID技术在国外的发展较早也较快。
尤其是在美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有较为成熟且先进的RFID系统。
其中，低频近距离RFID系统主要集中在125kHz、13.56MHz系统；
高频远距离RFID系统主要集中在UHF频段（902MHz—928MHz）915MHz、2.45GHz、5.8GHz。
UHF频段的远距离RFID系统在北美得到了很好的发展；
欧洲的应用则以有源2.45GHz系统得到了较多的应用。
5.8GHz系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源RFID系统。
在RFID技术发展的前10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标准化组织ISO／IEC联合技术委员会JTCl下的SC31下级委员会成立了RFID标准化研究工作组WG4。
尤其是在1999年10月1日正式成立的，由美国麻省理工学院MIT发起的Auto-IDCenter非盈利性组织在规范RFID应用方面所发挥的作用将越来越明显。
Auto-IDCenter在对RFID理论、技术及应用研究的基础上，所作出的主要贡献如下：
（1）提出产品电子代码EPC（ElectronicProductCode）概念及其格式规划。
为减化电子标签芯片功能设计，降低电子标签成本，扩大RFID应用领域奠定了基础；
（2）提出了实物互联网的概念及构架，为EPC进入互联网搭建了桥梁；
（3）建立了开放性的国际自动识别技术应用公用技术研究平台，为推动低成本的RFID标签和读写器的标准化研究开创了条件。
1.3.2RFID技术在国内的发展状况
RFID的基本技术原理起源于二战时期，最初盟军利用无线电数据技术来识别敌我双方的飞机和军舰。
战后，由于较高的成本，该技术一直主要应用于军事领域，并未很快在民用领域得到推广应用。
直到上世纪八九十年代，随着芯片和电子技术的提高和普及，欧洲开始率先将RFID技术应用到公路收费等民用领域。
到二十一世纪初，RFID迎来了一个崭新的发展时期，其在民用领域的价值开始得到世界各国的广泛关注，特别是在西方发达国家，RFID技术大量应用于生产自动化、门禁、公路收费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域中，其新的应用范围还在不断扩展，层出不穷。
本世纪初，RFID已经开始在中国进行试探性的应用，并很快得到政府的大力支持，2006年6月，中国发布了《中国RFID技术政策白皮书》，标志着RFID的发展已经提高到国家产业发展战略层面。
到2008年底，中国参与RFID的相关企业达数百家，已经初步形成了从标签及设备制造到软件开发集成等一个较为完整的RFID产业链，据专家估计，2008年中国RFID相关产值达到80亿元左右，并将在未来5-10年保持快速发展。
目前，RFID在中国的很多领域都得到实际应用，包括物流、烟草、医药、身份证、奥运门票、宠物管理等等，但就我们日常生活感受而言，好像RFID还是离我们很远。
除了二代身份证，我们还很难经常感受到RFID在我们生活中的存在。
这到底是什么原因呢？
其实道理很简单，尽管RFID正快速在各个领域得到实际应用，但相对于我们国家的经济规模，其应用范围还远未达到广泛的程度，即便在RFID应用比较多的交通物流产业，也还处于点分布的状态，而没能达到面的状态。
往往是产业中的领导企业为保持其竞争地位而率先尝试采用这种新技术，而更多的企业还抱着观望和犹豫的态度。
还是以物流产业为例，应用RFID技术可以大幅提高物流运作效率，如加快货物出入库时间，减少现场操作人员，实现快速而精确的库存盘点，实现货物准确定位跟踪等，但时至今日，在中国真正实施RFID技术的物流企业还屈指可数。
经济危机爆发以来，很多业内人士也开始对RFID产业的未来发展产生怀疑和失望，那么到底是什么因素阻碍了这一新兴产业在我国的发展。
首先，是我国企业总体信息化水平不高，阻碍了RFID充分发挥其作用。
RFID作为一种信息技术手段，其基本功能是实现数据的精准快速采集。
这些数据采集后，必须经过进一步的对比分析处理，才能达到提高效率、降低总体成本的作用。
也就是说，RFID的实施，往往需要企业信息化达到一定水平，使RFID系统与企业既有的ERP、CRM等信息集成在一起，才能充分发挥其作用。
其次，RFID实施成本还比较高，使很多企业望而却步。
不仅仅对中国企业，即便对西方企业，RFID的高成本也是一个巨大障碍。
正如前文所言，RFID的基本技术原理在60几年前就产生了，但直到上世纪后期，RFID的应用才逐步推广到民用领域，正是高成本阻碍了RFID技术的实际应用。
目前在国内，一张RFID标签一般都在1元以上，ETC的车载单元要400多元，高成本使得RFID的投资回报具有很大风险，使其应用大多局限于高价值或高利润商品领域。
再次，行业标准尚未统一，贸然实施会带来不确定风险。
尽管RFID起源很早，但目前还没有形成全球统一的技术标准，中国在标准制定领域起步较晚，由于关乎各国经济利益，相信标准之争还会持续一定时间。
在这种情况下，贸然投入，必然给企业经营带来很大风险。
蓝光获得DVD标准之争的胜利，给HD-DVD阵营带来的巨大伤害，是处于标准之争产业里的企业不得不慎重考虑的问题，这也是很多企业对实施RFID抱观望态度的原因。
最后，我国产业供应链发展还处于初级阶段，也阻碍了RFID的实际应用。
与西方企业相比，由于技术和管理处于劣势地位，我国大多行业都存在过度竞争，价格成为市场竞争的主要手段，这就使得很多制造企业利润率维持在相当低的水平，产业供应链的上下游企业之间往往博弈大于合作。
而RFID技术只有在整个供应链上协同实施，实现供应链信息透明和分享，才能最大程度发挥出RFID的作用，这在目前情况下还很难做到。
另外，实施RFID的一个主要益处是节省人工成本，沃尔玛称RFID每年为其节省数十亿美元的人力成本开支，而中国较低的工资水平也使得很多企业没有积极性去实施RFID技术。
尽管中国企业目前信息化程度还较低，但中国企业前进的步伐相当快。
今年中国已有40多家企业闯入世界500强，更多本土企业正迅速成长为跨国经营企业，日益复杂的管理要求这些企业必须迅速推进信息化建设，在这一点上中国企业具有一定的后发优势，而企业信息化必然给RFID带来良好的发展机遇。
随着中国企业信息化的进程，RFID的应用将会由点到面，逐步拓展到更广的领域。
而RFID的实施成本，必然随着
RFID应用的推广和市场的扩大而逐步降低，RFID的应用将会从目前的托盘或整箱的货物跟踪逐步扩展到单品货物跟踪的水平。
最后，从产业供应链角度看，国家目前提倡的产业升级，就是要使中国企业多生产高技术、高附加值、高利润产品，而这些领域，正是RFID用武之地。
产业升级将带动中国企业提升市场竞争能力，逐步由单体企业竞争上升为产业供应链的竞争。
今后几年，一批国产RFID企业,如：
创羿科技、远望谷、上海华虹、维深集团等迅速发展壮大。
在未来几年，我们会看到，RFID的实施将摆脱仅仅由单个企业实施的窘境，而展现为企业所在整个供应链的协同实施，RFID的益处将会得到最大程度的发挥。
2RFID技术与TX125
本文身份认证技术采用了低频的RFID识别技术，基于TX125系列读卡模块进行信息进行传输。
下面对这两种技术关键点进行讨论和分析，为以后的的系统设计奠定基础。
2.1RFID技术
（1）RFID简介。
RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别。
常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码，等等。
一套完整RFID系统由Reader与Transponder两部份组成,其动作原理为由Reader发射一特定频率之无限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部之IDCode送出，此时Reader便接收此IDCode。
Transp
升级会员 