非接触式RFID学生考勤系统的设计

     随着电子信息技术的发展，智能卡(IC卡)已经在我们的生活中随处可见。射频识别卡(简称射频卡、RFID卡)诞生于20世纪90年代初，正逐渐取代传统的接触式IC卡，成为智能卡领域的新潮流。RFID卡由于成功地结合射频识别技术和IC卡技术，解决了无源(卡内无电池)和免接触的难题，因此，具有磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点。RFID卡由IC芯片、感应天线组成，完全密封在一个标准PVC卡片中，无外露部分(见图1)。在学生考勤系统的设计中，利用无线射频识别技术(RFID)，可实现对学生进行考勤、记录等功能。 

1 学生考勤系统结构和工作原理  

    通过点名、磁卡和接触式IC卡等方式对学生的到课情况进行考勤、记录管理，既耗时又相互干扰；而非接触式RFID学生考勤系统实现了利用无线射频识别技术对学生考勤管理，既方便、快捷，又省时。学生考勤系统由应答器和阅读器组成，其中应答器由标签(即卡片)构成，阅读器(读卡器)由射频卡基站芯片U2270B及其支撑电路、主控芯片MCU及其支撑电路和外围接口电路(键盘、液晶、时钟和串口模块)构成(见图2)。 

    学生考勤系统的工作原理为：平时，MCU工作于低功耗状态，标签因为没有能量而处于休眠状态。当按下键盘上的IRQ按钮时，MCU被换醒，同时激活U2270B开始工作，U2270B的两个天线端子通过线圈将能量传输给外界。当有标签靠近线圈时，标签获得能量开始工作，并将其内部 存储的信息发送到U2270B的输入端，U2270B经过转换后再将信息送至输出端口发送给MCU，MCU接收到信息后将其转换成可识别的数据，再将其送至液晶显示。本文着重介绍考勤系统中的射频卡基站芯片U2270B及其支撑电路的设计。 

2 射频卡基站芯片U2270B及支撑电路的设计  

    U2270B芯片是ATMEL公司生产的基站芯片，是一个对IC卡进行读写操作的非接触式工作基站，内部由振荡器、天线驱动器、电源供给电路、频率调节电路、低通滤波电路、高通滤波电路、输出控制电路等部分组成，其内部结构见图3。 

2．1 射频卡基站芯片U2270B的射频频率  

    U2270B基站的射频频率要求在100kHz一150kHz范围内，在频率为125kHz情况下标准的数据传输速率可以达到5000波特率，它可以采用曼彻斯特和双相调制两种方式。基站的工作电源可以是汽车电瓶或其他的5V 标准电源。U2270B具有可微调功能，与其它微控制器有很好的兼容接口，在低功耗模式下低能量消耗，并可以为IC卡提供电源输出。