RFID MFRC522

本文介绍了RFID技术的广泛应用和基本原理,重点解析了高频读卡芯片MFRC522,它遵循14443A协议,支持多种M1卡。RFID系统包括电子标签、读卡器和天线,而RC522读写器可实现5cm的识别距离。此外,文章还详细阐述了RC522的通信接口和读卡过程,以及M1卡的扇区和块结构。

一.RFID综述
RFID目前有广泛的应用前景,通过射频识别在标签和读卡器之间交换数据,可单向读写数据,RFID的频段有低频(125KHz到135KHz),高频(13.56MHz)和超高频(860MHz到960MHz之间,读卡器和标签可以是一对多。而NFC作为近距离无线通信技术,仅限于13.56MHz的频段,可以双向数据通信,读卡器和标签只能一对一读写数据。RFID系统由三部分组成,分别是电子标签、读卡器和天线。电子标签是带有物体标识信息的数据载体;读卡器用来读取标签卷标标识信息,可对标签进行读写操作;天线属于硬件,用来传递射频信号。
常见的高频读卡芯片有RC500/522/530/663、FM17520/550等。RC522读写卡芯片符合ISO-14443A 通信协议,14443A协议支持Mifare S50、S70、UltraLight、Mifare Pro、FM11RF08等兼容卡片,可以自动寻卡,默认情况下为自动寻卡方式。但是读14443B卡时,比如身份证,将天线匹配到13.56M左右的工作频率,需要调整ASK编码调制深度,才能较好读取数据。RC522读写器识别距离可达到5cm,取决于天线的长度和调谐。一般来说读卡器发射功率、天线增益值及标签天线尺寸越大,读卡识别距离越远。
二、相关参数
RC522芯片参数:
RC522是非接触式读写卡芯片,最大通信速率13.56MHz,收发缓冲大小为64字节。支持Classic 加密算法。支持UART(Speed_max=1228.8kbit/s)、SPI(Speed_max=10Mbit/s)、IIC(快速:400Kbit/s,高速:3400Kbit/s)三种通信接口。
三、读卡
MFRC522使用IIC总线接口时工作在从机模式,不产生时钟,比较方便。配置IIC接口可参考RC522的时序要求,通过SDA数据线、SCL时钟线,两线最好接上拉电阻,无数据通信,则为高电平。根据数据手册,在标准模式(Standard mode)下IIC总线的传输速率为100kbit/s、快速模式(Fast mode)下为400kbit/s、高速模式(High-speed mode)下达到3.4Mbit/s。对卡的读写操作过程分为四步:寻卡、防冲撞、选定卡、验证、读/写卡,发送与接收卡

### RFID MFRC522 模块的优点、特性和应用场景 #### 优点 MFRC522 是一款高性能的 RFID 阅读器芯片,具备多种显著优势。它支持 ISO/IEC 14443A 协议,适用于高频 (HF) 射频通信环境。以下是其主要优点: - **高兼容性**:MFRC522 支持 MIFARE Classic 和 Ultralight 系列片,能够满足不同类型的 RFID 应用需求[^1]。 - **低功耗设计**:该模块采用节能模式,在待机状态下消耗极低功率,适合电池供电的应用场景。 - **快速响应时间**:由于内置高效的信号处理器,MFRC522 能够迅速完成数据交换过程,提升用户体验。 #### 特性 除了上述优点之外,MFRC522 还拥有一些独特的功能特性: - **SPI 接口支持**:通过 SPI 总线可以方便地与微控制器或其他主机设备相连,简化了硬件电路的设计复杂度[^4]。 - **可配置寄存器结构**:用户可以通过软件编程调整工作频率、灵敏度等参数,从而适应特定场合下的性能要求[^1]。 - **强大的抗干扰能力**:即使在存在较强电磁噪声环境下也能保持稳定的通讯质量[^1]。 #### 应用场景 凭借以上诸多优异表现,RFID-MFRC522 广泛应用于多个领域之中: - **门禁控制系统**:作为身份验证手段之一被大量部署于办公楼宇入口处用于员工进出权限管理[^1]。 - **物流追踪系统**:帮助仓库管理人员实时掌握货物位置信息并记录流转历史以便后续查询分析[^3]。 - **公共交通支付方案**:配合非接触式储值实现便捷的城市轨道交通购票充值服务[^2]。 ```python # 示例代码展示如何初始化MFRC522模块并与之交互 import spidev import RPi.GPIO as GPIO class MFRC522: def __init__(self, bus=0, device=0, speed=1000000): self.spi = spidev.SpiDev() self.spi.open(bus, device) self.spi.max_speed_hz = speed def reset(self): """重置MFRC522""" pass def read_card_id(self): """读取片UID""" return None if __name__ == "__main__": reader = MFRC522() uid = reader.read_card_id() print(f"Card UID: {uid}") ```
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