校园一卡通系统中非接触式ic卡读卡器的设计(附件)
随着科技的发展，非接触式IC卡技术已广泛地应用于我们的生活，比如日常的出行用的公交卡、小区的门禁卡等。因其很高的安全性、携带的方便和低廉的造价，目前各大高校校园一卡通系统大部分选用非接触式IC卡。本设计主要介绍非接触式IC卡读卡器的工作原理。该读卡器设计采用STC89C52作为主控芯片，射频模块选用FM1702芯片，最终实现了利用89C52控制射频感应模块，进而实现对IC卡数据的读写。整个系统由单片机主控模块、射频模块、键盘模块、显示模块、电源转换电路等部分组成。通过FM1702射频模块与IC卡芯片通信，由89C52单片机控制数据的传输，最终使得IC卡读卡器实现大部分常用功能，读取学生信息、统计考勤刷卡人数、注册学生卡等功能。关键词 非接触式IC卡，一卡通，读卡器，单片机
目录
1 绪论 1
1.1 什么是IC卡 1
1.2 IC卡的分类及优点 1
1.3 IC卡的主要技术 2
1.4 IC卡安全 3
1.5 IC卡在国内的应用情况和发展现状 3
2 校园一卡通发展现状及存在意义 4
2.1 校园一卡通系统的发展现状 4
2.2 IC卡在一卡通系统中的应用 4
3 IC卡读卡器系统硬件设计 6
3.1 IC卡读卡器系统硬件介绍 6
3.2 IC卡读写系统硬件介绍 9
3.3 非接触式IC卡读卡器总体设计 10
4 系统软件设计 11
4.1 主程序设计 11
4.2 读写程序设计 12
5 调试与分析 14
结 论 17
致 谢 18
参考文献 19
附录A 20
1 绪论
1.1 什么是IC卡
IC卡，常用的信息卡的一种，因其内部封装微型集成电路，又称集成电路卡，它的使用范围比较广，我们日常生活所用的小区门禁卡、公交卡、学生卡都是IC卡。因为使用条件的限制，出现了非接触式IC卡。它采用先进的射频技术与读卡器进行信息传递。说到IC卡，大家会联想到磁卡，其实二者的工作原理是存在很大区别 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
的，磁卡是借助磁卡内的磁力来储存数据，但存在缺陷，就安全方面，磁卡比较容易消磁，从而造成信息的丢失。而IC卡则是通过集成电路实现信息的储存，IC卡相比磁卡造价略高，但其更加安全，不容易导致信息丢失。
1.2 IC卡的分类及优点
1.2.1 IC卡的分类
根据阅读器与IC卡之间通信方式的差别，IC卡可分为两类，接触式IC卡和非接触式IC卡。接触式IC卡使用条件相对苛刻，进行数据交换和通信时，需要卡片与读卡器接触，卡片表面金属触点会与读卡器连接，从而完成通信，此卡易磨损 [1]。相比之下，非接触式IC卡便显得方便快捷了不少，非接触式IC卡不需与读卡器进行物理连接，通过无线方式就可完成通信。
根据卡片内部是否有微处理器，可以分为两种：储存卡和智能卡[2]。储存卡没有微处理器。我们每天使用的电话卡就是一张储存卡。智能卡构造相对复杂一点，由集成电路与微处理器芯片构成，这也导致其造价较高，于此同时具有较好的性能。银行卡就是常见智能卡的一种。它可以读取数据，也可以修改数据，其安全性高、使用更为方便。
1.2.2 IC卡的优点
IC卡是通过嵌入卡中的集成电路芯片来存储数据信息的[3]。IC卡具有以下优点：
a) 巨大的储存空间。根据卡片型号的不同，IC卡的存储空间大致范围是几百个字符到上百万个字符。
b) 良好的安全性。IC卡上储存的信息不可随意修改，需要用户密码验证合法性，才可以进行数据的改写、擦除等操作。
c) 由于是整体封装，故而使用寿命长，经久耐用。
1.3 IC卡的主要技术
IC卡的核心是集成电路芯片，信息的储存、修改一系列操作都依赖集成电路芯片。它使用微电子技术将大规模集成电路芯片封装到一个小塑料卡中。它的制造工艺比磁卡复杂很多，涉及到的关键技术也多了很多。IC卡在近几年发展得如火如荼，相关的主要技术包括EEPROM、射频识别技术、加密技术等。
a) EEPROM
电可擦可编程只读存储器是IC卡技术的核心。EEPROM是一种可以通过电子方式多次复写的半导体存储设备，修改数据极其方便，只需要特定的电压便可擦除数据进行重写，极大地增加了内存，并达到了在同一区域存储大量数据的目标。
EEPROM存储数据和程序，储存年限相当久，至少保存10年，数据擦出重写的次数更为惊人，可以反复利用10万次以上。还可以通过设置标志位，将EEPROM存储单元转型为可编程只读存储器、只读存储器或不可读的安全存储单元等多种类型，具有相当好的灵活性[4]。
该技术的先进性已致使IC卡的快速开发和广度应用。例如，它已广泛应用于各行各业的控制系统。基于EEPROM的CPU卡也广泛应用于各种电子设备、理财产品、多功能卡和需要高安全性的应用程序。
b) 射频识别技术
射频识别技术进行信息传输依赖的是电磁波。要求进行信息传输时，物体自身应该有电磁波接收功能，才能实现数据的互通。射频识别系统在小于135 KHZ或大于300MHZ到 GHZ的范围内使用通信波段。
无线射频识别IC卡使用电磁波的发射接收完成通信。当使用此卡时，无需将卡插入特定的阅读器/写入器槽中。不需要卡片和读卡器接触，工作距离在几厘米到几十厘米之间。日常生活比如小区门禁、停车场、企业用卡，射频识别卡的使用频率相对更高，更具有较好的开发前景。
射频识别IC卡有主动和被动两种类别。主动卡需要IC主动通过读卡器的识别区，也就是信息交换需要用户主动在读卡器上刷卡完成;被动卡不需要出示卡片，只要读卡器通过了，就可以完成交易。
目前，RFID技术被应用到了非接触式IC卡，这是一项比较先进的技术。RFID技术将会加快非接触式IC卡的发展进程，具有巨大的市场前景。
c) 加密技术
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1 绪论 1
1.1 什么是IC卡 1
1.2 IC卡的分类及优点 1
1.3 IC卡的主要技术 2
1.4 IC卡安全 3
1.5 IC卡在国内的应用情况和发展现状 3
2 校园一卡通发展现状及存在意义 4
2.1 校园一卡通系统的发展现状 4
2.2 IC卡在一卡通系统中的应用 4
3 IC卡读卡器系统硬件设计 6
3.1 IC卡读卡器系统硬件介绍 6
3.2 IC卡读写系统硬件介绍 9
3.3 非接触式IC卡读卡器总体设计 10
4 系统软件设计 11
4.1 主程序设计 11
4.2 读写程序设计 12
5 调试与分析 14
结 论 17
致 谢 18
参考文献 19
附录A 20
1 绪论
1.1 什么是IC卡
IC卡，常用的信息卡的一种，因其内部封装微型集成电路，又称集成电路卡，它的使用范围比较广，我们日常生活所用的小区门禁卡、公交卡、学生卡都是IC卡。因为使用条件的限制，出现了非接触式IC卡。它采用先进的射频技术与读卡器进行信息传递。说到IC卡，大家会联想到磁卡，其实二者的工作原理是存在很大区别 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
的，磁卡是借助磁卡内的磁力来储存数据，但存在缺陷，就安全方面，磁卡比较容易消磁，从而造成信息的丢失。而IC卡则是通过集成电路实现信息的储存，IC卡相比磁卡造价略高，但其更加安全，不容易导致信息丢失。
1.2 IC卡的分类及优点
1.2.1 IC卡的分类
根据阅读器与IC卡之间通信方式的差别，IC卡可分为两类，接触式IC卡和非接触式IC卡。接触式IC卡使用条件相对苛刻，进行数据交换和通信时，需要卡片与读卡器接触，卡片表面金属触点会与读卡器连接，从而完成通信，此卡易磨损 [1]。相比之下，非接触式IC卡便显得方便快捷了不少，非接触式IC卡不需与读卡器进行物理连接，通过无线方式就可完成通信。
根据卡片内部是否有微处理器，可以分为两种：储存卡和智能卡[2]。储存卡没有微处理器。我们每天使用的电话卡就是一张储存卡。智能卡构造相对复杂一点，由集成电路与微处理器芯片构成，这也导致其造价较高，于此同时具有较好的性能。银行卡就是常见智能卡的一种。它可以读取数据，也可以修改数据，其安全性高、使用更为方便。
1.2.2 IC卡的优点
IC卡是通过嵌入卡中的集成电路芯片来存储数据信息的[3]。IC卡具有以下优点：
a) 巨大的储存空间。根据卡片型号的不同，IC卡的存储空间大致范围是几百个字符到上百万个字符。
b) 良好的安全性。IC卡上储存的信息不可随意修改，需要用户密码验证合法性，才可以进行数据的改写、擦除等操作。
c) 由于是整体封装，故而使用寿命长，经久耐用。
1.3 IC卡的主要技术
IC卡的核心是集成电路芯片，信息的储存、修改一系列操作都依赖集成电路芯片。它使用微电子技术将大规模集成电路芯片封装到一个小塑料卡中。它的制造工艺比磁卡复杂很多，涉及到的关键技术也多了很多。IC卡在近几年发展得如火如荼，相关的主要技术包括EEPROM、射频识别技术、加密技术等。
a) EEPROM
电可擦可编程只读存储器是IC卡技术的核心。EEPROM是一种可以通过电子方式多次复写的半导体存储设备，修改数据极其方便，只需要特定的电压便可擦除数据进行重写，极大地增加了内存，并达到了在同一区域存储大量数据的目标。
EEPROM存储数据和程序，储存年限相当久，至少保存10年，数据擦出重写的次数更为惊人，可以反复利用10万次以上。还可以通过设置标志位，将EEPROM存储单元转型为可编程只读存储器、只读存储器或不可读的安全存储单元等多种类型，具有相当好的灵活性[4]。
该技术的先进性已致使IC卡的快速开发和广度应用。例如，它已广泛应用于各行各业的控制系统。基于EEPROM的CPU卡也广泛应用于各种电子设备、理财产品、多功能卡和需要高安全性的应用程序。
b) 射频识别技术
射频识别技术进行信息传输依赖的是电磁波。要求进行信息传输时，物体自身应该有电磁波接收功能，才能实现数据的互通。射频识别系统在小于135 KHZ或大于300MHZ到 GHZ的范围内使用通信波段。
无线射频识别IC卡使用电磁波的发射接收完成通信。当使用此卡时，无需将卡插入特定的阅读器/写入器槽中。不需要卡片和读卡器接触，工作距离在几厘米到几十厘米之间。日常生活比如小区门禁、停车场、企业用卡，射频识别卡的使用频率相对更高，更具有较好的开发前景。
射频识别IC卡有主动和被动两种类别。主动卡需要IC主动通过读卡器的识别区，也就是信息交换需要用户主动在读卡器上刷卡完成;被动卡不需要出示卡片，只要读卡器通过了，就可以完成交易。
目前，RFID技术被应用到了非接触式IC卡，这是一项比较先进的技术。RFID技术将会加快非接触式IC卡的发展进程，具有巨大的市场前景。
c) 加密技术
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