【正文】 卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在單一設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了指紋儀和 IC卡讀寫器的功能。扇區(qū) 0的塊 0是特殊的，是廠商代碼，已固化，不可改寫。如果扇區(qū)0塊 15 （ A 密碼 + 存取控制 + B 密碼 ）??塊 1塊 0塊 15 （ A 密碼 + 存取控制 + B 密碼 ）??塊 1塊 0塊 3 （ A 密碼 + 存取控制 + B 密碼 ）塊 2塊 1塊 0扇區(qū)39扇區(qū)32扇區(qū)31塊 3 （ A 密碼 + 存取控制 + B 密碼 ）塊 2塊 1塊 0 （ 廠商標(biāo)志代碼 ）圖 3 3 M ifar e 1 S 70 的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 19 設(shè)置不對(duì)，可能會(huì)導(dǎo)致不可以恢復(fù)的后果。用于存取控制的 4個(gè)字節(jié)控制著本扇區(qū)所有塊 (包括數(shù) 據(jù)塊和密碼塊 )的存取權(quán)限。 每個(gè)扇區(qū)的最后一個(gè)塊 ( 又稱區(qū)尾 )為密碼塊，其余塊則為數(shù)據(jù)塊。每個(gè)塊有 16個(gè)字節(jié) 。 Mifare1 S 70卡片的存儲(chǔ)容量為 4K字節(jié)，采用 EEPROM作為存儲(chǔ)介質(zhì)，整個(gè)結(jié)構(gòu)劃分為 40個(gè)扇區(qū) (Sector)，編為扇區(qū) 039。 在卡的認(rèn)證過程中， Mifare 1 S 70使用了三輪認(rèn)證技術(shù)，認(rèn)證過程是這樣進(jìn)行的 ： 非 接 觸 式卡 片 讀 寫器M i f a r e 1 卡 片（ A ） R B（ C ） （ D ） T O K E N B A（ B ） T O K E N A B（ E ） 圖 3 2 三 輪 認(rèn) 證 過 程 (A)環(huán) ： 由 Mifare1 卡片向讀卡器發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù) RB； (B)環(huán) ： 由 讀卡器收到 RB后向 Mifare1 卡片發(fā)送一個(gè)令牌數(shù)據(jù) TOKENAB，廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 18 其中包含了讀卡器發(fā)出的一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù) RA； (C)環(huán) ： Mifare1 卡片收到 TOKENA B后，對(duì) TOKENA B的加密的部分進(jìn)行解密，并校驗(yàn)第一次由 (A)環(huán)中 Mifare 1卡片發(fā)出去的隨機(jī)數(shù) RB是否與 (B)環(huán)中接收到的 TOKENA B中的 RB相一致 ； (D)環(huán) ： 如果 (C)環(huán)校驗(yàn)是正確的，則 Mifare1 卡片向讀卡器發(fā)送令牌TOKEN BA給讀卡器 ； (E)環(huán) ： 讀卡器收到令牌 TOKEN BA后，讀卡器將對(duì)令牌 TOKEN BA中的 RB(隨機(jī)數(shù) )進(jìn)行解密 ； 并校驗(yàn)第一次由 (B)環(huán)中讀卡器發(fā)出去的隨機(jī) 數(shù) RA是否與 (D)環(huán)中接收到的 TOKEN BA中的 RA相一致 ； 如果上述的每一個(gè)環(huán)都為“真”，都能正確通過驗(yàn)證，則整個(gè)的認(rèn)證過程將成功。 AccessControl模塊、 Controlamp。 POR(復(fù)位 )模塊主要是對(duì)卡片上的各個(gè)電路進(jìn)行上電復(fù)位，使各電路同步啟動(dòng)工作。 在 RF射頻接口電路中 ，主要包括有波形轉(zhuǎn)換模塊?？ㄆ系臄?shù)據(jù)讀寫可超過 10萬次以上，數(shù)據(jù)保存期可達(dá) 10年以上，且卡片抗靜電保護(hù)能力達(dá) 2KV以上。 Mifare 1 S 70卡與讀卡器通信使用握手式半雙工通信協(xié)議 ； 卡片上有高速的 CRC協(xié)處理器，符合 CCITT標(biāo)準(zhǔn)。 IC卡的工作頻率為 ，操作距離可達(dá) l00mm，與讀卡器的通信速率高達(dá) 106Kbit/s?？ㄆ蠠o源 (無任何電池 )，工作時(shí)的電源能量由讀卡器天線發(fā)送無線電載波信號(hào) 耦合 到卡片上的天線從而產(chǎn)生電能，一般可達(dá) 2V以上，供卡片內(nèi)部芯片工作。 Mifare 1 S70卡采用了先進(jìn)的芯片制造工藝制作。 從存儲(chǔ)容量、性價(jià)比以及系統(tǒng)的功能要求等方面綜合考慮，我們最終選擇了 Mifare 1 S70卡作為指紋模板的載體。其中 S50型容量為 1K字節(jié)， S70型容量為 4K字節(jié) 。 Mifare Light卡容量只有幾百字節(jié)，所以不予考慮。所以 IC卡的存儲(chǔ)容量最好在 1K字節(jié)以上。通常 寫入 IC卡中的指紋特征數(shù)據(jù)也稱模板，不同的指紋算法得到的模板大小也不盡相同，但是一般不會(huì)超過 1K字節(jié)大小。 Mifare 1 S70 卡 目前，以 Philips公司為首的基于 Type A標(biāo)準(zhǔn)的陣營(yíng)占領(lǐng)了非接觸 IC卡市場(chǎng)的 90%以上，而 Type B由于是從理論上升到標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，是一個(gè)新的技術(shù)規(guī)范，市場(chǎng)占有率很小，目前包括 ST和 Motorola都只是處于 展示推廣階段。 廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 16 Type A型卡在讀卡器上向卡傳送信號(hào)時(shí)，是通過 送信號(hào)，其采用方案為同步、改進(jìn)的 Miller編碼方式，通過 100%ASK傳送 ；當(dāng)卡向讀卡器傳送信號(hào)時(shí) ，則采用 Manchester編碼進(jìn)行調(diào)制。參照 ISO/IEC 1443標(biāo)準(zhǔn)，近 耦 合卡有兩種卡型 —— Type A型和 Type B型。 表 31非接觸式 IC卡、讀卡器及其相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 卡類型 讀卡器 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 讀寫距離 密 耦 合 (CICC) CCD ISOAEC 10536 緊靠 近 耦 合 (PICC) PCD ISO/IEC 1443 10cm 疏 耦 合 (VICC) VCD ISOJEC 15693 50cm 表中 ： CICC為 CloseCoupled ICC,PICC為 proximity ICC, VICC為 Vicinity ICC， ICC為集成電路卡 (Integrated Circuit Card), CD為 耦 合設(shè)備 (Coupling Device)，是讀卡器中發(fā)射電磁波的部分。因此，調(diào)制解調(diào)方式對(duì)通信的完成是非常的關(guān)鍵的，采用什么樣的調(diào)制解調(diào)方式直接影響到通信的可靠性和安全性。另一個(gè)方法就是提高射頻能量，以獲取足夠的電能保證卡上 IC芯片正常工作。 所以在功 耗參數(shù)上要求盡量的小，這樣射頻信號(hào)的能量才能滿足 IC卡的工作要求。 (3) 電源及電源功耗的設(shè)計(jì) ： 由于非接觸式 IC卡的工作能源是通過射頻收發(fā)電路由空間電磁波提供的。 (2) 防沖突機(jī)制 ： 如果在操作過程中同時(shí)出現(xiàn)多張卡，如何防止卡之間的數(shù)據(jù)干擾，保證讀 /寫卡操作的正確完成。作為安全性的廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 15 解決辦法之一，射頻信號(hào)傳輸?shù)氖峭ㄟ^加密處理的數(shù)據(jù)，必須有同樣的解密算法才能破解其中的信 息，并且在實(shí)現(xiàn)通信之前必須進(jìn)行讀卡器和卡的相互認(rèn)證才可繼續(xù)進(jìn)行通信。 (5) 后臺(tái)計(jì)算機(jī)根據(jù)卡號(hào)的合法性，針對(duì)不同應(yīng)用做出相應(yīng)的處理和控制。 (3) 存取控制模塊將存儲(chǔ)器中的信息調(diào)制到載波上，經(jīng)卡上天線回送給讀卡器。 非接觸式 IC卡的工作過程如下 ： (1) 讀卡器將載波信號(hào)經(jīng)天線向外發(fā)送。讀卡器由發(fā)射器、接收器、解調(diào)器、天線等組 成。 后臺(tái)計(jì)算機(jī)解 碼 器發(fā) 射 器接 收 器解 調(diào) 器載 波 信 號(hào)片 內(nèi) 電 源控 制 器 讀 卡 器I C 卡E E P R O M存 取 控 制射 頻 接 口時(shí) 鐘 復(fù) 位數(shù) 據(jù)載 波數(shù) 據(jù)圖 3 1 非 接 觸 式 I C 卡 系 統(tǒng) 原 理 框 圖 非接觸式 IC卡由天線和芯片模塊組成。系統(tǒng)中的 IC卡相當(dāng)于應(yīng)答器。應(yīng)答器是射頻識(shí)別技術(shù)的關(guān)鍵。尋呼器接收應(yīng)答信息，進(jìn)行進(jìn)一步處理。其中尋呼器 的主要組成部分是無線收發(fā)器、處理機(jī)和天線等。它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和 IC卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無電源和無接觸這兩個(gè)難題，是電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的一大突破。可見，非接觸式 IC卡不僅代表著 IC卡技術(shù)發(fā)展多年的結(jié)晶，也象征著 IC卡的應(yīng)用又提高到一個(gè)新的階段。 非接觸式 IC卡與傳統(tǒng)的接觸式 IC卡相比，它在繼承了接觸式 IC卡的優(yōu)點(diǎn)(如大容量、高安全性等 )的同時(shí)，又克服了接觸式 IC卡所無法避免的缺點(diǎn)，如讀寫故障率高，由于觸點(diǎn)外露而導(dǎo)致的污染、損傷、磨損、靜電以及不方便的插卡讀寫過程等。 非接觸式 IC卡的集成電路不向外引出觸點(diǎn)，通過線圈射頻感應(yīng)從讀卡器獲取能量和交換數(shù)據(jù)，因而又稱這種 IC卡為感應(yīng)式卡或射頻 (RF)卡 。按照卡與外界的數(shù)據(jù)傳送形式來分， IC卡可分為接觸式和非接觸式兩種。 IC卡可以按照多種方法進(jìn)行分類，按照卡中所鑲嵌的集成電路的不同，IC卡可以分為存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡和 CPU卡。 IC卡的概念是廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 13 20世紀(jì) 70年代初提出來的，法國(guó)布爾 (BULL)公司于 1976年首先創(chuàng)造出 IC卡產(chǎn)品，并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到金融、交通、醫(yī)療、保險(xiǎn)等多個(gè)行業(yè)，它是將微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，提 高了人們生活和工作的現(xiàn)代化程度。 非接觸式 IC卡 技術(shù) IC 卡技術(shù)簡(jiǎn)介 IC卡是集成電路卡的英文名稱，即 Integrated CircuitCard的縮寫。 采用這種技術(shù)，可以將人的身份和其指紋嚴(yán)格對(duì)應(yīng)起來 。 迄今為止，最為人們所關(guān)注、最為成熟的生物識(shí)別技術(shù)就是指紋識(shí)別。 基于以上特點(diǎn)，生物識(shí)別技術(shù)具有傳統(tǒng)的身份鑒定手段無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 ： 每個(gè)人都具有這種特征。 ： 每個(gè)人擁有的生物特征各不相同。 與傳統(tǒng)身份鑒定相比，生物識(shí)別技術(shù)具有以下特點(diǎn) ： ： 生物特征是人體固有的特征，與人體是唯一綁定的，具有隨身性。 人們已經(jīng)發(fā)展了手形識(shí)別、指紋識(shí)別、面部識(shí)別、發(fā)音識(shí)別、虹膜識(shí)別、簽名識(shí)別等多種生物識(shí)別技術(shù)。顯然，相對(duì)于傳統(tǒng)的身份證、密碼等，生物特征“隨身攜帶”，不存在遺失、遺忘的問題，更難于用窮舉法和智能方法破解。身體特征包括 ： 指紋、掌型、視網(wǎng)膜、虹膜、人體氣味、臉型、手的血管和 DNA等 ； 行為特征包括 ： 簽名、語音、行走步態(tài)等。 生物識(shí) 別 技術(shù) (Biemo tricIdentificationTechnology)是利用人 體生物 特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。 因此， 傳統(tǒng)身份識(shí)別技術(shù) 己不能滿足許多行業(yè) (如政府管理部門、電信、金融、商業(yè)等 )對(duì)身份識(shí)別技術(shù)的要求 。特定知識(shí)則存在記憶上的問題。 廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 11 第三章 旅客身份認(rèn)證 身份識(shí)別技術(shù)概述 傳統(tǒng)身份 識(shí)別 技術(shù)是指基于特定持有物 (如 ： 身份證 )和基于特定知識(shí)(如 ： 密碼 )進(jìn)行身份鑒定的一種技術(shù)，其應(yīng)用如 ： 人們通過信用卡和密碼可以實(shí)現(xiàn)在 ATM機(jī)上取款。 8 路 模 擬開 關(guān)地 址 鎖存 及 譯碼時(shí) 序 與 控 制電 阻 網(wǎng) 絡(luò)樹 狀 開 關(guān)逐 位 逼 近 寄 存 器S A R比 較 器三 態(tài) 輸出 鎖 存器I N 7I N 0D 7D 0S T A R T E O C C L KV R E F ( + )V R E F ( )A / DO EA D D CA D D BA D D AA L E圖 26 ADC0809型芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) 廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 10 ADC0809是 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有八路模擬開關(guān)，可對(duì)八路模擬電壓量實(shí)現(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度為 100us（即 10千次 /秒 ） 。 L P C 2 2 1 0 A R M檢 測(cè) 通 道L E D 點(diǎn) 陣A t m e g a 1 2 8蜂 鳴 器L C D 顯 示電 機(jī)傳 送 皮 帶圖 2 5 系 統(tǒng) 控 制 結(jié) 構(gòu) 圖 由于采集到的信息是連續(xù)變化的模擬量，不能被單片機(jī)直接處理，所以必須把這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能夠輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，這里選用了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的 ADC0809型 A/D轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 整個(gè)系統(tǒng)上電后開始運(yùn)行，光電開關(guān)檢測(cè)被測(cè)產(chǎn)品是否到達(dá)被測(cè)區(qū)域入廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 飛機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng) 9 口 ,確定后啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)電壓進(jìn)行采 樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) ， 同時(shí)數(shù)據(jù)送給 微處理器 處理判斷是否超出預(yù)定電壓值， 由 此判斷是否含有 金屬 ，使自動(dòng)報(bào)瞥顯示電路立即動(dòng)作，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)點(diǎn)亮 相 應(yīng)的 LED燈數(shù)，液晶顯示系統(tǒng)狀態(tài)為“停止” 。 ，可以方便地參看和修改參數(shù)，調(diào)節(jié)相應(yīng)的檢測(cè)靈敏