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用TCP/IP通讯的射频一卡通体系规划

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用TCP/IP通讯的射频一卡通体系规划

发布日期:2018-05-28 作者: 点击:

  射频IC卡运用及携带方便、安全性高、成本低,已得到越来越广泛的应用。本文一卡通系统供应商介绍一种用TCP/IP通讯的射频一卡通体系。

  体系分为两个子体系,即嵌入式TCP/IP子体系和射频IC卡读卡子体系。嵌入式TCP/IP子体系运用一个简化的TCP/IP协议栈,易于在单片机中实现。射频IC卡读卡子体系是对射频卡进行读写的体系。两个子体系各运用一片AT89S52单片机,子体系间通过UART通讯。

  1嵌入式TCP/IP子体系

  簿本体系首要担任与上位机的通讯。下面介绍其结构规划和简化的TCP/IP协议栈。

  1.1嵌入式TCP/IP子体系的结构规划

  簿本体系的结构如图1所示。体系主控芯片为AT89S52单片机,选用IS61C256AH芯片外部扩展32KBSRAM。单片机与片外RAM的接口:P0[0..7]经74HC373锁存低8位地址,再接到SRAM的[A0..A7];P2[0..6]接SRAM的[A8..A14];P2.7接SRAM的CE,当P2.7为低电平时,SRAM使能;P3.6和P3.7分别接SRAM的WE和OE,作为读写SRAM的信号,同时P0复用到SRAM的[IO0..IO7]。局域网的以太网操控器运用RTL8019AS。单片机与8019AS的接口:P3.6和P3.7分别接IORB和IOWB,作为网络芯片的I/O信号;P3.5接RSTDRV,用于网络Reset;P3.3接IOCHRDY,用于网络芯片忙时插入等待时刻;P1[0..7]接[SD0..SD7]。因为运用轮询方法,所以IRQ可以不设定,因为I/OBase选择300H,所以IOS0~IOS3悬空。P2[0..4]接[SA0..SA4],SA5..SA7接低电平,P2.7接SA8和SA9,SA10..SA19接低电平,这样就使得P2.7为高电平时,选择网络芯片,同时P2[0..4]为片内寄存器地址。因为没有MemoryRead和Write的动作,将SMEMRB和SMEMWB接高电平。因为在发出I/O命令时,地址都会先准备就绪,所以将AEN接低电平。为了运用jumper进行初始化设定,将JP接高电平。P3.0和P3.1是单片机UART的RX和TX,连接到读卡器子体系。

一卡通系统供应商

  1.2嵌入式TCP/IP子体系的简化协议栈规划

  因为单片机的资源有限,簿本体系针对一卡通体系的要求简化了TCP/IP协议栈,只需实现体系必需的功用即可。TCP/IP协议栈有四个层次,分别为链路层、网络层、运输层和应用层,如图2所示。下面临简化协议栈逐层说明。

  (1)链路层协议。10Mbps以太网的帧有以太网帧和IEEE802帧两种封装格式。依据RFC1122(即主机需求RFC)的要求,所有主机有必要能够发送和接纳以太网帧,应该能够接纳IEEE802帧,也许能够发送IEEE802帧。依据这一要求,本体系设定为能够接纳以太网帧和IEEE802帧,只能发送以太网帧,不能发送IEEE802帧。因为体系不会在同一主机的不同进程间交换IP分组,所以不支撑环回接口(LoopbackInterface)。明显SLIP和PPP链路协议也不必支撑。在链路层中,每接纳到一个帧,都查看其Typefield的值,只交付0x0800和0x0806二种Type,丢弃其他的Type。RARP帧的Type为0x8035,因为体系不必支撑RARP协议,所以这种帧也不交付。Type为0x0800表明帧中封装了IP分组,Type为0x0806表明帧中封装了ARP分组,这两种帧的分组会被取出,并交付给相应的子程序。

  (2)网络层协议。本体系只交付Protocol=1和Protocol=17的分组,其他的Protocol都丢弃,即只支撑ICMP和UDP协议;不支撑IGMP协议(Protocol=2),相应地也不支撑组播(multicast),但支撑播送;不支撑TCP协议(Protocol=6)。对于ICMP协议,只支撑回显请求和回显应答,即只处理Type=0,Code=0和Type=8,Code=0,其他的Type和Code丢弃,所以Ping读卡器的IP地址会收到应答。对于Protocol=17的分组,先查看目的地址,假如为播送地址或是本机地址,则取出其间的UDP数据报,交付给运输层,丢弃其他分组。

  (3)运输层协议。本体系只支撑UDP协议,而且只接纳一个指定端口的UDP数据报,丢弃其他端口的数据报。收到要交付的数据报后,取出其间的数据内容,交给应用层子程序。

  (4)应用层。依据收到的不同上位机指令,分别进行处理。指令包含:扫描在线的读卡器、设定读卡器地址、同步读卡器时刻、读取读卡器容量状况、上载刷卡记载等。

  2射频IC卡读卡子体系

  簿本体系完结读写射频卡、保存刷卡材料、发出操控开关量等功用。

  2.1读卡子体系结构规划

  簿本体系选用PHILIPS公司的MF1ICS50芯片的非接触式IC卡。这种卡的RF接口为ISO/IEC14443A,作业频率为13.56MHz,内含1KBEEPROM。EEPROM的组成包含16个扇区,每扇区有4个区,每区有16字节。读卡芯片选用PHILIPS公司的MFRC500,这种芯片与单片机接口简略,有自动检测与单片机接口方法的功用。单片机运用AT89S52,选用ATMEL的DataFlashAT45DB161B保存刷卡材料,体系设定材料保存在SerialEEPROM24C02中,时刻芯片选用DS1302。体系结构如图3所示。单片机是主控芯片。与读卡芯片RC500的接口为:P0[0..7]接RC500的D0..D7,P1.4接RSTPD,P1.5接NCS,P3.2接IRQ,P3.6和P3.7接NWR和NRD。与AT45DB161B的接口为:P1.0接SO,P1.1接SI,P1.2接SCK,P1.3接CS。与DS1302的接口为:P2.0接SCLK,P2.1接I/O,P2.2接CE。与24C02的接口为:P2.6接SCL,P2.7接SDA。单片机的P3.3、P3.4、P3.5接显现驱动。P2.3接开关量操控,P2.4接蜂鸣器。

  2.2读卡子体系软件规划

  簿本体系软件规划包含:对MF1卡进行读写操作;读取和设定时刻芯片的日期和时刻;保存刷卡材料和设定材料;发送显现信息和发出开关信号等。以下首要介绍MF1卡的读写操作部分。

  MF1卡的状况机如图4所示。当MF1卡进入读卡器天线的作业区时,经Reset后进入IDLE状况。此刻可以接纳从RC500发来的指令。

  询卡指令REQA,当MF1卡收到REQA后,会用ATQA回答,ATQA由两个字节组成,其间b7和b8表明UID的大小,b1~b5为防磕碰位,其他位为0。若RC500收到ATQA,则表明在天线的作业区有卡存在。尔后进入防磕碰循环。

  防磕碰循环开始时,并不知道UID,所以RC500发送cascadelevel1的selectcode,并指定NVB=20。此刻MF1卡要回复自己的UID。假如没有磕碰,则RC500会收到完好的4字节UID,否则,用磕碰发生位置更新NVB的值,重发指令,直到收到完好的4字节UID。然后RC500再用这个selectcode,并设NVB=70,加上4字节UID,发给MF1卡。MF1卡将收到的UID与自己的UID比较,假如相同,则回复SAK。此刻RC500查看SAK。假如b3为1,则表明UID不完好,RC500将cascadelevel加1,重新循环,直到收到的SAKb3为0,才表明Select完结。尔后进入认证阶段。

  进行认证之前,有必要先用RC500的LoadKeyE2或LoadKey指令将暗码装载到RC500的KeyBuffer中,然后对指定的扇区发出Authent1指令和Authent2指令。假如认证通过,则可进入读写阶段。

  在读写阶段,RC500可以通过写本扇区的SectorTrailer来修正此扇区的暗码和存取条件,也可以依据存取条件对本扇区的DataBlock进行读、写、增、减、恢复和转移。


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