今天小編要跟你們分享的是RFID讀寫器系統(tǒng)結構 RFID讀寫器功能說明，接下來我將從RFID讀寫器系統(tǒng)結構，RFID讀寫器功能說明，RFID讀寫器系統(tǒng)組成，RFID讀寫器系統(tǒng)調(diào)試，RFID讀寫器發(fā)送電路原理設計，一種適用于RFID讀寫器的加密算法及其實現(xiàn)，這幾個方面來介紹。
RFID讀寫器它獨立完成對依照ISO 15693標準的RFID卡的讀寫及控制操作，廣泛應用于需以RFID卡作為存儲媒體的平臺中。它可以成為用戶平臺中的一部分，受控于主控制器，完成客戶系統(tǒng)設置的對RFID卡片的所有操作。用戶應用本組件，能夠簡便地構成自己的智能卡應用產(chǎn)品。
RFID讀寫器系統(tǒng)結構
RFID讀寫器/讀寫模塊的核心部分包含一個控制用微處理器和一個RFID基站芯片。它可獨立完成對依照ISO15693標準卡片的所有操作，它還帶有與客戶主平臺的串行通信能力，可按照用戶平臺的命令完成對RFID卡的讀寫操作，并將所得數(shù)據(jù)返回給客戶系統(tǒng)，這個顧客系統(tǒng)可以是一個主控板或pC機。
RFID讀寫模塊提供多種通信手段與用戶平臺進行通信，極大地便于了用戶的聯(lián)接。
RFID讀寫器/讀寫模塊硬件主要由中央微處理器（89C52）、RFID基站芯片、高頻電路、模塊、RS232通信電路、復位電路、LED狀態(tài)顯示和喇叭驅(qū)動電路等組成。
其硬件結構圖為：
RFID讀寫器功能說明
RFID系列讀寫器/模塊可以完成對依照ISO15693標準的卡片的所有讀寫操作，其操作由連接的主控系統(tǒng)發(fā)出的讀寫命令控制完成，具體可以完成如下功能：
·模塊操作：連接模塊，讀取模塊號，
·卡片呼叫：防沖突處理，讀取卡片序列號
·卡片靜止：使卡片處于靜止狀態(tài)
·讀取卡片系統(tǒng)信息
·選擇卡片
·復位卡片
·讀取卡片數(shù)據(jù)
·寫卡片數(shù)據(jù)
·鎖定卡片數(shù)據(jù)
·寫卡片的AFI
·鎖定卡片的AFI
·寫卡片的DSFID
·鎖定卡片的DSFID
·讀取卡片的“寫鎖定”位信息
RFID讀寫器系統(tǒng)組成
RFID讀寫器系統(tǒng)包含如下部份：
·RFID讀寫器/讀寫模塊一臺
·RFID讀寫天線一塊（如為讀寫器，則封裝在讀寫器之中）
·與pC機連接的通信管道一條
·RFID讀寫器開發(fā)資料及應用程序一冊（電子文檔，包含在CD中）
RFID讀寫器系統(tǒng)安裝
RFID讀寫器既可以直接連接至用戶pC機上，作為一個RFID卡讀寫器獨立使用，又可以成為用
戶應用平臺的一部分，嵌入至用戶平臺中。
以下方法說明RFID讀寫器連接至用戶pC機上的方法，用戶可以應用本平臺提供的檢測工具對
卡片進行操作，以熟悉對RFID卡的使用。
關閉計算機電源，拔出鍵盤；
將鍵盤的電纜接頭連接到RFID讀寫器通信線纜的相應座中；
RFID讀寫器的電源是直接取自計算機屏幕，對于能夠與本管道插頭配套的計算機，用戶能自行加入+5V電源到RFID讀寫器/模塊中。
將RFID讀寫器的通信管道插入到pC機鍵盤座中，連接好RS232串行插口；
連接RFID通信電纜和RFID讀寫模塊；（RFID讀寫器的電纜線出廠時己連好）
將RFID天線與RFID模塊連接好；
打開pC機，將RFID系統(tǒng)盤拷貝到計算機中，安裝平臺工具；
運行RFID讀寫器測試程序，執(zhí)行平臺提供的各個測試命令。
RFID讀寫器發(fā)送電路原理設計
1．讀寫器發(fā)送電路的架構
無線電規(guī)范對讀寫器發(fā)射頻譜的規(guī)定非常嚴苛。另外，協(xié)議規(guī)定的發(fā)送的調(diào)制方法、調(diào)制深度等決定了讀寫器發(fā)送電路的架構。
圖1是用于幅度調(diào)制的發(fā)射電路架構，包括本地振蕩（LO）、可變增益放大器（VGA）、功率放大器（pA）以及天線（Anta），其中LO提供了發(fā)射電路的擴頻頻率，輸入數(shù)據(jù)通過VGA來調(diào)制發(fā)射波束，從而形成幅度調(diào)制信號。pA則把輸出功率進行放大，然后借助天線把訊號發(fā)送出來。這種發(fā)射電路的構架相當簡潔，采用的硬件非常少。
圖1簡單幅度調(diào)制發(fā)射機架構
圖2是用于幅度跟相位調(diào)制的發(fā)射電路架構，基于混頻器的發(fā)射電路架構。與圖1所示的發(fā)射電路架構相比，圖2能夠滿足ISO18000-6對調(diào)制方法跟調(diào)制深度的要求。
圖2幅度調(diào)制發(fā)射機架構
2．讀寫器發(fā)送電路的原理圖設計
根據(jù)ISO18000-6標準規(guī)范，設計RFID讀寫器發(fā)送設各的平臺方案如圖3所示。
圖3915MHzRFID讀寫器發(fā)送設備平臺結構
發(fā)送設備平臺主要分為控制單元和射頻接口兩部分。
控制單元：由MCU和編碼電路組成。控制單元擔負著下面任務：（1）與應用平臺工具pC端進行通訊并執(zhí)行應用平臺工具發(fā)來的命令。（2）控制與電子標簽的通信過程。（3）信號的編碼與解碼。（4）執(zhí)行反碰撞算法。（5）對電子標簽與讀寫器之間要傳送的數(shù)據(jù)進行加密和解讀。（6）進行讀寫器和電子標簽之間的身份驗證。為了完成這種復雜的任務或者后續(xù)的信號處理，MCU擬采取ARM7系列32位微處理器。
射頻接口：完成對編碼信號的調(diào)制、濾波、放大。
在REID讀寫器中，發(fā)送設備不是獨立的，而是與接收儀器配合工作的。環(huán)形器的作用是推動信號發(fā)送與接收的時分復用。
915MHzREID讀寫器發(fā)送設各的工作過程如下。
（1）MCU微控制器接收計算機發(fā)來的操作命令，啟動應用程序，將相應的操作命令發(fā)送到編解碼電路。
（2）編碼電路按照MCU微控制器傳來的操作命令進行編碼，形成基帶信號送到整形電路和限幅電路進行處理，處理后的信號送往混頻器（上變頻）。
（3）混頻器將編碼電路送來的基帶訊號與本振信號解調(diào)，進行ASk調(diào)制。
（4）調(diào)制信號經(jīng)帶通濾波器濾波，再經(jīng)功率放大器放大，再送往天線放大器放大，形成最后的發(fā)射信號。
（5）環(huán)形器將天線放大器電路傳來的電壓訊號送到天線，發(fā)給電子標簽。
其中RFID讀寫器，頻率合成器產(chǎn)生的本振信號的頻度控制、調(diào)制深度設置、功率放大器增益控制均由MCU微控制器根據(jù)通訊協(xié)議或者系統(tǒng)工作條件等原因完成。
一種適用于RFID讀寫器的加密算法及其實現(xiàn)
隨著電子信息技術的演進，非接觸式智能卡(如RFID卡)已經(jīng)在我們的生活中隨處可見。與特色的接觸式卡、磁卡相比，利用射頻辨識科技研發(fā)的非接觸式智能卡，具有高度安全保密性和使用簡潔等特征，正逐步替代傳統(tǒng)的接觸式IC卡，成為智能卡領域的新潮流。然而，由于RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流進入開放的無線狀態(tài)，外界容易對平臺實施諸多信息干擾及信息盜取。
鑒于RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)交流開放的安全性問題，人們做了長期的研究工作，提出了這些安全措施設計方面的建議。在軟件物理實現(xiàn)方面，提出了如：Kill標簽、法拉第電罩等方式；在硬件平臺推動方面，提出了一系列安全協(xié)議，如：Hash鎖、隨機Hash鎖、Hash鏈以及優(yōu)化的隨機Hash鎖等方式，而這種技巧都是針對RFID標簽芯片的生產(chǎn)而設計的，對尚未大規(guī)模投入使用的智能卡而言，不具備實用性。目前在智能卡應用平臺中，比較流行采用兼容ISO／IEC14443協(xié)議的Mifare1系列智能卡，其原本帶有3次相互認證的安全協(xié)議，但其安全性仍有漏洞，有必要在它安全措施基礎上RFID讀寫器，引入一種數(shù)據(jù)加密算法來進一步保障數(shù)據(jù)通信的安全性。TEA算法作為一種微型的加密算法，有著簡單、快速、安全性能好等優(yōu)點，在電子產(chǎn)品開發(fā)領域受到了廣泛應用，例如pDA數(shù)據(jù)加密、嵌入式通信加密等領域，而TEA算法的廣泛使用造成產(chǎn)生了對于該算法的傷害原則，所以有必要對TEA算法進行改進。
為此，本文提出運用TEA算法的優(yōu)化算法——xxTEA算法進行RFID讀卡器與RFID智能卡之間密碼數(shù)據(jù)的動態(tài)變換，來緩解RFID系統(tǒng)應用中所應對的非法讀取、竊聽、偽裝欺騙及重放等傷害。
1XXTEA加密算法原理
在數(shù)據(jù)的加解密領域，算法分為對稱密鑰與非對稱密鑰2種。對稱密鑰與非對稱密鑰由于各自特征，所應用的領域不盡相似。對稱密鑰加密算法由于其速率快，一般用于整體數(shù)據(jù)的加密，而非對稱密鑰加密算法的安全性能佳，在數(shù)字簽名領域受到廣泛應用。
TEA算法是由劍橋大學計算機實驗室的WheelerDJ和NeedhamRM于1994年提出，以加密解密速度快，實現(xiàn)簡單著稱。TEA算法每一次可以操作64bit(8byte)，采用128bit(16byte)作為Key，算法引入迭代的方式，推薦的迭代輪數(shù)是64輪，最少32輪。為緩解TEA算法密鑰表攻擊的難題，TEA算法先后經(jīng)歷了幾次改進，從XTEA到BlockTEA，直至最新的XXTEAt。XTEA也叫做TEAN，它使用與TEA相同的簡潔運算，但4個子密鑰采取不正規(guī)的方法進行混合以阻礙密鑰表攻擊。BlockTEA算法可以對32位的任意整數(shù)倍厚度的變量塊進行加解密的操作，該算法將XTEA輪循函數(shù)依次應用于塊中的每位字，并且將它附加于被應用字的鄰字。XXTEA使用跟BlockTEA相似的結構，但在處理塊中每個字時利用了相鄰字，且用擁有2個輸入量的MX函數(shù)替代了XTEA輪循函數(shù)，這一改變對算法的推動速度影響不大，但增加了算法的防攻擊能力，使得對6輪加密次數(shù)的算法攻擊所需的明文數(shù)量由234上升為280，基本排除了暴力傷害的可能性。本文描述的安全措施所采取的加密算法就是TEA算法中安全性能最佳的優(yōu)化版本——XXTEA算法。
XXTEA的加密輪次視數(shù)據(jù)長度而定，最少為6輪，最多為32輪，對應的每輪加密過程如圖1所示。圖1中，+表示求和，+表示異或，>>表示右移，
