1 概述
现在，在一些就餐比较集中的大、中专及中学里，学生的就餐基本上采用微机管理，学生凭一张非接触式的 RFID 卡就可以很方便地在学校食堂消费。有些学校还采用了校园一卡通，只要持有一张合法的RFID卡，就可在全校范围内的公共消费场所进行消费。
RFID(Radio Frequency IdentifICation)即 射频识别 卡或是感应式电子芯片。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动的物体，并可同时识别多个标签，操作快捷方便。AT88RF020就是 Atmel 公司生产的非接触式RFID卡。
2 RFlD卡AT88RF020的特点
◇AT88RF020是13．56 MHz射频卡，遵循ISO／IEC 14443 Type B协议;
◇容量为2048位；
◇每张卡有唯一序列号；
◇带有加密和锁定功能；
◇一个一次性计数器；
◇所有传输信息中包括一个字节的循环校验码；
◇写时间为3 ms；
◇写次数为100 000次；
◇工作环境是O～70℃。
3 RFID射频识别技术的组成及工作原理
3．1 RFID系统的基本组成
①标签(tag，即射频卡)。由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。图1是RFID芯片AT88RF020的内部结构原理图。
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②阅读器(reader或叫读卡器)。读取(除读卡外还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。
③天线(antenna)。在标签(射频卡)和读卡器之间传递射频信号。
有些系统还通过读卡器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。
3．2 RFID系统的基本工作原理
读卡器通过发射天线发送一定频率(如13．56 MHz)的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活。射频卡将自身编码等信息通过射频卡的内置发射天线发送出去。系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读卡器，读卡器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理。主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。
3．3 RFID系统读卡器的结构及工作原理
对读卡器而言，在耦合方式(如电感-电磁)、通信流程(如FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到读卡器的数据传输方法(如负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面，不同的非接触传输方法有根本的区别。但所有的读卡器在功能原理上，以及由此决定的设计构造上都很相似，所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器，其功能包括：产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传送给射频卡；接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异，电感耦合系统的高频接口原理如图2所示。
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读卡器控制单元的功能包括：与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与射频卡的通信过程(主-从原则)；信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法，对射频卡与阅读器问要传送的数据进行加密和解密，以及进行射频卡和读卡器间的身份验证等附加功能。
4 RFID卡AT88RF020的存储结构
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Atmel 的AT88Rt020射频卡芯片有2048位的存储容量，分成32页，每页8个字节，存储组织结构如表1所列。
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表1中标有“—”的字节由用户定义，出厂时初始值为0。
①Pseudo Unique PICC Identifier。卡唯一序列号，卡序列号由卡厂家写入，不能被修改。
②ApplICatlon Data。应用数据，这个数据被作为ATQB回复信息的一部分由卡传输到读写器中。
③counter。计数器，每执行一次COUNT指令，计数器的值就加1，初始值由厂家设为0。
④Signature。签名(用于加密)，这个数据位于第2页的前6个字节，可以通过COUNT指令修改，counter和Signature 可以提供更进一步的安全保护。
⑤Password。密码，密码放在第3页中，不能读出。
⑥LOCk Bits。锁定位，位于第0页，验证密码后，能用LocK命令修改。锁定位中的每一位与内存各页对应，如果某位被设为“1”，则对应的页就被锁死，不能再进行写操作，也没有机制解锁，所以某页一旦被锁，其内容再也不能修改，出厂初始值为0。
AT88RF020通电或重启的工作流程如图3所示。
5 RFlD卡AT88RF020的常用命令与函数
5.1 AT88RF020的常用命令
①REQB／WUPB：用于寻卡或者唤醒处于HALT状态的卡，这种卡只响应应用代码(API)为00或01的情况，如果接收到一个带有无效API代码的WUPB命令，那么卡仍然处于HALT状态。
②ATTRIB：用于从所有响应REQB／WUPB的卡中选择一张卡，此后，卡进入AC-TIVE状态。
③Slot MARKER：为读写器提供了一种用于查询随机数大于1的卡。
④HALTB：设置卡处于HALT状态，此后只能执行WUPB命令。
⑤READ：用于读取卡中的数据，读取页0～2可以不必验证密码，而第3页的数据不能读出，只能通过PASS—WORD命令修改，其他的页验证密码后可以读出。
⑥WRITE：用于对卡写入数据。
⑦LOCK：只有在验证密码之后才能执行，用于锁定某一地址区域，被锁定的地址区域在验证密码之后只可以进行读操作。
⑧CHECK PASSWORD：密码校验命令，在设备进入就绪状态之后执行。
⑨DESELECT：如果对处于ACTIVE状态的卡执行该命令，且通过，则卡发送一个正确的回答信息，并进入HALT状态。
⑩COUNT：用于写第2页。COUNT命令中所带的数据写入到第2页的前6个字节中，后2个字节被用做计数器使用，每执行一次COUNT命令，计数器的值就增1，如果计数器的值达到2的15次方，就不能再执行COUNT操作，且第2页被锁定，不能再修改。执行该命令之前要验证密码。
5.2 AT88RF020的函数
下面以rf_attrib()函数为例来说明AT88RF020的函数用法。
①函数rLattrib()的格式： int rI_attrib(HANDLE icdev，unsigned long pupi，unsigned char param，unsigned char cid，unsigned charbrTx，unsigned char brRx)；
②函数的功能。从已响应REQB／WUPB命令的卡中选取一张卡，同时给每一张卡分配一个ID号。
③函数的参数描述。
icdev：rf_init(
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)返回的设备描述符。pupi：Pseudo—Unique PICC Identifier。param：设为0。cid:卡片ID号(0～15)，这个值存储在卡片中供后面操作使用。
brTx：由CD(近耦合设备)到PICC(近耦合集成电路卡)的波特率，对于AT88RF020，0x00代表106 kb／s。
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