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非接触式IC卡和ID卡简介   

2008-03-09 13:42:47|  分类: 一卡通系统 |  标签: |举报 |字号 订阅

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非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片、感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分。

一、非接触式IC卡

非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片、感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破.卡片在一定距离范围 (通常为5—10mm)靠近读写器表面,通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。

1. 非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡,当读写器对卡进行读写操作是,读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号,指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等,并返回信号给读写器,完成一次读写操作。读写器则一般由单片机,专用智能模块和天线组成,并配有与PC的通讯接口,打印口,I/O口等,以便应用于不同的领域。

2. 非接触性智能卡内部分区

  • 非接触性智能卡内部分为两部分:系统区(CDF)用户区(ADF)
  • 系统区:由卡片制造商和系统开发商及发卡机构使用。
  • 用户区:用于存放持卡人的有关数据信息。

3. 与接触式IC卡相比较,非接触式卡具有以下优点: 

  • 可靠性高:非接触式IC卡与读写器之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如:由于粗暴插卡,非卡外物插入,灰尘或油污导致接触不良造成的故障。 此外,非接触式卡表面无裸露芯片,无须担心芯片脱落,静电击穿,弯曲损坏等问题,既便于卡片印刷,又提高了卡片的使用可靠性。 
  • 操作方便:由于非接触通讯,读写器在10CM范围内就可以对卡片操作,所以不必插拨卡,非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性,卡片可以在任意方向掠过读写器表面,既可完成操作,这大大提高了每次使用的速度。 
  • 防冲突:非接触式卡中有快速防冲突机制,能防止卡片之间出现数据干扰,因此,读写器可以“同时”处理多张非接触式IC卡。这提高了应用的并行性,,无形中提高系统工作速度。
  • 可以适合于多种应用:非接触式卡的序列号是唯一的,制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化,不可再更改。非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制,即读写器验证IC卡的合法性,同时IC卡也验证读写器的合法性。 非接触式卡在处理前要与读写器之间进行三次相互认证,而且在通讯过程中所有的数据都加密。此外,卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。 接触式卡的存储器结构特点使它一卡多用,能运用于不同系统,用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。 
  • 加密性能好:非接触式IC卡由IC芯片, 感应天线组成, 并完全密封在一个标准PVC卡片中, 无外露部分。非接触式IC卡的读写过程, 通常由非接触型IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。
  • 非接触型IC卡本身是无源体, 当读写器对卡进行读写操作时, 读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与其本身的L/C产生谐振, 产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号,指挥芯片完成数据、修改、存储等,并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统, 无论是硬件结构, 还是操作过程都得到了很大的简化,同时借助于先进的管理软件,可脱机的操作方式, 都使数据读写过程更为简单。

二、非接触式ID卡

ID卡介绍

ID卡即为THRC12/13只读式非接触IC卡,它靠读卡器感应供电并读出存储在芯片EEPROM中的唯一卡号,卡号在封卡前一次写入,封卡后不能更改。无源和免接触是该芯片两个最突出的特点,射频接口电路是关键的核心技术,它从读卡器接收射频能量,为芯片产生电源和时钟,并采用相移键控和加载调幅等技术实现卡与读卡器间的无线通讯。非接触式ID卡具有操作方便、快捷、可靠等突出优点,获得了广泛应用。

1、ID卡主要特点 

  • 载波频率为125KHZ(THRC12)或13.56MHZ(THRC13); 
  • 卡向读卡器传送数据的调制方式为加载调幅; 
  • 卡内数据编码采用抗干扰能力强的BPSK相移键控方式; 
  • 卡向读卡器数据传送速率为3.9kbps(THRC12)或6.62kbps(THRC13); 
  • 数据存储采用EEPROM,数据保存时间超过10年; 
  • 数据存储容量共64位,包括制造商、发行商和用户代码; 
  • 卡号在封卡前写入后不可再更改,绝对确保卡号的唯一性和安全性; 
  • T HRC13芯片除封装成标准卡片形状外,还可根据应用需要封装成筹码等多种形状。

2、ID卡工作原理

系统由卡、读卡器和后台控制器组成。工作过程如下: 

  • 读卡器将载波信号经天线向外发送; 
  • 卡进入读卡器的工作区域后,由卡中电感线圈和电容组成的谐振回路接收读卡器发射的载波信号,卡中芯片的射频接口模块由此信号产生出电源电压、复位信号及系统时钟,使芯片“激活”; 
  • 芯片读取控制模块将存储器中的数据经调相编码后调制在载波上,经卡内天线回送给读卡器; 
  • 读卡器对接收到的卡回送信号进行解调、解码后送至后台计算机;
  • 后台计算机根据卡号的合法性,针对不同应用做出相应的处理和控制。

3、ID卡应用范围

与接触式IC卡相比,非接触式ID卡无需插拔卡,避免了由于机械接触不良导致的各种故障,因而具有操作方便、快捷、可靠、寿命长等突出优点,特别适用于人流量大的场合。THRC12/13非接触式ID卡主要可应用于身份识别和寻址控制,如门禁、保安、考勤等领域,也可扩展应用到展览会、公园、旅店、餐厅等公共场所的门票、优惠卡等。以及生产过程、邮政包裹、航空铁路运输、产品包装、交通等部门的物流、电子标签、防伪标志、一次性票证等众多领域。虽然它仅是一种只读卡,但利用后台计算机控制管理,即使是涉及收费管理的问题也可以在一定范围应用,如食堂就餐收费管理等。针对具体应用,可将持卡人的个人资料送入后台计算机,建立数据库并配置应用软件,使用时通过读卡器将读到的卡号送至后台计算机,从数据库中调出持卡人的个人资料,而后根据具体应进行操作,因而应用范围极其广阔。

非接触感应卡主要芯片包括: Mifare 1 S50、Mifare 1 S70、Mifare Ultra Light IC U1、legic、I•CODE 1、 I•CODE 2、Hitag1、Hitag 2、Inside 2K、Inside 16K、Temic e5551、Atmel T5557、88RF256-12、TK4100、μEM EM4100、EM 4102、EM4069、EM4150;ST SR176、SRIX4K、Tag-it HF-I、Tag-it TH-CB1A等。
以下是常用的非接触产品相关参数:

芯片

Philips Mifare 1 S50

存储容量

8Kbit16个分区,每分区两组密码

工作频率

13.56MHZ

通讯速度

106Kboud

读写距离

2.5~10cm

读写时间

1-2ms

工作温度

-20~85°C

擦写次数

100000

数据保存

10

规格

0.87×85.5×54 非标卡

封装材料

PVCPET0.13铜钱

封装工艺

超声波自动植线/自动碰焊

制作标准

ISO/IEC 14443ISO/IEC 10536


 

 

 

 

 

 

 

 

以下是常用的非接触产品相关参数:

应用范围:企业/校园一卡通、公交储值卡、高速公路收费、停车场、小区管理等

非接触式射频卡芯片FM11RF08。

FM11RF08芯片是由复旦微电子股份有限公司设计的非接触式射频卡芯片,采用0.6微米CMOS EEPROM工艺,具有逻辑处理功能的多用途非接触式射频卡芯片,内含加密控制和通讯逻辑电路,具有极高的保密性能,适用于各类计费系统的支付卡的应用

芯片

FM11RF08

存储容量

1024*8bit EEPROM存储单元 具有安全保护结构的16个独立扇区,支持多种应用,每个扇区都可拥有两套独立的密钥

工作频率

13.56MHZ

通讯波特率

106Kboud

读写距离

2.5~10CM

工作温度

-20~85°C

擦写次数

100000

数据保存

10

规格

0.87×85.5×54 非标卡

封装材料

PVCPET0.13铜钱

封装工艺

超声波自动植线/自动碰焊

制作标准

ISO/IEC 14443

算术功能

进行加减运算

其它

对存储单元的访问权限可由用户根据自身的要求灵活定义

数据处理时间

识别一张卡:3ms(包括复位应答和防冲突)

读一个块:2.5ms(不包括认证过程)

写一个块+读操作:12ms(不包括认证过程)14MS(包括认证过程)

典型交易过程<100MS

应用范围:企业/校园一卡通、公交储值卡、高速公路收费、停车 场、小区管理等

Temic e5551感应式IC卡

芯片

Temic e5551

存储容量

264bits 320bits8分区,8位密码

工作频率

125KHZ

读写距离

3~10CM

擦写次数

大于100000

数据保存

10

规格

ISO标准卡85.5×54×0.80mm

厚卡85.6×54×1.80mm

封装材料

PVC. ABS

应用范围:感应式智能门锁、企业一卡通系统、门禁、通道系统等。

ATMEL T5557

芯片

Atmel T5557

存储容量

330bits10分区,8位密码

工作频率

125KHZ

读写距离

3-10cm

擦写次数

大于100,000

数据保存

10

规格

ISO标准卡85.5×54×0.80mm

厚卡85.6×54×1.80mm

封装材料

PVC. ABS

应用范围:感应式智能门锁、企业一卡通系统、门禁、通道系统等。

EM4100/4102只读感应卡ID

芯片

EM瑞士微电 EM4102Water

工作频率

125KHZ

读写距离

2~15厘米

擦写次数

大于100,000

数据保存

10

规格

ISO标准卡85.5×54×0.80mm

厚卡85.6×54×1.80mm

多种异形卡

封装材料

PVCABS

典型应用:身份识别、考勤系统、门禁系统、财物标识等

编辑整理:张新房

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