當前，酒店行業(yè)的發(fā)展日新月異，各種星級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、高性價比的、信譽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期壟斷該市場的情況下，國產(chǎn)芯片廠商北京同方微電子（以下簡稱同方微電子）憑借在智能卡領(lǐng)域的深厚積累，專門針對門鎖行業(yè)推出了一款已經(jīng)有多個成功商用案例的芯片產(chǎn)品THM3030。與目前市場上的同類產(chǎn)品相比，THM3030是一款符合ISO/IEC14443 Type A、M1標準的多協(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，便于開發(fā)出更有市場競爭力的產(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在整個智能卡門鎖電路中負責的射頻部分，用于讀寫門禁卡。這里只對這部分相關(guān)設(shè)計做詳細的介紹。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，詳細可以參見THM3060的用戶手冊。以下以SPI接口為例。

當 MOD1、MOD0 管腳均為低電平時，THM3060 進入 SPI 接口模式。

THM3030內(nèi)部有很多寄存器可以通過接口進行訪問控制，通過這些寄存器的控制，可以方便的進行非接觸卡的操作。寄存器在用戶手冊中都有詳細的定義和操作說明，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函數(shù)，開發(fā)者甚至無須閱讀THM3030產(chǎn)品手冊，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外同類產(chǎn)品相當，同時由于THM3030功率器件外置，可以根據(jù)對卡讀寫距離的要求進行調(diào)整，做到更靈活也更省電。

電路低功耗的實現(xiàn)，與軟件的編寫也密切相關(guān)，門鎖演示板待機過程中大部分時間處于低功耗模式，該模式下電路處于休眠狀態(tài)，只有MCU定時器在低頻時鐘驅(qū)動下工作，這時電路幾乎不消耗電流。通過MCU定時器的周期性的喚醒，電路在極短的時間內(nèi)完成一次卡片的檢測任務(wù)。這樣在整個待機過程中，電路消耗很小的平均電流。電池使用壽命大大提高。圖4為演示板程序運行流程圖。

圖4  演示板程序運行流程圖

在每次電路上電復位后，程序首先進行初始化設(shè)置，然后打開射頻采集一次當前環(huán)境下的天線載波發(fā)射的‘電壓值’，保存為DATA1值，電路進入低功耗模式。MCU由定時器周期性喚醒，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；當有卡片接近天線時將會消耗天線發(fā)射能量，這時DATA2將會小于DATA1；設(shè)定閾值K，當DATA1-DATA2＞K時，讀卡驗證，驗證通過則開鎖。電路運行的大部分時間是DATA1-DATA2≤K，電路直接進入低功耗模式。這種檢卡方式用時較短，電路可以實現(xiàn)更低的待機功耗。

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