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e5561型加密射頻識(shí)別電路的原理及其應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2008/6/3 0:00:00 訪問次數(shù):456

        

    

    摘要:簡(jiǎn)要介紹atmel公司的e5561型射頻識(shí)別電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,給出采用u2270b型讀/寫基站集成電路和at89c52型微控制器組成的射頻識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)給出其讀/寫基礎(chǔ)電路框圖和單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程。

    關(guān)鍵詞:加密;射頻識(shí)別;e5561

    引言

    射頻識(shí)別(rfid)是無(wú)線電頻率識(shí)別的簡(jiǎn)稱,即通過無(wú)限電波進(jìn)行識(shí)別處理。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由讀卡器(閱讀器)和應(yīng)答器(卡)二部分組成。其識(shí)別數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在應(yīng)答器電路中。應(yīng)答器是一種非接觸卡,該卡自身不帶電源,當(dāng)卡進(jìn)行閱讀器的電磁場(chǎng)范圍時(shí),便可通過耦合無(wú)線電波的能量并經(jīng)整流穩(wěn)壓后獲得工作電源。這樣,在激活狀態(tài)下,卡上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)便可通過編碼、調(diào)制送往閱讀器以實(shí)現(xiàn)識(shí)別。

    

    

    

    atmel公司生產(chǎn)的e5561型電路是一種加密的射頻識(shí)別器(idic),它適用于高保密的場(chǎng)合,其內(nèi)部有加密運(yùn)算單元。其主要性能如下:

    ●低功率、低電壓的cmos idic;

    ●射頻(rf)范圍為100khz~150khz,典型值為125khz;

    ●內(nèi)含320biteeprom(分10塊);

    ●位率為rf/32,rf/64;

    ●加密鑒別時(shí)間小于10ms;

    ●帶有可編程讀/寫保護(hù)功能;

    ●采用曼徹斯特和兩相兩種編碼方式。

    

    

    

    1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

    正常使用時(shí)e5561只使用線圈1(coil1)和線圈2(coil2)及外接電感線圈和電容器,其余引腳均未使用。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。芯片包括自適應(yīng)部分、前置模塊端、調(diào)制器、***、存儲(chǔ)器、加密電路等部分。

    當(dāng)基站與e5561的諧振頻率不匹配時(shí),其自適應(yīng)部分調(diào)整e5561的頻率使其與基站頻率匹配,調(diào)整范圍為5%。前置模擬端(afe)可用來(lái)產(chǎn)生電路所需的電源,同時(shí)可處理與基站的雙向數(shù)據(jù)通信。

    芯片中的存儲(chǔ)器由320位eeprom組成,分為10塊,每塊32位;第0位用于保存基本的配置數(shù)據(jù),第1塊-第9塊為用戶數(shù)據(jù)區(qū),可自由編程,其中第1-4塊為id代碼,第5-8塊為密匙,在口令模式下,第9塊的4-31位用于存放口令,0-3位用于存放用戶配置數(shù)據(jù),否則,第9塊的相應(yīng)位也可自由編程。

    編程電壓由高壓電發(fā)生器提供(18v)。加密電路aut64運(yùn)算規(guī)則加密寫入e5561的口令,運(yùn)算結(jié)果可被基站讀出,將此結(jié)果與基站數(shù)據(jù)相比較,便可建立高安全的認(rèn)證過程。

    調(diào)制器由2個(gè)數(shù)據(jù)編碼器組成,基本的調(diào)制類型有曼徹斯特和兩相編碼方式。

    e5561可工作在以下工作模式:

    (1)id模式:在rf場(chǎng)中,e5561向基站循環(huán)發(fā)送id碼。id模式允許使用二種不同的位率和調(diào)制方式,并可使用二種長(zhǎng)度的id碼代(64位或128位)。

    (2)編程模式:使用前要對(duì)e5561進(jìn)行編程。eeprom會(huì)被分成10塊,每塊被分別編程,基站送出的數(shù)據(jù)序列應(yīng)被寫入e5561的eeprom存儲(chǔ)器。在編程期間,如果e5561監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或保護(hù)被入侵,那么,系統(tǒng)將會(huì)回到id模式。

    (3)直接存儲(chǔ)模式:當(dāng)基站發(fā)送一特殊數(shù)據(jù)序列給e5561時(shí),e5561就會(huì)進(jìn)入直接存儲(chǔ)模式。這種模式有二種功能:一是基站讀取eeprom每一塊的內(nèi)容,二是重新設(shè)備e5561。在此期間,如果e5561監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或保護(hù)被入侵,那么,系統(tǒng)將會(huì)回到id模式。

    (4)加密模式:此模式中,e5561使用aut64運(yùn)算規(guī)則(一種非線性的高安全的運(yùn)算規(guī)則)。在基站完成對(duì)e5561的識(shí)別后(通過讀取id代碼),基站可對(duì)應(yīng)答器進(jìn)行鑒別(通過發(fā)送一口令),當(dāng)收到此數(shù)據(jù)序列后,e5561進(jìn)入加密模式。如果e5561監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或保護(hù)被入侵,系統(tǒng)也會(huì)回到id模式。

    

    

    

    (5)停止模式:當(dāng)二個(gè)或二個(gè)以上應(yīng)答器同時(shí)使用時(shí),為避免沖突,基站將發(fā)送一特殊數(shù)據(jù)序列以使處于主動(dòng)狀態(tài)的應(yīng)答器進(jìn)入停止模式,之后通過加電復(fù)位或發(fā)出重啟命令,使e5561再進(jìn)入id模式。

    各模式之間的轉(zhuǎn)換可

        

    

    摘要:簡(jiǎn)要介紹atmel公司的e5561型射頻識(shí)別電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,給出采用u2270b型讀/寫基站集成電路和at89c52型微控制器組成的射頻識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)給出其讀/寫基礎(chǔ)電路框圖和單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程。

    關(guān)鍵詞:加密;射頻識(shí)別;e5561

    引言

    射頻識(shí)別(rfid)是無(wú)線電頻率識(shí)別的簡(jiǎn)稱,即通過無(wú)限電波進(jìn)行識(shí)別處理。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由讀卡器(閱讀器)和應(yīng)答器(卡)二部分組成。其識(shí)別數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在應(yīng)答器電路中。應(yīng)答器是一種非接觸卡,該卡自身不帶電源,當(dāng)卡進(jìn)行閱讀器的電磁場(chǎng)范圍時(shí),便可通過耦合無(wú)線電波的能量并經(jīng)整流穩(wěn)壓后獲得工作電源。這樣,在激活狀態(tài)下,卡上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)便可通過編碼、調(diào)制送往閱讀器以實(shí)現(xiàn)識(shí)別。

    

    

    

    atmel公司生產(chǎn)的e5561型電路是一種加密的射頻識(shí)別器(idic),它適用于高保密的場(chǎng)合,其內(nèi)部有加密運(yùn)算單元。其主要性能如下:

    ●低功率、低電壓的cmos idic;

    ●射頻(rf)范圍為100khz~150khz,典型值為125khz;

    ●內(nèi)含320biteeprom(分10塊);

    ●位率為rf/32,rf/64;

    ●加密鑒別時(shí)間小于10ms;

    ●帶有可編程讀/寫保護(hù)功能;

    ●采用曼徹斯特和兩相兩種編碼方式。

    

    

    

    1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

    正常使用時(shí)e5561只使用線圈1(coil1)和線圈2(coil2)及外接電感線圈和電容器,其余引腳均未使用。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。芯片包括自適應(yīng)部分、前置模塊端、調(diào)制器、***、存儲(chǔ)器、加密電路等部分。

    當(dāng)基站與e5561的諧振頻率不匹配時(shí),其自適應(yīng)部分調(diào)整e5561的頻率使其與基站頻率匹配,調(diào)整范圍為5%。前置模擬端(afe)可用來(lái)產(chǎn)生電路所需的電源,同時(shí)可處理與基站的雙向數(shù)據(jù)通信。

    芯片中的存儲(chǔ)器由320位eeprom組成,分為10塊,每塊32位;第0位用于保存基本的配置數(shù)據(jù),第1塊-第9塊為用戶數(shù)據(jù)區(qū),可自由編程,其中第1-4塊為id代碼,第5-8塊為密匙,在口令模式下,第9塊的4-31位用于存放口令,0-3位用于存放用戶配置數(shù)據(jù),否則,第9塊的相應(yīng)位也可自由編程。

    編程電壓由高壓電發(fā)生器提供(18v)。加密電路aut64運(yùn)算規(guī)則加密寫入e5561的口令,運(yùn)算結(jié)果可被基站讀出,將此結(jié)果與基站數(shù)據(jù)相比較,便可建立高安全的認(rèn)證過程。

    調(diào)制器由2個(gè)數(shù)據(jù)編碼器組成,基本的調(diào)制類型有曼徹斯特和兩相編碼方式。

    e5561可工作在以下工作模式:

    (1)id模式:在rf場(chǎng)中,e5561向基站循環(huán)發(fā)送id碼。id模式允許使用二種不同的位率和調(diào)制方式,并可使用二種長(zhǎng)度的id碼代(64位或128位)。

    (2)編程模式:使用前要對(duì)e5561進(jìn)行編程。eeprom會(huì)被分成10塊,每塊被分別編程,基站送出的數(shù)據(jù)序列應(yīng)被寫入e5561的eeprom存儲(chǔ)器。在編程期間,如果e5561監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或保護(hù)被入侵,那么,系統(tǒng)將會(huì)回到id模式。

    (3)直接存儲(chǔ)模式:當(dāng)基站發(fā)送一特殊數(shù)據(jù)序列給e5561時(shí),e5561就會(huì)進(jìn)入直接存儲(chǔ)模式。這種模式有二種功能:一是基站讀取eeprom每一塊的內(nèi)容,二是重新設(shè)備e5561。在此期間,如果e5561監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或保護(hù)被入侵,那么,系統(tǒng)將會(huì)回到id模式。

    (4)加密模式:此模式中,e5561使用aut64運(yùn)算規(guī)則(一種非線性的高安全的運(yùn)算規(guī)則)。在基站完成對(duì)e5561的識(shí)別后(通過讀取id代碼),基站可對(duì)應(yīng)答器進(jìn)行鑒別(通過發(fā)送一口令),當(dāng)收到此數(shù)據(jù)序列后,e5561進(jìn)入加密模式。如果e5561監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或保護(hù)被入侵,系統(tǒng)也會(huì)回到id模式。

    

    

    

    (5)停止模式:當(dāng)二個(gè)或二個(gè)以上應(yīng)答器同時(shí)使用時(shí),為避免沖突,基站將發(fā)送一特殊數(shù)據(jù)序列以使處于主動(dòng)狀態(tài)的應(yīng)答器進(jìn)入停止模式,之后通過加電復(fù)位或發(fā)出重啟命令,使e5561再進(jìn)入id模式。

    各模式之間的轉(zhuǎn)換可

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