非接触IC卡性能介绍

非接触IC卡

一、非接触IC卡性能介绍

概述

非接触IC卡又称射频卡，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识别技术与IC卡技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。

与接触式IC卡和磁卡相比较，非接触式卡具有以下优点：

1.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。例如粗暴插卡，非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外，非接触式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，既便于卡的印刷，又提高了卡片使用可靠性。

非接触IC卡的数据保存长达10年，可写100,000次，读无限次。

2．操作方便、快捷

由于非接触通讯，读写器在10cm范围内就可以对卡片操作，所以不必插拔卡，非常方便用户使用。

非接触卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面，即可完成操作，这大大提高了每次使用速度。据调查显示，相对接触IC卡而言，非接触卡在票据处理上的时间可缩短1/10至1/3。这意味着高通过率,是公交运营不可缺的因素。系统应用者得益处是读写器结构简单，可以减少维护并加强对破坏的抵抗力（如口香糖堵塞卡片插入口），可为收费系统提供更多的灵活性并减少了纸票的用量。

3．防冲突（自动分辨功能）

目前很多非接触式智能卡系统都无法解决此问题，一些公司产品出现的问题是：当超过一张卡同时出现在操作区时，就会出现误读现象，且可能每次出现的情况都不同。另一些公司系统出现的问题是：当第一张卡没有离开操作区而另一张卡进入时，则再扣取第一张卡。

经过专门设计的MIFARE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。当多张卡同时进入操作区时，读写机会提示只能一张卡进入，当第一张卡完成操作未离开操作区而另一张卡进入时，则这张卡不会对之前的卡片有影响。读写机也不会与后来的卡片交易，直至第一张卡离开读写区为止。因此，读写器可以同时处理多张非接触IC卡，这提高应用的并行性，无形中提高了系统工作速度。

4．可适用于多种应用（一卡多用）

非接触卡的存储结构特点使它一卡多用，能应用于不同的系统。用户可根据不同的应用决定不同的密码和访问条件。

非接触IC卡有8K位EEPROM，无电池。分为16扇区，每个扇区包括4块，块是最小的读写单位，每块包含16个字节。

5．加密性能好、安全性高

非接触IC卡的序列号是世界唯一的，有32位。制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再更改，因此使复制成为不可能。

非接触IC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IC卡在处理前要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密以防止信号截取。此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。

由于非接触式IC卡具有以上无可比拟的优点，所以它很适宜应用于电子钱包，公路自动

收费系统和公共汽车自动售票系统等。

二、非接触IC卡系统参数

符合MIFARE 1 国际标准的非接触IC卡容量为8K位，数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次。M1卡不带电源，自带天线，内含加密控制逻辑电路和通讯逻辑电路，卡与读写器之间的通讯采用国际通用的DES和RES保密交叉算法，具有极高的保密性能。

●工作频率：13.56MHz

●通讯速率：106KB波特率

●读写距离：在100MM内（与天线形状有关）能方便、快速地传递数据

●半双工通讯方式

●在无线通讯过程中通过以下机制来保证数据完整性

1.防冲突机制

2.每块有16位CRC纠错

3.每字节有奇偶校验位

4.检查

●材料：PVC

●尺寸：符合ISO10536标准

●工作温度：-20℃至50℃（湿度为90%）

●无电池：无线方式传递数据和能量

●组成部分：一个芯片和一个简单的线圈

●典型处理时间：

识别一张卡8ms(包括复位应答和防冲突)

读一个块 2.5ms(不包括认证过程)

4.5ms(包括认证过程)

写一个块+读控制

12ms(不包括认证过程)

14ms(包括认证过程)

典型交易过程<100ms

三、非接触IC卡工作原理

卡片的电气部分只由一个天线和ASIC组成，没有其它外部器件。

ASIC：卡片的ASIC由一个高速(106KB波特率)的接口，一个控制单元和一个8K位EEPROM组成。

M1射频卡的工作原理是：读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC 串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的的数据。

四、非接触卡与读写器的通讯

通讯顺序

无冲突

对于每一冲突

读/写：

读块：2.1ms

8.6ms

复位应答（Answer to Request）:

M1卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，通过这两项内容，读写器和M1卡互相验证。当某张卡进入读写器的操作范围时，读写器以特定的协议与它通讯，从而确定该卡是否为M1卡，即验证卡片的卡型。

防冲突闭和机制(Anticolision Loop)