【正文】 ）、 卡（ 3GHz）。 非接觸式 ID卡表面無裸露的芯片 ， 無須擔(dān)心芯片脫落 、 靜電擊穿 、 彎曲 、 損壞等問題 ，既便于卡片的印刷 ， 又提高了卡片使用的可靠性 。SmartCard 非接觸式 IC卡技術(shù) 電子與信息工程學(xué)院 SmartCard 提 綱 ? 非接觸式 IC卡概述 ? 系統(tǒng)構(gòu)成 /分類 /國際標(biāo)準(zhǔn) ? 非接觸式 IC卡工作原理 ? 能量傳遞 /信息傳遞 /防沖突 ? 非接觸式 IC卡芯片技術(shù) ? MIFARE 1 ? 非接觸式 IC卡接口技術(shù) ? MIFARE 1 SmartCard 為什么要使用非接觸式 IC卡 ? ?在頻繁操作的場(chǎng)合，如門禁、考勤、小額電子錢包（公交收費(fèi)、食堂收費(fèi)、高速公路收費(fèi)、停車場(chǎng)收費(fèi)）、身份認(rèn)證等場(chǎng)合，接觸式 IC卡越來越明顯的暴露出其弊端： ?容易磨損 ?操作速度慢 ?使用不方便 SmartCard 什么是非接觸式 IC卡？ Contactless ICC ?非接觸式 IC卡是在卡中敷設(shè)天線 ， 利用天線的接收發(fā)射 ， 與讀寫器的天線交換信號(hào) ， 實(shí)現(xiàn)一種無線通訊 ， 非接觸式 IC卡又被稱為射頻卡 （ RFC——Radio Frequency Card） ， 簡稱 RF卡 ， 非接觸式 IC卡系統(tǒng)被稱為射頻識(shí)別系統(tǒng) （ RFID——Radio Frequency Identification） 。 ?操作快捷便利 。 ?按卡內(nèi)芯片供電方式：卡內(nèi)帶電池的有源卡和卡內(nèi)無電池、由讀寫器以無線感應(yīng)方式供電的無源卡 ?按使用過程中的讀寫方式：只讀卡（ ID卡）和讀寫卡 （帶 EEPROM） SmartCard EM ID厚卡 EM ID薄卡 PHILIPS MIFARE 1卡 TI （德州儀器） Tagit電子標(biāo)簽 手表卡與鑰匙扣卡 SmartCard 特點(diǎn) 頻段 工作頻率 數(shù)據(jù)傳輸速率 讀寫距離 讀寫區(qū)域 低頻 125~134KHz 慢 適中 (1m) 較為均勻 高頻 較快 適中 (1m) 較為均勻 超高頻 860~960MHz 快 遠(yuǎn) (10m) 很難定義 不同頻段射頻卡的特點(diǎn) SmartCard 非接觸式 IC卡的國際標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)組織 陣營 頻段 技術(shù)規(guī)范 EPCglobal 全球產(chǎn)品電子代碼管理中心 歐美企業(yè) 沃爾瑪、思科、敦豪快遞、麥德龍和吉列等 UHF(860960 MHz ) 電子產(chǎn)品代碼 (EPC)、電子標(biāo)簽規(guī)范和互操作性、識(shí)讀器 電子標(biāo)簽通信協(xié)議、中間件軟件系統(tǒng)接口等 ISO/IEC 國際標(biāo)準(zhǔn)組織 /國際電工委員會(huì) 全球非盈利工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織 多個(gè)頻段 識(shí)別卡與身份識(shí)別ISO/IEC14443 自動(dòng)識(shí)別ISO/IEC15693 ISO/IEC18000 UID 泛在技術(shù)核心組織 日本電子廠商、 IT企業(yè) 電子標(biāo)簽超微芯片部分規(guī)格 SmartCard IC 卡 讀寫器 國際標(biāo)準(zhǔn) 讀寫距離 工作頻率 C I C C CCD I S O/ I EC 10 53 6 密耦合（ 0~1 c m ） 0~3 0M Hz P I C C P C D I S O/ I EC 14 44 3 近耦合（ 7~ 10 c m ） V I C C V C D I S O/ I EC 15 69 3 疏耦合（ 1m ） 135kHz, z , 注釋： ICC——集成電路卡 CICC——CloseCoupled ICC，緊密（密耦合）卡； PICC——Proximity ICC，稱為接近（近耦合）卡； VICC——Vicinity ICC，稱為鄰近（疏耦合）卡。 SmartCard ISO/IEC18000國際標(biāo)準(zhǔn) ?180001：物理層 ?180002：低于 135KHz通信的空中接口的參數(shù)； ? 180003：在 ； ?180004：在 ； ?180005： ； ?180006： 860960MHz通信的空中接口的參數(shù)； ?180007： 433MHz通信的空中接口的參數(shù)； SmartCard 目前 ： ? ISO14443TypeA卡 ——Mifare 1 S50卡、 Ultra Light卡 LEGIC Type A 卡、上海公交卡即華虹 IC卡、復(fù)旦微電子Type A 卡 ? ISO14443TypeB卡 ——ATMEL RF020 ? ISO15693（電子標(biāo)簽）卡 ——PHILIPS ICode TI Tagit標(biāo)簽 ? ICODE（電子標(biāo)簽）卡 —— PHILIPS ICode、上海貝嶺BL75R02 ? SONY Felica卡 ——香港八達(dá)通、深圳通 ?中國二代身份證 SmartCard 目前 125KHz的產(chǎn)品主要包括： 技術(shù)指標(biāo) EM 4100/4102標(biāo)準(zhǔn)卡 4001感應(yīng)式 ID厚卡 8803感應(yīng)式 ID厚卡 芯片 Swatch Group Em4102 Wafer 臺(tái)灣 4001 COB 臺(tái)灣 8803 Wafe 工作頻率 125KHZ 125KHZ 125KHZ 感應(yīng)距離 220cm 220cm 220cm 尺寸 封裝材料 PVC、 ABS PVC,ABS PVC 封裝工藝 層壓封裝 手工粘貼 手工層壓 號(hào)碼 可選 連號(hào)噴碼 典型應(yīng)用 考勤系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、企業(yè)一卡通系統(tǒng)等 考勤系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、企業(yè)一卡通系統(tǒng)等 考勤系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、企業(yè)一卡通系統(tǒng)等 此外，還包括 ATMEL的 TEMIC卡系列、 TI的低頻標(biāo)簽、 HITAG卡等。 SmartCard 非接觸式 IC卡與讀寫器接口電路 電壓調(diào)節(jié)解調(diào)器讀寫器PCD卡PICCCLOCKVDDGND數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸入卡內(nèi)嵌天線讀寫器天線SmartCard （ 1）讀寫器發(fā)射激勵(lì)信號(hào)（一組固定頻率的電磁波），數(shù)字信息 調(diào)制 在該射頻信號(hào)上。 （ 3） 同時(shí)卡內(nèi)的電路對(duì)接收到的諧振信號(hào)進(jìn)行 解調(diào) ， 還原數(shù)字信息 ， 對(duì)信息進(jìn)行分析 處理 ， 判斷發(fā)自讀寫器的命令 ， 如需在EEPROM中寫入或修改內(nèi)容 ， 還需將 2V電壓提升到 15V左右 ， 以滿足寫入 EEPROM的電壓要求 。 ?防沖突方案： 位幀防沖突（ Bit AntiCollision） 動(dòng)態(tài)時(shí)隙 ALOHA法（ SlottedALOHA法） SmartCard 項(xiàng)目引入 ——IC卡公交收費(fèi)機(jī) ?定額收費(fèi) ?操作方便快捷 ?可顯示余額 ?非法卡或余額不足報(bào)警 ?可將當(dāng)班收款額上傳總站數(shù)據(jù)庫 ?總站可調(diào)整定額額度。 ?一個(gè)扇區(qū)共有 16 Byte 4 = 64 Byte 塊0(廠商標(biāo)志)塊1塊2塊3塊0塊1塊2塊3(密碼A+存取控制+密碼B)塊0塊1塊2塊3(密碼A+存取控制+密碼B)扇區(qū)0扇區(qū)1........扇區(qū)15SmartCard 塊功能詳解 1） 廠商塊 地址：扇區(qū) 0塊 0 內(nèi)容： IC卡廠商標(biāo)志。 ?通常數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)都是需要保密的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)的讀 /寫 /加值 /減值均需：符合該塊存取條件的要求 +通過該扇區(qū)的密碼認(rèn)證。每個(gè)扇區(qū) (每應(yīng)用 )擁有各自 獨(dú)立的密鑰 ,支持帶密鑰層次的多應(yīng)用 。Access Control存儲(chǔ)區(qū)接口Control amp。 ?按標(biāo)志連接非接觸式 IC卡讀寫器與 PC機(jī)間的通信線，打開 MIFARE系列非接觸式 IC卡演示軟件 MWRF，確認(rèn)通信正常。 記錄讀取的卡數(shù)據(jù) ，標(biāo)明各塊的類型及卡的類型號(hào) 、 序列號(hào) 、 容量及各扇區(qū)的密碼和訪問權(quán)限 。 （ 3）在 RFDEMO軟件中執(zhí)行寫操作，修改扇區(qū) 0塊 1的內(nèi)容并將數(shù)據(jù)記錄在報(bào)告上。 SmartCard ?存取控制設(shè)置： （ 1）讀出并記錄扇區(qū) 14塊 0的內(nèi)容；修改內(nèi)容并再次讀出，記錄修改后的內(nèi)容。 （ 3）重復(fù)（ 1），說明修改存取控制字節(jié)產(chǎn)生的結(jié)果。 對(duì)照表 1：存取控制字節(jié) =EF 07 81 69H 將扇區(qū) 14塊 3的內(nèi)容修改為 FFFFFFFFFFFFEF078169FFFFFFFFFFFF SmartCard 項(xiàng)目設(shè)計(jì)之二 —— 硬件設(shè)計(jì) MCU MIFARE卡 讀寫模塊 EEPROM 存儲(chǔ)器 RS232接口 顯示 報(bào)警 天線 卡 SmartCard Mifare 核心讀寫模塊 MCM ?功能： 讀寫器 MCU與 MIFARE卡之間的接口，負(fù)責(zé)讀寫卡，其基本功能包括產(chǎn)生發(fā)送 /接收射頻信號(hào)、調(diào)制 /解調(diào)、防沖突處理和安全管理。 SmartCard M C M 基 本 通 信 指 令 集 指 令 指令代碼（ hex ） 相關(guān)的出錯(cuò)標(biāo)志 接收卡片上數(shù)據(jù) A n s w e r t o R e q u e s t （ R e q u e s t 的應(yīng)答 ） R e q u e s t s t d 26 R e q u e s t a l l 52 TE ， BE T a g t y p e A n t i C o l l i s i o n （ 防重疊 ） 93 TE ， B E S e r i a l N u m b e r S e l e c t T a g （ 選卡片 ） 93 TE ， B E ， PE ， CE S i z e A u t h e n t i c a t i o n （ 認(rèn)證 ） A u t h _ 1 a 60 A u t h _ 1 b 61 TE ， B E ， PE ， CE / L o a d K E Y （存取密碼） / AE R e a d （ 讀 ） 30 TE ， B E ， PE ， CE D a t a W r i t e （ 寫 ） A0 TE ， B E / I n c r e m e n t （ 增值 ） C1 TE ， B E / D e c r e m e n t （ 減值 ） C0 TE ， B E / R e s t o r e （ 重儲(chǔ) ） C2 TE ， B E / T r a n s f e r （ 傳送 ） B0 TE ， B E / H a l t （ 停機(jī) ） 50 TE ， B E / SmartCard 寄存器名 地址 讀（ R E A D ） 寫（ W R I T E ） D A T A 0 0 H 0 R E A D B Y T E W R I T E B Y T E S T A C O N 0 1 H 1 D V T E PE CE B E A E SO R RFS 1 1 N RF A C E N A B L E 02H 2 N / A 1 P R C E C R B C N T S 03H 3 N / A B I T C O U N T S E N D B C N T R 04 H 4 N / A B I T C O U N T R E C E I V E B A U D R A T E 05H 5 N / A 1 1 1 B R T O C 06H 6 N / A T I ME O U T C O U N T E R MO D E 07H 7 N / A 1 1 0 0 0 P 2 P 1 P 0 P 0 C R C D A T A 08H 8 CRC B Y T E R E A D CRC B Y T E W R I T E C R C S T A C O N 09H 9 C V C Z C 8 C R K E Y D A T A 0A H 1 0 N / A K E Y B Y T