【文章內(nèi)容簡介】 識別裝置等。按照數(shù)據(jù)讀寫方式，IC 卡又可分為接觸式 IC 卡和非接觸式 IC 卡兩類：（1）接觸式 IC 卡：在這種卡片上，IC 芯片有 8 個觸點可與外界讀寫設備相接觸，進行數(shù)據(jù)交換。（2）非接觸式 IC 卡：顧名思義，也就是卡片與讀寫設備無電路接觸，由非接觸式的讀寫技術(shù)進行讀寫（例如，光或無線電射頻技術(shù)）。其內(nèi)嵌芯片除了存儲單元、控制邏輯外，還增加了射頻收發(fā)電路。這類卡一般用在存取頻繁，可靠性要求特別高的場合。近些年，飛利浦和三星公司又推出了將射頻卡和接觸卡合二為一的雙介面卡，以增強 IC 卡的相容性和應用靈活性。目前這種已得到成功應用。即采用雙卡介面方案，即可以實現(xiàn)門禁管理、停車場管理等，也可以實現(xiàn)同一個卡在銀行金融系統(tǒng)的應用。目前，市場上又出現(xiàn)了一種光卡，工作原理和光碟很相似，光卡與 IC 卡相比，光卡具有 IC 卡無法比擬的存儲空間，盡管光卡缺乏可以運行的微處理器，但隨著技術(shù)的發(fā)展，光卡的應用前景難以估量！IC 卡在全球的發(fā)展極不平衡。幾乎被發(fā)達國家，如美國、法國、日本等國家壟斷。各國的發(fā)展模式也不同，如法國是政府主導型，日本是官民結(jié)合型，美國是民間主導型。在這些國家中，法國是最早推出 IC 卡的國家，更是 IC 卡使用最多最好的國家之一，同時法國又是 IC 卡生產(chǎn)廠商最多、技術(shù)水平領先的國家之一，她擁有像 Gem plus 這樣國際著名的制卡公司。美國在 IC 卡的研制方面滯后以歐洲，在 IC 卡的應用方面也趕不上法國和日本。但美國在磁卡研制及應用方面居世界之首，所以美國市場主要以磁卡為主，而歐洲則以晶體卡為重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計14主。日本在 IC 卡的研制和應用方面和法國旗鼓相當。她也有強大的制卡商隊伍，如 NEC、Fujitsu、Toshiba、ST 等。中國的 IC 卡產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速。自 1993 年國家金卡工程啟動后，IC 卡的發(fā)展如虎添翼，在金融、電信、交通、公共安全等得到了廣泛的應用。但讓人遺憾的是，中國基本上只是處于應用層面，IC 卡的研制還得依賴國外的核心技術(shù)。本土只是進行簡單的封裝。雖然中國的技術(shù)不是那么成熟，各國 IC 卡的發(fā)展也各具特色，不同的類型的卡也各具優(yōu)厲。但中國現(xiàn)在用于門禁管理、智慧大廈、智慧小區(qū)、校園管理等局部封閉系統(tǒng)中，采用那種卡已不再是什么重要的難題，因為一個封閉系統(tǒng)中都有一個固定的資料中心，所有的信息都可以在數(shù)據(jù)庫中保存，卡的授權(quán)、掛失、告警、撤消掛失等行為都可在數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)，卡片只要記載這些數(shù)據(jù)。采用何種類型的卡來實現(xiàn)門禁管理，可以根據(jù)各種卡的特點結(jié)合自己的需求自由選擇。需要考慮的因素如：讀卡距離，卡的厚薄，性價比，存儲空間的大小等。而在開放系統(tǒng)中，如公交、地鐵等系統(tǒng)，因為涉及范圍太大，且都是移動物體，很難實現(xiàn)時時聯(lián)網(wǎng)控制。這樣的系統(tǒng)所選的 IC 卡的登記不記名，遺失后也無法掛失。拾到者就可以直接用儲存在里面的資金，這樣的系統(tǒng)就可以選像Mifare 這樣的儲存式 IC 卡。 MIFARE S50（1）概述 非接觸式IC卡又稱射頻卡，是世界上最近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它成功地將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源（卡中無電源）和免接觸這一難題，是電子器件領域的一大突破。與接觸式IC卡相比較，非接觸式卡具有以下優(yōu)點： a．可靠性高非接觸式IC卡與讀寫器之間無機械接觸，避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障。例如：由于粗暴插卡、非卡外物插入、灰塵或油污導致接觸不良等原因造成的故障。此外，非接觸式IC卡表面無裸露的芯片，無須擔心芯片脫落、靜電擊穿、彎曲損壞等問題，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計15b．操作方便，快捷由于非接觸通訊，讀寫器在10cm范圍內(nèi)就可以對卡片操作，所以不必插拔卡， 非常方便用戶使用。 非接觸式卡使用時沒有方向性，卡片可以任意方向掠過讀寫器表面，即可完成 操作，這大大提高了每次使用的速度。 c．防沖突非接觸式卡中有快速防沖突機制，能防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此，讀寫器可以“同時”處理多張非接觸IC卡。這提高了應用的并行性，無形中提高了系統(tǒng)工作速度。d．可以適合于多種應用非接觸式卡的存儲器結(jié)構(gòu)特點使它一卡多用，能應用于不同的系統(tǒng)，用戶可根據(jù)不同的應用設定不同的密碼和訪問條件。e．加密性能好非接觸式卡的序列號是唯一的，制造廠家在產(chǎn)品出廠前已將此序列號固化，不可再更改。非接觸式卡與讀寫器之間采用雙向驗證機制，即讀寫器驗證IC卡的合法性， 同時IC卡也驗證讀寫器的合法性。非接觸式卡在處理前要與讀寫器進行三次相互認證，而且在通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都加密。此外，卡中各個扇區(qū)都有自己的操作密碼和訪問條件。由于非接觸式IC卡具有以上無可擬比的優(yōu)點，所以它很適宜應用于電子錢包,公路自動收費系統(tǒng)和公共汽車自動售票系統(tǒng)等。（2）S50系統(tǒng)參數(shù)S50非接觸式卡符合MIFARE I的國際標準，容量為8K位，數(shù)據(jù)保存期為10年，可改寫10萬次，讀無限次。S50卡不帶電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯電路和通訊邏輯電路，卡與讀寫器之間的通訊采用國際通用的DES和RES保密交叉算法，具有極高的保密性能。： ： 106KB波特率： 同一時間可處理多張卡 ： 在100mm內(nèi)（與天線形狀有關）能方便、快速地傳遞數(shù)據(jù)重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計16■ 防沖突機制■ 每塊有16位CRC糾錯■ 每字節(jié)有奇偶校驗位■ 檢查位數(shù)■ 用編碼方式來區(qū)分“1”、“0”或無信息■ 信道監(jiān)測（通過協(xié)議順序和位流分析） ■防沖突機制■同一時間內(nèi)可處理多張卡，并且在處理卡片時，可防止突發(fā)的讀或?qū)懟蜃x寫中斷現(xiàn)象 ■動態(tài)讀寫當對某張卡片進行處理時，其它卡可進入或離開射頻區(qū)域 ■ 快速防沖突協(xié)議每增加一張卡對整個處理過程來說僅增加1ms ：PVC ：符合ISO10536標準：20℃至50℃（濕度為90%） ：無線方式傳遞數(shù)據(jù)和能量：采用高速的CMOS EEPROM工藝：一個芯片和一個簡單的線圈： （ISO／IEC DIS 97982） ，有32位■ 8K位EEPROM，無電池重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計17■ 分為16個扇區(qū)支持多種應用■ 每個扇區(qū)包括4塊■ 塊是最小的讀寫單位，每塊包含16個字節(jié)■ 每個扇區(qū)有自己的一組密碼■ 用戶可靈活地定義每一扇區(qū)的訪問條件■ 運算能力：加和減■ 數(shù)據(jù)保持10年■ 識別一張卡 3ms （包括復位應答和防沖突） ■ 讀一個塊 （不包括認證過程） （包括認證過程） ■ 寫一個塊＋讀控制12ms （不包括認證過程） 14ms （包括認證過程） 100ms （3）工作原理 卡片的電氣部分只由一個天線和ASIC（專用集成電路）組成，沒有其它外部器件。 天線：卡片的天線是只有幾組繞線的線圈，很適于封裝到ISO卡片中。 ASIC：卡片的ASIC由一個高速（106KB波特率）的RF接口，一個控制單元和一個8K位EEPROM組成。S50射頻卡的工作原理是：讀寫器向S50卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存，當所積累的電荷達到2V時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。六、保密性 S50射頻卡的保密性能很好是由于：讀寫前的三次確認、獨一無二的卡片序列號、傳遞數(shù)據(jù)加密、傳輸密碼和訪問密碼的保護。 卡片中的密碼是受保護、不重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計18可讀的，只有知道密碼的用戶才能修改它?？ㄖ蠩EPROM 存儲區(qū)分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)都有自己的訪問密碼，用戶可根據(jù)扇區(qū)的不同應用設定不同的密碼（一卡多用）。扇區(qū)的訪問密碼分為KEY A和KEY B兩組不同密碼，根據(jù)訪問條件，在校驗KEY A和KEY B之后才可以對存儲器進行訪問。例如：KEY A用于保護減操作，KEY B用于保護加操作。七、存儲區(qū) S50射頻卡的8K位EEPROM分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)由4塊組成，每塊有16個字節(jié)。存儲區(qū)的分區(qū)如圖 34 所示：圖 34 存儲分區(qū)每個扇區(qū)的塊3（即第四塊）包含了該扇區(qū)的密碼A（6個字節(jié)）、存取控制（4字節(jié)） 和密碼B（6字節(jié)），是一個特殊的塊，其余三塊是一般的數(shù)據(jù)塊。但是，扇區(qū)0的塊0是特殊的，它用于存放廠商的代碼，已經(jīng)固化，不可更改，被稱為＂塊0＂。 IC卡內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)本讀寫器支持 ISO14443 TYPE A 標準的 Mifare One 系列卡。Mifare One 卡的內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)分為 16 個扇區(qū)，從第 0 區(qū)到第 15 區(qū)，每個扇區(qū)有獨立的密碼和權(quán)限控制字，可作為獨立的電子錢包，每個扇區(qū)有 4 個塊，序號為第 0 塊、第 1 塊、第 2 塊、第 3 塊，每塊 16 個字節(jié)，第 3 塊是卡的密碼和權(quán)限控制字專用塊，禁止在此存放數(shù)據(jù)。第 0 塊、第 1 塊、第 2 塊可隨意存放數(shù)據(jù)。但第 0區(qū)的第 0 塊已被固化了 IC 卡出廠信息，此塊只能讀出信息，不可更改。每張卡重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計19都有一個全球統(tǒng)一的 4 個字節(jié)的序列號。許多公司銷售的讀卡模塊只有讀取卡序列號的功能，也能用于一般的考勤系統(tǒng)。但這類讀卡模塊該讀寫器有著本質(zhì)的不同，該讀寫器不僅能讀序列號，而且還有服務于 IC 卡所有用途的功能，比如選中卡、認證、讀卡、寫卡、改密碼、休眠卡能功能。（1）單片機串/UART/232 接口控制協(xié)議硬件接口提示圖 35 接口波特率參數(shù)為：19200，N，8，1讀 IC卡號表 31 讀 IC 卡號功能 僅讀取 IC 卡序列號，不需要發(fā)送(幀內(nèi)容)0xF0(命令字)例如：發(fā)送：尋不到卡時返回：尋到卡時返回：重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計200x08 尋不到卡0x09 有兩張以上卡片同時在感應區(qū)，發(fā)生沖突0x0a 無法選擇激活卡片返回(幀內(nèi)容，不包括幀長度和幀校檢碼)0x00b,卡號[0~3]卡片序列號已讀取集成讀卡表 32 集成讀卡功能 集成讀卡，可以一次性讀整個區(qū)的第 0 塊、第 1 塊、第 2 塊共 3 塊的信息，并且返回卡序列號。發(fā)送(幀內(nèi)容)0x78(命令字)，控制字,卡號序列號[0~3](4 個字節(jié))，區(qū)號，A/B 密碼,卡密碼[0~5](5 個字節(jié))。例如：發(fā)送：尋不到卡時返回：尋到卡時返回：重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計21控制字:推薦使用方法如下：//先定義以下常量define BLOCK0_EN 0x01define BLOCK1_EN 0x02define BLOCK2_EN 0x04define NEEDSERIAL 0x08define EXTERNKEY 0x10舉例：//以下控制字含義：讀塊 0、塊 塊 2，僅讀指定序列號的卡，需要每次指定密碼控制字= BLOCK0_EN + BLOCK1_EN + BLOCK2_EN + NEEDSERIAL+ EXTERNKEY //以下控制字含義：讀塊 0、塊 2，可讀任意卡，需要每次指定密碼控制字= BLOCK0_EN + BLOCK2_EN + EXTERNKEY //以下控制字含義：讀塊 0、塊 2，可讀任意卡，啟用芯片內(nèi)部密碼控制字= BLOCK0_EN + BLOCK2_EN 卡號序列號：如果在控制字的 bit5 為 0 ，則 Serial 數(shù)組的內(nèi)容無需賦值，否則需要賦值以便使其尋找指定的卡號。區(qū)號指需要讀出的區(qū)號，則 015 中的某個數(shù)，一張卡有 16 個區(qū)，各重慶理工大學畢業(yè)論文 地下停車庫門禁系統(tǒng)的裝置設計22個區(qū)有單獨密碼，可獨立使用 A/B 密碼為 0 時以 B 密碼來認證，為非 0 時以 A 密碼來認證。剛出廠的卡以 A 密碼來認證。卡密碼出廠時為 6 個 0xFF0x08 尋不到卡0x09 有兩張以上卡片同時在感應區(qū)，發(fā)生沖突0x0a 無法選擇激活卡片0x0b,卡號[0~3]密碼裝載失敗，卡片序列號已知0x0c,卡號[0~3]密碼認證失敗，卡片序列號已知0x01,卡號