非接触式IC卡的工作原理与技术(ppt 97页)

包（公交收费、食堂收费、高速公路收费、停车
场收费）、身份认证等场合，接触式IC卡越来越
明显的暴露出其弊端：
•容易磨损 •操作速度慢 •使用不方便
什么是非接触式IC卡？ Contactless ICC
非接触式IC卡是在卡中敷设天线，利用天线的接 收发射，与读写器的天线交换信号，实现一种无 线通讯，非接触式IC卡又被称为射频卡（RFC— —Radio Frequency Card），简称RF卡，非接触 式 IC 卡 系 统 被 称 为 射 频 识 别 系 统 （ RFID—— Radio Frequency Identification）。
现阶段ISO/IEC 14443（草案）主要有两个体系并存： ISO/IEC14443-Type A、ISO/IEC14443-TypeB。
➢ TypeA：以PHILIPS公司为代表，包括SIEMENS、 HITACHI、GEMPLUS、G&D和Schlumberger等公司
➢ TypeB：以ST（意法半导体）、MOTOROLA、 ATMEL、韩国SAMSUNG和日本的NEC等公司为代 表。
ISO/IEC18000国际标准
18000-1：物理层 18000-2：低于135KHz通信的空中接口的参数； 18000-3：在13.56MHz通信的空中接口的参数； 18000-4：在2.45GHz通信的空中接口的参数； 18000-5：5.8GHz通信的空中接口的参数； 18000-6：860-960MHz通信的空中接口的参数； 18000-7：433MHz通信的空中接口的参数；
非接触式IC卡技术
电子与信息工程学院
提纲
非接触式IC卡概述
• 系统构成/分类/国际标准
非接触式IC卡工作原理
• 能量传递/信息传递/防冲突
非接触式IC卡芯片技术
• MIFARE 1
非接触式IC卡接口技术
• MIFARE 1
为什么要使用非接触式IC卡?
在频繁操作的场合，如门禁、考勤、小额电子钱
目前13.56MHz的产品主要包括：
ISO14443TypeA卡——Mifare 1 S50卡、Ultra Light卡 LEGIC Type A 卡、上海公交卡即华虹IC卡、复旦微电子 Type A 卡
ISO14443TypeB卡——ATMEL RF020
ISO15693（电子标签）卡——PHILIPS I-Code2、TI Tag-it标签
注释：ICC——集成电路卡 CICC——Close-Coupled ICC，紧密（密耦合）卡； PICC——Proximity ICC，称为接近（近耦合）卡； VICC——Vicinity ICC，称为邻近（疏耦合）卡。 CD ——Coupling Device，是读写器中发射电磁波的部分
ISO/IEC14443国际标准
EM ID厚卡
EM ID薄卡
PHILIPS MIFARE 1卡
TI （德州仪器） Tag-it电子标签
手表卡与钥匙扣卡
不同频段射频卡的特点
特点 工作频率 数据传输 读写距离 读写区域
频段
速率
低频 125~134K
慢
适中(<1m) 较为均匀
Hz
高频 13.56MHz 较快 适中(<1m) 较为均匀
I-CODE（电子标签）卡—— PHILIPS I-Code、上海贝岭 BL75R02
SONY Felica卡——香港八达通、深圳通
中国二代身份证
目前125KHz的产品主要包括：
技术指标 EM 4100/4102标准卡
4001感应式ID厚卡
8803感应式ID厚卡
IC 卡 CICC PICC VICC
读写器 CCD PCD VCD
国际标准 ISO/IEC10536 ISO/IEC14443 ISO/IEC15693
读写距离 密耦合（0~1cm） 近耦合（7~10cm） 疏耦合（<1m）
工作频率 0~30MHz <135kHz,6.75MHz,13.56MHz, 27.125MHz
非接触式IC卡的特点
可靠性高、寿命长。
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。非接触式ID卡表面无裸露的芯 片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲、损坏等问题， 既便于卡片的印刷，又提高了卡片使用的可靠性。
操作快捷便利。 动态处理。 成本较高。
非接触式IC卡的分类
超高频 860~960M 快 Hz
远(<10m) 很难定义
非接触式IC卡的国际标准
标准组织
阵营
频段
技术规范
EPCglobal
全球产品电子代码 管理中心
ISO/IEC
国际标准组织/国 际电工委员会
UID
泛在技术核心组织
欧美企业
沃尔玛、思科、敦 豪快递、麦德龙和 吉列等
全球非盈利 工业标准组 织
日本电子厂 商、IT企业
按片内IC：存储卡、逻辑加密卡、CPU卡 按工作距离：密耦合卡、近耦合和疏耦合卡 按工作频率的高低 ：125kHz的低频卡（30
kHz ~300 kHz），13.56MHz的高频或射频卡 （3MHz~30 MHz），915MHz、2.45GHz的超 高频卡（300MHz ~3GHz）、5.8GHz的微波 卡（>3GHz）。 按卡内芯片供电方式：卡内带电池的有源卡和 卡内无电池、由读写器以无线感应方式供电的 无源卡 按使用过程中的读写方式：只读卡（ID卡）和 读写卡 （带EEPROM）
非接触式IC卡系统构成
非接触式IC卡：数据载体，应答器
非接触式IC卡读写器：卡接口设备，阅读器， 寻呼器
数据
非接触式IC卡 读写器
Biblioteka Baidu
时序 能量
非接触式IC卡
耦合元件 （线圈、微波天线）
非接触式IC卡的基本构成
非接触式IC 卡：芯片+天线+卡基
耦合元件
芯片
外壳
非接触式IC卡读写器的构成
高频模块（发送器和接收器）、 控制单元 耦合元件（天线）
UHF(860960 MHz ) 多个频段
2.45GHz和 13.56MHz
电子产品代码(EPC)、 电子标签规范和互操 作性、识读器-电子标 签通信协议、中间件 软件系统接口等
识别卡与身份识别
ISO/IEC14443 自动识别 ISO/IEC15693
ISO/IEC18000
电子标签超微芯片
部分规格