當(dāng)前，酒店行業(yè)的發(fā)展日新月異，各種星級(jí)酒店如春筍般林立而起，為了保證酒店的服務(wù)水平，保障消費(fèi)者的入住安全，智能卡門鎖以其性能穩(wěn)定、使用便捷、安全性高等優(yōu)勢(shì)在酒店得到越來越廣泛的應(yīng)用。
在智能門鎖系統(tǒng)中，非接觸卡讀寫器的性能格外重要，直接影響到門鎖性能、使用壽命以及安全性，關(guān)系到酒店的服務(wù)質(zhì)量，因此，選擇一款高性能的、高性價(jià)比的、信譽(yù)品牌高的讀寫器芯片則至關(guān)重要。在NXP、愛特梅爾等芯片廠商長(zhǎng)期壟斷該市場(chǎng)的情況下，國(guó)產(chǎn)芯片廠商北京同方微電子（以下簡(jiǎn)稱同方微電子）憑借在智能卡領(lǐng)域的深厚積累，專門針對(duì)門鎖行業(yè)推出了一款已經(jīng)有多個(gè)成功商用案例的芯片產(chǎn)品THM3030。與目前市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品相比，THM3030是一款符合ISO/IEC14443 Type A、M1標(biāo)準(zhǔn)的多協(xié)議非接觸卡讀寫器芯片，具有功耗更低、成本更低、讀寫速度快、易于開發(fā)優(yōu)勢(shì)，便于開發(fā)出更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。
圖1 典型智能卡門鎖及其內(nèi)部電路
圖2 典型智能卡門鎖內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)
THM3030在整個(gè)智能卡門鎖電路中負(fù)責(zé)的射頻部分，用于讀寫門禁卡。這里只對(duì)這部分相關(guān)設(shè)計(jì)做詳細(xì)的介紹。下圖是電路連接示意圖：
圖3 電路連接示意圖
SPI模式是MCU與THM3030的推薦接口方式，UART 也可以選擇，詳細(xì)可以參見THM3060的用戶手冊(cè)。以下以SPI接口為例。
當(dāng) MOD1、MOD0 管腳均為低電平時(shí)，THM3060 進(jìn)入 SPI 接口模式。
THM3030內(nèi)部有很多寄存器可以通過接口進(jìn)行訪問控制，通過這些寄存器的控制，可以方便的進(jìn)行非接觸卡的操作。寄存器在用戶手冊(cè)中都有詳細(xì)的定義和操作說明，可以參考使用。為了方便智能卡門鎖廠商的開發(fā)，同方微電子提供了與THM3030的接口、卡片讀寫、功耗控制等完備的庫(kù)函數(shù)，開發(fā)者甚至無須閱讀THM3030產(chǎn)品手冊(cè)，就可熟練的使用。我們也提供了典型智能卡門鎖的演示板，包括PCB、原理圖、天線參數(shù)、以及程序源碼。
THM3030的低功耗模式性能與國(guó)外同類產(chǎn)品相當(dāng)，同時(shí)由于THM3030功率器件外置，可以根據(jù)對(duì)卡讀寫距離的要求進(jìn)行調(diào)整，做到更靈活也更省電。
電路低功耗的實(shí)現(xiàn)，與軟件的編寫也密切相關(guān)，門鎖演示板待機(jī)過程中大部分時(shí)間處于低功耗模式，該模式下電路處于休眠狀態(tài)，只有MCU定時(shí)器在低頻時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下工作，這時(shí)電路幾乎不消耗電流。通過MCU定時(shí)器的周期性的喚醒，電路在極短的時(shí)間內(nèi)完成一次卡片的檢測(cè)任務(wù)。這樣在整個(gè)待機(jī)過程中，電路消耗很小的平均電流。電池使用壽命大大提高。圖4為演示板程序運(yùn)行流程圖。
圖4 演示板程序運(yùn)行流程圖
在每次電路上電復(fù)位后，程序首先進(jìn)行初始化設(shè)置，然后打開射頻采集一次當(dāng)前環(huán)境下的天線載波發(fā)射的‘電壓值’，保存為DATA1值，電路進(jìn)入低功耗模式。MCU由定時(shí)器周期性喚醒，每次喚醒后打開一次射頻，采集一次天線載波發(fā)射的‘電壓值’，記為DATA2；當(dāng)有卡片接近天線時(shí)將會(huì)消耗天線發(fā)射能量，這時(shí)DATA2將會(huì)小于DATA1；設(shè)定閾值K，當(dāng)DATA1-DATA2＞K時(shí)，讀卡驗(yàn)證，驗(yàn)證通過則開鎖。電路運(yùn)行的大部分時(shí)間是DATA1-DATA2≤K，電路直接進(jìn)入低功耗模式。這種檢卡方式用時(shí)較短，電路可以實(shí)現(xiàn)更低的待機(jī)功耗。
智能卡門鎖演示版主要參數(shù)見表1。門鎖演示板電路原理圖見圖5。
表1 智能卡門鎖演示板的主要參數(shù)
圖5 門鎖演示板電路原理圖
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