基于RFID技术的图书信息采集系统设计_本科毕业论文(3)

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2.2.2 Mifare One电子标签的存储结构

当今世界上非接触式IC智能电子标签中的主流主要为PHILIPS公司的Mifare技术，已经被制定为国际标准：ISO/IEC 14443 TYPE A标准[6]。Mifare One IC电子标签采用先进的芯片制造工艺制作，内建有高速的CMOS EEPROM，MCU等。电子标签上除了IC微晶片及一副高效率天线外，无任何其他元件。电子标签上无源（无任何电池），工作时的电源能量由读写器发送无线电载波信号耦合到电子标签天线上而产生电能，供电子标签上IC工作，工作频率13.56MHz。电子标签标准操作距离为100mm，与标签读写器的通信速率高达106Kb/s。Mifare One IC电子标签上具有先进的数据通信加密并双向验证密码系统；且具有防重叠功能。电子标签制造时具有唯一的标签序列号。电子标签上还内建有增值/减值的专项的数学运算电路，典型的通信交易时间最长不超过100ms（包括标签的认证，扇区的读写操作）。电子标签上的数据读写可超过10万次以上；数据保存期可达10年以上，且电子标签抗静电保护能力达2KV以上[7]。

Mifare One电子标签上内建1KB EEPROM存储器，分为16个扇区，每个扇区由4块组成，每块16个字节，每个扇区可由多种方式的密码管理，可以将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0～63。

第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放卡序列号和厂商代码，已经固化，不可更改。每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存贮数据。每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存取控制、密码B。每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区中的每个块（包括数据块和控制块）的存取条件是由密码和存取控制共同决定的，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位，三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制的字节中，三个控制位决定了该块的访问权限[8]。

电子标签中的其他扇区由于有其各自的密码，因此不能对其进行进一步的操作，如想对其他扇区进行操作，必须完成各自的密码认证过程。认证过程中的任何一环出现差错，整个认证将告失败，必须从新开始。如果事先不知电子标签上的密码，则由于密码的变化可以极其复杂，因此靠猜测密码而想打开电子标签上的一个扇区的可能性几乎为零。[9]如果遗忘某一扇区的密码，将使该扇区中的数

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据不能读写，没有任何办法可以挽救这种低级错误。但是，电子标签上的其他扇区可以照样使用，这充分地说明了Mifare One电子标签的高度安全性，保密性。

表2－1 Mifare One非接触式IC标签的存储结构

[7]

由Mifare One电子标签的结构原理可知，电子标签内部共有1KB字节的EEPROM存储器容量，约能存储500多个汉字，这500多个汉字用来描述一本图书的信息已经足够了。

2.3 RFID技术在图书馆的应用

射频技术就图书馆市场来说，国内外形成较大的反差，主要局限在经济发达国家，2002年，新加坡国家图书馆管理局(NLB)发布了世界上首个全面部署RFID的图书管理系统，使新加坡国家图书馆成为世界上第一个实行RFID技术的图书馆，馆内带RFID标签的条目涵盖书籍，期刊，乐谱，CD，DVD和录像带等类型，目前已全面采用RFID系统代替原有的条形码管理方式[12]。另外韩国、新西

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兰国家图书馆也已使用这一技术。

国内的一些大学图书馆，或新的公共图书馆也跃跃欲试。厦门大学图书馆一直在寻找价格更低廉，服务距离远一点的电子标签。深圳市图书馆已经有了实施性方案，深圳信息职业技术学院图书馆也想寻求引进这一技术的新方式。

RFID在图书馆中的应用虽然只是对条形码的取代，但这一举措会使图书馆工作发生历史性的变革，它会推动图书馆事业真正实现智能化、信息化管理。该技术在图书馆的应用可以极大地提高生产效率，提升整个图书馆事业的信息化水平，为读者创造轻松自由便利的学习条件。RFID图书馆的优越性主要体现在以下几个方面：

1、规范图书管理，提高图书管理效率

目前图书馆的纸本数据除用光学条形码，作为每一本书的辨识码外，为安全起见，还需加贴磁条，以防图书未经许可被携出。应用RFID技术后，以电子标签取代条形码及磁条，借还书时可免除消磁及上磁的工作，减轻了工作人员繁琐的手工劳作。

2、为读者阅览提供了极大的方便

同样，对于读者而言，由于馆藏资源丰富，加上大多数的读者不太懂图书分类法，所以想找到自己所需的图书并不是件容易的事，RFID使得读者对图书的查找变得方便快捷、节省了时间。

3、更大程度的保护了图书资源

RFID配合图书馆的出口安检装置，对图书档案进行跟踪，未办理完借出手续或禁止借出的图书在出门时，安检装置会报警，提醒管理人员及时阻止，防止图书资源的丢失

综上所述，RFID技术在图书馆的应用是未来现代化图书馆的发展趋势，是图书馆服务理念转变和文献管理科学化的重要技术手段。RFID技术在图书馆中的应用将有广阔的前景，并将成为传统的条形码技术的终结者，为图书馆带来潜在的革命和业务管理模式的全面变革，将大大缩短集大众化、研究型及数字化于一身的大型现代化公共图书馆的建设进程，使图书馆工作人员从繁琐的工作中解脱，自动完成耗时的劳动密集型工作，使图书馆工作人员集中精力从事深层次的读者服务工作。

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第3章 图书馆信息采集系统硬件设计

本章将介绍以MFRC500芯片和STC11F32XE微处理器为核心的采集系统硬件平台的设计过程，其中LCD字库的构建和存储以及MFRC500与STC11F32XE微处理器的接口设计是重点，系统硬件平台搭建的质量好坏直接关系到以后整个采集系统运行的稳定性和性能,所以必须祥细规化和设计。

3.1STC11F32XE微控制器

本系统采用的微控制器是宏晶公司设计的一款加密性强，低功耗,超低价，高速，可靠，强抗静电，强抗干扰系列微控制器中的一款增强型8位微控制器。选用51系列微控制器从而最小化了系统的成本。STC11F32XE微处理器除了具有51体系结构的典型特征外，还具有以下特点[11]：

●高速：1 个时钟/ 机器周期，增强型8051 内核，速度比普通8051 快8～12 倍；

●宽电压：5.5～4.1V/3.7V，3.6V～2.4V/2.1V（STC11/10L 系列）； ●低功耗设计：空闲模式(可由任意一个中断唤醒）；

●低功耗设计：掉电模式（可由任意一个外部中断唤醒，可支持下降沿/低电平和远程唤醒，STC11xx系列还可通过内部专用掉电唤醒定时器唤醒）；

●工作频率：0～35MHz，相当于普通8051：0～420MHz；

●时钟：外部晶体或内部RC振荡器可选，在ISP下载编程用户程序时设置； ●1/2/3/4/5/6/8/16/32字节片内Flash程序存储器，擦写次数10万次以上；

●1280/256字节片内RAM数据存储器； ●芯片内EEPROM功能,擦写次数10万次以上；

●ISP / IAP，在系统可编程/在应用可编程,无需编程器/仿真器； ●2个16位定时器，兼容普通8051的定时器T0/T1；

●1个独立波特率发生器（故无需T2做波特率发生器），缺省是T1做波特率发生器；

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●可编程时钟输出功能，T0在P3.4输出时钟，T1在P3.5输出时钟,BRT在P1.0输出时钟；

●硬件看门狗（WDT）；

●全双工异步串行口(UART),兼容普通8051,可当2个串口使用(串口可在P3与P1之间任意切换；

●先进的指令集结构，兼容普通8051指令集,有硬件乘法/除法指令； ●通用I/O 口（36/40 个），复位后为 …… 此处隐藏：3062字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……