物聯網之射頻識別RFID MFRC522 讀寫卡芯片使用

1. RFID綜述

RFID目前在物聯網有廣泛的應用前景,通過射頻識別在標籤和讀卡器之間交換數據,可單向讀寫數據,RFID的頻段有低頻(125KHz到135KHz),高頻(13.56MHz)和超高頻(860MHz到960MHz之間,讀卡器和標籤可以是一對多。而NFC作為近距離無線通信技術,僅限於13.56MHz的頻段,可以雙向數據通信,讀卡器和標籤只能一對一讀寫數據。RFID系統由三部分組成,分別是電子標籤、讀卡器和天線。電子標籤是帶有物體標識信息的數據載體;讀卡器用來讀取標籤卷標標識信息,可對標籤進行讀寫操作;天線屬於硬件,用來傳遞射頻信號。

常見的高頻讀卡芯片有RC500/522/530/663、FM17520/550等。RC522讀寫卡芯片符合ISO-14443A 通信協議,14443A協議支持Mifare S50、S70、UltraLight、Mifare Pro、FM11RF08等兼容卡片,可以自動尋卡,默認情況下為自動尋卡方式。但是讀14443B卡時,比如身份證,將天線匹配到13.56M左右的工作頻率,需要調整ASK編碼調製深度,才能較好讀取數據。RC522讀寫器識別距離可達到5cm,取決於天線的長度和調諧。一般來說讀卡器發射功率、天線增益值及標籤天線尺寸越大,讀卡識別距離越遠。

二、相關參數

RC522芯片參數:

RC522是非接觸式讀寫卡芯片,最大通信速率13.56MHz,收發緩衝大小為64字節。支持Classic 加密算法。支持UART(Speed_max=1228.8kbit/s)、SPI(Speed_max=10Mbit/s)、IIC(快速:400Kbit/s,高速:3400Kbit/s)三種通信接口。

三、讀卡

MFRC522使用IIC總線接口時工作在從機模式,不產生時鐘,比較方便。配置IIC接口可參考RC522的時序要求,通過SDA數據線、SCL時鐘線,兩線最好接上拉電阻,無數據通信,則為高電平。根據數據手冊,在標準模式(Standard mode)下IIC總線的傳輸速率為100kbit/s、快速模式(Fast mode)下為400kbit/s、高速模式(High-speed mode)下達到3.4Mbit/s。對卡的讀寫操作過程分為四步:尋卡、防衝撞、選定卡、驗證、讀/寫卡,發送與接收卡數據暫存於64字節的FIFO緩存中。讀取M1卡,比如S50卡,每個容量為1K的EEPROM,分為16個扇區,共64塊,每個扇區4塊,每塊16個字節,以塊為存取單位,每個扇區可單獨加密,卡片ID為4字節唯一序列號。


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