应用于IP网络的射频IC卡读卡器的研究

摘要

射频识别（RFID）技术和IP网络技术是当今世界上两大应用技术，RFID技术具有无接触式信息采集与处理的特点。读卡器作为射频识别技术的衍生物，无疑是RFID技术应用推广中一个非常重要的环节，研创出一种将RFID技术与IP网络技术相融合的新型读卡器就显得尤为必要。 本文以RFID和IP网络技术为基础，结合目前流行的ARM嵌入式技术，设计出了一款多功能RFID读卡器。该读卡器最大的特点是能够利用IP网络传输实现后台计算机对射频IC卡信息的读取或写入，并加以监控和管理，同时，系统选用32位ARM芯片S3C44BOX作为处理器，使读卡器数据处理能力大大增强，满足了目前RFID标签和读卡器之间数据传递量逐步增大的需求；软件上则采用uClinux操作系统，它的引入屏蔽了系统底层硬件的差别，使系统具备多任务管理的能力，大幅度提升了系统资源的分配效率。 本文结合读卡器的实际应用需求，对系统的软硬件整体结构进行了详细的规划，在研究了基于ARM7体系结构的S3C44BOX处理器的基础上，完成了时钟电路、存储器扩展电路、射频读写电路、以太网传输电路、串口电路、LCD液晶显示电路及按键扫描控制电路的设计，并运用uClinux操作系统下的Socket网络编程技术实现了射频IC卡中数据在IP网络上的透明传输。 论文的最后对课题成果进行了总结和展望，并提出了设计中存在的不足和改进之处。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1 章绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 国内外研究现状

1.3 RFID读卡器应用现状

1.4 课题采用的解决方案

1.5 课题研究内容

1.6 论文的组织

第2 章系统软硬件技术概述

2.1 ARM嵌入式技术简介

2.1.1 嵌入式系统简介

2.1.2 ARM处理器简介

2.2 嵌入式操作系统简介

2.2.1 嵌入式操作系统概述

2.2.2 嵌入式操作系统的选型

2.2.3 uClinux操作系统简介

2.3 RFID技术简介

2.3.1 RFID概念

2.3.2 RFID系统组成

2.3.3 RFID系统分类

2.3.4 RFID技术标准

2.4 以太网技术简介

2.4.1 以太网简介

2.4.2 TCP/IP协议族简介

2.4.3 主要协议介绍

第3 章基于S3C44BOX处理器的RFID读卡器硬件设计

3.1 RFID读卡器硬件设计的总体结构

3.2 读卡器主要硬件资源简介

3.2.1 S3 C44 BOX芯片主要性能

3.2.2 射频芯片FM1715 主要性能

3.2.3 以太网控制芯片RTL8019 AS主要性能

3.3 RFID读卡器硬件单元电路设计

3.3.1 S3 C44 BOX最小系统电路设计

3.3.2 存储器扩展电路

3.3.3 读卡模块硬件电路设计

3.3.4 以太网接口电路设计

3.3.5 人机交互接口电路

3.3.6 串口电路

3.3.6 I/O口的分配

第4 章RFID读卡器的软件设计

4.1 RFID读卡器软件设计思路

4.1.1嵌入式系统软件总体结构

4.1.2 系统软件组成及操作流程

4.2 系统BootLoader的设计和实现

4.2.1 BootLoader的功能

4.2.2 BootLoader的启动流程

4.3 uClinux操作系统的移植

4.4 读卡器驱动程序设计和实现

4.4.1 FM1715 读卡芯片驱动

4.4.2 RS-232 串口驱动

4.4.3 LCD液晶驱动

4.4.4.RTL8019 AS网卡芯片驱动移植

4.5 RFID读卡器应用程序设计

4.5.1 主应用程序设计

4.5.2 子应用程序设计

第5 章 RFID读卡器系统测试

5.1 系统交叉开发环境建立

5.2 系统测试

5.2.1 测试目的

5.2.2 读卡功能测试

5.2.3 串口功能测试

5.2.3 LED测试

第6 章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附 录

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文