本文介绍一款便携式巡更机（射频读写器）的设计。该读写器主要由MCU、射频IC卡读写模块、天线及USB通信接口等部分组成。为了方便对巡更情况的实时记录，系统采用了具有时间基准功能的时钟芯片。
随着近年来智能小区、智能大厦的迅猛发展，巡更系统将有着广泛的应用前景。手持式读写器的主要开发指标包括微型化、低功耗、便携式及方便的数据传输接口。
读写器总体设计方案
便携式IC卡读写器主要由电池供电。由于读写器不断发射无线电波，功耗较大，所以必须从每一个细节来考虑如何降低功耗，从而尽可能地延长电池的使用时间。硬件上采用低功耗设计，如低功耗器件、低压、模块化供电等；软件上采用规模化设计，尽量减少处理器的工作时间，使其处于低功耗运行模式。
读写器的设计要达到以下要求：具有自检功能，开机时能首先自检设备有无故障；能够准确、快捷地读取非接触式IC卡内的信息；具有声光报警电路；电池直接供电，可由3节AA镍氢电池供电，开机静态电流不大于10mA，工作电流不大于40mA；具有USB通信接口；体积小，成本低，性能稳定可靠。
系统功能概述
根据不同场合对巡更系统的
要求，需要及时了解巡更人员巡逻的情况，以确保小区、商场、铁路沿线等场合的安全。
因此，本系统应具有以下功能：在确定的巡更线路上安装一系列代表不同点的射频卡，到达各点时巡更人员用手持式巡更机靠近巡道检测点，把代表该点的卡号和时间同时记录下来；巡更完成后巡更机把采集到的信息通过USB接口芯片存储到U盘中或直接传给计算机软件处理。
系统硬件设计
图1是便携式射频读写器的原理框图。
图1 读卡模块系统原理框图
系统以MCU STC89LE58为核心，负责整个系统的监控。FM1702N是非接触式读卡机专用芯片(兼容MF RC500)，采用并行通信方式和MCU连接，在MCU控制下，读写器通过射频模块及其天线与卡片进行通信。系统采用低功耗的实时时钟／日历芯片记录采集数据的时间，采用虚拟I2C总线进行数据交换；CH375通过串行输入、串行输出和中断输出与MCU相连接，它支持各种常用的USB全速设备，MCU通过CH375按照相应的USB协议与USB设备通信。在对各模块进行操作时由电池向其供电，提供电压为3.3～3.6V。
1 主控模块设计
读写器主控模块由MCU及其外围电路组成。可参考MCU的工作电压和所提供的低功耗模式，并结合设计的需要选择集成所需外围芯片的MCU。依据以上三个原则，选择了超强抗干扰、高速、低功耗的MCU STC89LE58，其内部有16KB的EEPROM。此外，由于其工作电压范围较宽（2～3.8V），功耗低，特别适合用于电池供电系统。
图2是主控模块电路原理图，USB接口芯片CH375与读写器芯片FM1702N与MCU通信都采用并口通信方式，直接挂接到MCU的系统总线上。
图2 主控模块电路原理图
2 射频模块设计
读写模块是射频IC卡与外界通信的媒介，读写模块连接着的天线与IC卡线圈产生共振，进行数据传递，完成读写模块与卡之间的通信。本设计使用的FM1702N支持13.56MHz频率下TYPE A 非接触通信协议，它是与非接触式IC卡实现无线通信的核心模块，也是关键接口芯片。它根据寄存器的设计对发送缓冲区中的数据进行调制得到发送的信号，通过由TX1、TX2引脚驱动的天线以电磁波的形式发出去，IC卡采用RF场的负载调制进行响应。天线拾取IC卡的响应信号经过天线匹配电路送到RX引脚，FM1702N内部接收缓冲器对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理。处理后的数据发送到并行接口由MCU读取。