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IC卡和RFID标签简介

2010-6-3

IC卡和RFID标签简介

△ IC卡定义
    IC
卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的简称,是镶嵌集成电路芯片的塑料卡片,其外形和尺寸都遵循国际标准(ISO)。芯片一般采用不易挥发性的存储器(ROMEEPROM)、保护逻辑电路、甚至带微处理器CPU。带有CPUIC卡才是真正的智能卡。

△ IC卡的分类
   
按照嵌入集成电路芯片的形式和芯片类型的不同IC卡大致可分为:
非加密存储器卡:
    卡内的集成电路芯片主要是EEPROM,具有数据存储功能,不具有数据处理功能和硬件加密功能。
逻辑加密存储器卡:
   在非加密存储器卡的基础上增加了加密逻辑电路,加密逻辑电路通过校验密码方式来保护卡内的数据对于外部访问是否开放,但只是低层次的安全保护,无法防范恶意性的攻击。
→CPU卡:
   也称智能卡,卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元(包括随机存储器RAM、程序存储器ROMFLASH)、用户数据存储器EEPROM)以及芯片操作系统COS。装有COSCPU卡相当于一台微型计算机,不仅具有数据存储功能,同时具有命令处理和数据安全保护等功能。

△IC卡的特点:
(1).体积小而且轻,非常便于携带。
(2).
存储容量大:CPU卡含微处理器,存储器可分成若干应用区,便于一卡多用,方便保管。
(3).
可靠性高:IC卡防磁、防静电、抗干扰能力强,可靠性比磁卡高。
(4).
使用寿命长:信息可读写十万次,使用寿命长。
(5).
保密性强、安全性高: IC卡本身具有硬件安全策略,可以控制IC卡内某些区的读写特性,如果试图解密则这些区自锁,即不可进行读写操作。IC卡内的信息加密后不可复制,密码核对错误,卡本身有自毁功能,所以IC卡中数据绝对安全可靠。到目前为止,全世界发行的上亿张的IC卡片中还未发现一张假卡出现。
(6).
网络要求不高: IC卡的绝对安全可靠性使其在应用中对计算机网络的实时性、敏感性要求低,可以在网络质量不高的环境中或在不联机的情况下应用。
(7). IC
卡的读写机构比磁卡的读写机构简单,可靠,造价便宜,容易推广,维护简单。

△ IC卡国际标准
ISO 7816
1987 识别卡 带触点的集成电路卡
ISO 78161 1部分:物理特性, 规定了卡的物理特性,包括尺寸(同ISO 7810)。
ISO 78162 2部分:触点的尺寸和位置
   
规定了各触点的尺寸、位置和功能,每个触点应有一个不小于2.0mmX1.7mm的矩形表面区,各触点间相互隔离,但未规定触点的形状和最大尺寸,故IC卡模块表面形状有各种各样,但各触点的有效接触面积和位置是固定的。IC卡有8个触点,目前一般用到6个,另2个触点留作将来使用。
ISO 7816―3 3部分:电信号和传输协议
   
规定了电源及信号结构,以及IC卡和读写器之间的信息交换、通讯协议。CPU卡读写器根据此标准开发。
ISO 7816―4 4部分:行业间交换用命令
   
规定了读写器与卡之间传送的命令和应答信息内容、卡中的文件、数据结构及其访问方法等。CPU卡读写器和CPU卡操作系统COS按此标准开发。

△ ISO 7816―5智能(CPU)卡


非接触IC
    非接触式IC卡有很多种,PHILIPS M1ML卡符合MIFARE STANDARD标准ISO14443,ISO10536ISO7816标准,目前MIFARE系列卡占世界非接触卡80%的市场,很适宜应用于电子钱包、高速公路收费系统和公共汽车自动售票系统等应用。M1ML均是逻辑加密卡。非接触卡国际标准分TYPE ATYPE B两种,MIFARE卡符合ISO-14443--TYPE A标准,TYPE A标准是先有卡,后有标准;以MOTOROLA为首的一些芯片厂家又制定出ISO-14443--TYPE B标准,然后根据TYPE B标准去研制卡芯片,目前TYPE B标准的卡还没有大规模应用,TYPE B标准的卡主要是非接触CPU卡。TYPE A也有CPU 卡,如MIFAREMIFARE PRO

△ IC主要型号

 

Iso7816

本规范定义了ID-1型带触点集成卡技术要求

ISO10374 ISO10374

ISO 10374 ISO 10374标准说明了基于微波应答器的集装箱自动识别系统。应答器为有源设备,工作频率为850MHz950Mhz2.4GHz2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz20kHz之间被调制。 此标准和ISO 6346共同应用于集装箱的识别,ISO 6346规定了光学识别,ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。

低频卡

工作频率:125KHz64位,8字节。

像μEM瑞士微電em4100em4102,台湾 GK公司,台湾4100 cob 标准卡。

ISO11784  ISO11785

ISO11784标准ISO 11785工作频率:134.2KHz 应用动物识别ISO 1178411785分别规定了动物识别的代码结构和技术准则,标准中没有对应答器样式尺寸加以规定,因此可以设计成适合于所涉及的动物的各种形式,如玻璃管状、耳标或项圈等。技术准则规定了应答器的数据传输方法和阅读器规范。工作频率为134.2KHz,数据传输方式有全双工和半双工两种,阅读器数据以差分双相代码表示。应答器采用FSK调制,NRZ编码。 由于存在较长的应答器充电时间和工作频率的限制,通信速率较低。

 

ISO 10536

ISO 10536标准主要发展于19921995年间,由于这种卡的成本高,与接触式IC卡相比优点很少,因此这种卡从未在市场上销售。

Iso14443

Iso14443工作频率:13.56MHz±7KHz ISO14443定义了TYPE ATYPE B两种类型协议。通信速率为106kbits/s,它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。读写距离稍近,但应用较广泛,从PCDPICC传送信号时,TYPE A采用改进的Miller编码方式,调制深度为100%ASK信号;TYPE B则采用NRZ编码方式,调制深度为10%ASK信号。ISO14443 A teypA一般用于公交卡和小额储值卡。ISO14443 B typeB的加密技术高,一般用于身份证、护照、银联卡等,目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B协议。

Mifare one/S50系列(ISO14443 TYPEA),

ISO/IEC 15693

ISO/IEC 15693标准工作频率:13.56MHz±7KHz调制方式:脉冲位置调制VCDVICC全部都用ASK调制原理,调制深度为10%100%VICC必须对两种调制深度正确解码。 ISO15693读写距离较远,当然这也与应用系统的天线形状和发射功率有关。它与ISO 18000-3兼容。

1 符合ISO/IEC 15693标准的信号接口部分的性能如下:

1.1 工作频率  工作频率为13.56MKz±7KHz

1.2 工作场强  工作场的最小值为0.15A/m,最大场为

1.3 调制  用2种幅值调制方式,即10%和100%调制方式。阅读器应能确定用哪种方式。

1.3.1 100%幅值调制(图略)

1.3.2 10%的幅值调制(图略)

1.4 数据编码数据编码采用脉冲位置调制。两种数据编码模式:2561模式和41模式。

1.5 数率:有高和低两种数率。

2 符合ISO/IEC 15693标准的防冲突和传输协议

2.1 数据元数2.1.1 UID 唯一标识符64位的唯一标识符,在防冲突环和阅读器与应答器之间一对一的交换过程中用来标识唯一的应答器。2.1.2 AFI 应用标识AFI表示由阅读器锁定的应用类型。仅选取符合应用类型的应答器。

2.1.3 DSFID 数据存储格式标识DSFID指明了应答器存储的数据结构。

2.1.4 CRC 循环冗余校验码初始信息为‘FFFF’。

2.2 存储组织最多有256个块;最大块的尺寸为256bits;最大的存储容量为64Kbits

2.3 应答器的状态Power off状态:没有被阅读器激活的请况下处于power off状态。Ready 状态:被激活后,选择标识符没设立时,处理任何的请求。Quit状态:寻卡标识设置,但选择标识设置时,在这种状态下处理任何请求。Select状态:仅处理选择标识符设置的请求。

2.4 应答器的状态图(略)

2.5 防冲突防冲突序列的目的是使用唯一标识UID来确定工作场中的唯一的应答器。阅读器通过设置槽数目标识来确定防冲突。掩码的长度是掩码值的信号位的长度,当使用16槽时,为060之间的值;当使用1槽时,为064之间的任何值。

2.6 指令

2.6.1 指令类型共有四种指令类型:强制性的、可选的、自定义的和专用的。

2.6.2指令代码

ISO18000系列

ISO18000-1 第一部分 标准的参数定义

ISO18000-2 第二部分  通讯接口125khz134.2khz应用动物识别

ISO18000-3 第三部分 13.56MHz频率通讯接口参数

ISO18000-4 第四部分 通讯接口参数

ISO18000-5 第五部分

ISO18000-6 第六部分 860-930MHz频率通讯接口参数。

其中ISO 18000-6基本上是整合了一些现有RFID厂商的产品规格和EAN-UCC所提出的标签架构要求而订出的规范。它只规定了空气接口协议,对数据内容和数据结构无限制,因此可用于EPC180006A标准英国大不列颠科技集团(BTG)提出,特点是存储容量大,抗冲突能力弱,指令类型多180006B标准 美国Intermec科技公司(Intermec Technologies)提出,特点是存储容量小,抗冲突能力强,指令简单ISO18000-7 第七部分 433MHz频率通讯接口参数

Iso18092

EPC标准

EPC Global规定用于EPC的载波频率为13.56MHz860MHz930MHz两个频段

Class 0  (Read-Only) 0类设计使用较宽的频谱(46MHz),限制了其在欧洲5MHz应用 美国Matrics公司(近期被美国Symbol科技公司收购)提出Class 1  (R/W) 1类器件在扫描范围和吞吐量方面受到限制(扫描范围不足3英尺、读取速度只有每秒12个标签)Alien Technology 公司提出

UHF Generation 2 (R/W) 简称GEN2

附图

 

EAS电子物品防盗系统

Electronic Article Surveillance

RFID射频识别系统 (Radio Frequency Identification

   

LF低频

HF高频

UHF

125KHz 134.2KHz

13.56MHz

915 MHz特高频

2.45/5 GHz超高频

1.μEM瑞士微電

em4100em4102

2.台湾 GK公司

  3. 台湾4100 cob

1.Mifare one 1k字节存储区逻辑卡

2.Mifare desfire 4卡字节存储区cpu

1.      飞利浦UCODE系列

2.      TI公司ti-Rfid系列

3.     Alien 公司

1.     日本日立μ-chip

 

Iso11784-11785

 

Iso14443

,

Iso15693

 Iso18000-6b 64ID存储区可达2k

Epc class 1 gen 1/2

用户区96位,工厂预写区32位(ti

μ-chip 是只读型

以其应用的检测信号方式来区分,大致可分为无线电系统(RF)、电磁波系统(EM)、微波系统、分频系统、智慧型系统和声磁系统(DR)

EM只读标签

俗称ID

读写标签

读写标签

只读型

超市系统

AM-58KkHz

RF-8.2MHz

门禁系统

门禁系统、公交车系统

第一,可以识别单个的非常具体的物体,而不是像条形码那样只能识别一类物体;第二,其采用无线电射频,可以透过外部材料读取数据,而条形码必须靠激光来读取信息;第三,可以同时对多个物体进行识读,而条形码只能一个一个地读。此外,储存的信息量也非常大。

可应用于物流配送管理、电子分拣、物品追溯、防伪等等

 

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