基于GMR传感器的三磁道磁卡阅读器设计

发布时间：2017-05-06 07:35

  本文关键词：基于GMR传感器的三磁道磁卡阅读器设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磁卡阅读器是用读头进行磁卡信息读取的一种装置,具有实用、快捷、方便、可靠性高等特点,在各个领域如邮电、金融、交通等领域有广泛的应用。为实现各领域对磁卡阅读器的要求,降低误码率,解决用户刷卡速度不一造成峰值输出差异的问题,设计方便可靠的磁卡阅读系统具有重要意义。本文基于巨磁电阻(GMR)传感器磁头,提出了一种新型的三磁道磁卡阅读器的设计方案。磁卡阅读器的硬件主要由数据采集模块、电源管理模块、解码模块和主控MCU模块组成。该设计的核心是磁卡信息采集模块,采用东方微磁科技有限公司生产的GMR梯度传感器晶粒进行COB封装后放大滤波处理制作成传感器磁头。该磁头体积小、灵敏度高、寿命长,输出信号强度只与磁头贴近磁卡的距离有关,与刷卡速度无关。输出信号在主控STM32芯片中完成对信号的存储,分析处理计算,并将磁卡包含基本信息恢复后通过上位机显示出来。简化了匹配电路设计与解码难度,提高了系统性能。最后,文中对GMR磁头输出信号进行分析比较,并对银行卡、会员卡等多种磁卡进行刷卡验证。经试验表明:GMR磁头可替代传统TFI磁头,该磁卡阅读系统运行稳定,能正确输出磁卡原来序列,效果良好。最后,系统并针对该新型磁卡阅读系统提出了改进改良设计方案,为以后该阅读系统大量应用并进投入市场和实现更多功能打下基础。
【关键词】：GMR传感器磁头 STM32 解码电路
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN873;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 本课题研究背景和发展现状9-10
• 1.2 磁卡背景10-14
• 1.2.1 磁条卡10-11
• 1.2.2 磁卡磁道11-13
• 1.2.3 金融IC卡与磁卡13-14
• 1.3 磁卡阅读器14-15
• 1.4 本课题研究的目的和意义15
• 1.5 论文的结构和主要内容15-17
• 2 GMR磁头17-24
• 2.1 阅读器磁头类型17
• 2.2 GMR传感器发展过程17-18
• 2.3 GMR传感器18-21
• 2.3.1 惠斯通电桥结构传感器18-19
• 2.3.2 半桥梯度传感器19-21
• 2.4 GMR磁头的制作21-23
• 2.4.1 板上芯片封装21
• 2.4.2 GMR磁头的制作21-22
• 2.4.3 COB工艺成品率测试22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 系统硬件设计24-35
• 3.1 电源模块25-27
• 3.2 磁头信号调理电路27-28
• 3.3 解码模块28-31
• 3.3.1 解码芯片28-30
• 3.3.2 解码电路30-31
• 3.4 单片机模块31-33
• 3.4.1 单片机选择31-32
• 3.4.2 串口通信32-33
• 3.4.3 RS232电平转换芯片33
• 3.5 PCB的制作及调试33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 4 软件设计方案35-46
• 4.1 软件设计整体框架35-36
• 4.2 磁道的数据内容36-39
• 4.3 F/2F编码39-41
• 4.3.1 编码方式39-40
• 4.3.2 F/2F原理40-41
• 4.4 数据采集程序设计方案41-42
• 4.5 相应系统配置42-43
• 4.5.1 时钟信号配置42-43
• 4.5.2 GPIO的配置43
• 4.5.3 串口的配置43
• 4.6 界面设计43-44
• 4.7 设备管理系统44-45
• 4.8 本章小结45-46
• 5 试验数据与分析46-54
• 5.1 GMR磁头灵敏度测试47-49
• 5.2 解码电路输出信号分析49-51
• 5.3 上位机显示信号分析51
• 5.4 错误分析51-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 总结与展望54-55
• 6.1 总结54
• 6.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58
• 附录58

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本文编号：347910