MFRC522射頻模塊在門禁系統中的應用

2．3 接口函數
為方便用戶使用該模塊，系統提供了多種類型接口，即可并不需要直接去了解ISO14443A協議中的細節，或通過簡單的接口調用方式對ISO14443A型卡進行所有操作。模塊提供UART和I2C兩種用戶接口，兩種接口的上層軟件接口函數均有統一方式，用戶在使用時，只需要對底層接口進行修改，就可以操作ISO14443A塑卡的所有操作。UART和I2C總線兩種用戶接口使用同一種數據幀傳輸格式，一幀的數據格式如下所示。

接口函數中提供操作MFRCA22的基本命令，如配置讀卡芯片、讀寫寄存器和裝載密鑰，也提供ISO14443A協議的基本操作，如常規操作中的尋卡、防碰撞、選卡和讀寫卡操作。同時，提供集成接口函數，通過調用集成接口函數就可以實現對卡識別，還可對某塊數據進行讀操作，如調用PiccAutoDetect接口函數就能實現上述操作。同時可以選擇數據主動輸出還是以提供中斷信號提示方式輸出數據，下面對自動識別卡操作接口函數進行簡單介紹。
自動識別卡操作接口函數如下：
int PiccAutoDecect(char ADMode，char TxMode，char Req，char Auth，char KeyAB，char*Key，int Block)
在參數ADMode中，定義了最后執行Halt操作、繼續檢測卡、中斷輸出和主動發送數據等模式選擇。參數TxMode中定義了天線驅動類型，參數Req中定義尋卡模式，參數Auth中定義校驗密鑰A或校驗密鑰B，參數Key為密鑰數據，而參數Block定義操作的塊號。讀卡成功后，若在UART接口下參數ADMode中有設置主動發送數據，則可以調用下面接口接收數據：
int PiccADRcv(char*Tx，char* Tag，char*Sak，char*Snr，char*Dat)
其中參數*Tx為天線參數，*Tag為尋卡請求應答，*Sak為選卡應答，*Snr為選卡卡號，*Dat為塊內數據。
若沒有設置主動發送數據，則可以通過調用ReadAutoDetect接口函數獲取自動識別卡操作的數據，返回數據的格式跟上面描述相同。

3 產品應用實例
在為某用戶進行電梯監控系統設計中，使用了門禁系統，采用本文設計的模塊作為射頻讀寫模塊。模塊在兩處使用，一處位于電梯轎廂內部的電梯內呼控制系統中，作為電梯乘坐人員啟動電梯到達固定樓層的工具；另一處位于系統監控中心的發卡系統內，為電梯乘坐人員進行發卡、充值和銷卡。
在電梯內呼控制系統中，控制系統與射頻模塊采用UART接口方式進行通信，讀取用戶卡中的信息并傳遞到監控中心。對有效用戶將開啟對應樓層，如有消費需求，則可以進行讀寫卡操作。在電梯內呼控制系統中，采用NXP公司設計的LPC2364 MCU作為主控制器，嵌入本文設計的射囊模塊，實現智能呼叫電梯和人員管理，電梯內呼控制系統中的硬件框圖如圖6所示。

由于對無源射頻卡操作時，卡與讀卡器之間的數據交換時的能量由天線提供，當卡位于天線信號較弱區域時，天線輻射的能量不足以支持數據交換，則導致數據交換失敗。所以，在天線識別的臨界區域時，如果快速移動射頻卡，可能會出現數據交換失敗情況，但此時卡內的數據可能已經改變，而返回到讀卡器中的操作狀態是不成功的。特別是在使用射頻卡作為消費卡使用的情況時，容易出現無刷卡和錯誤刷卡的情況。此時，需要對數據卡操作進行軟件上的優化，一方面在后臺做好數據備份的工作，二是在卡內劃分出一個數據塊用于存儲備份數據。

結語
基于射頻芯片MFRC522和單片機LPC931，設計了一種遵循ISO14443A協議的射頻模塊，從硬件設計和軟件開發兩方面對開發過程進行詳細說明。實驗結果表明該模塊具有設計靈活和使用方便等特點，具有良好的推廣價值。