14443协议浅谈—TYPE A与TYPE B之比较
ISO14443 A与B位编码的总结
总结一下14443 TYPEA和TYPEB的bit编码的一些细节问题以及对应设计的一些原理。
首先,从物理结构来看,一般PCD具有自己的电源供电,来保证正常使用,而PICC作为一张非接触式的卡片,其驱动的电源肯定不会自身携带,因为这不仅会影响到卡片制作的尺寸,而且会涉及到更换或者充电的操作,会很不方便。
根据电感耦合的原理,只要在PICC 中制作特定的集成电路和耦合电路,即可完成当PICC进入射频场时对PICC充能的问题。
因为这个原理,会影响到在TYPEA和TYPEB的bit编码时ASK调幅深度的一个问题,后面会提到。
PICC的能量问题解决了,下一步是通信的问题。
有线通信时,收发双方可以根据电压的大小或者正负性来定义逻辑“0”和“1”,但是无线通信时,只有一个波形场,要想对通信进行编码,就需要对这个载波进行调制。
首先看PCD到PICC的调制,数字调制有四种基本形式:振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)和差分移相键控(DPSK),PCD到PICC的通信是通过ASK调制方式来实现的,不过TYPEA和TYPEB调制的幅度不同,A 类型调制幅度的深度为100%,B类型调制幅度的深度为10%。
射频场的工作频率应为13.56MHz±7kHz。
A类型从PCD到PICC的位编码方式是改进的米勒码,这种编码的逻辑“0”和“1”主要是一个bit持续时间的后半段有无一个短脉冲的区别(14443协议称这个脉冲为“暂停”,逻辑“0”有特殊情况)。
14443协议规定的米勒码是若一个bit 持续时间的后半段出现“暂停”,就是逻辑“1”,,为了区分通信的开始和结束,“0”会有一些特定序列的规定:通信开始的第一个bit在持续时间开始处就应该有个“暂停”,如果后半段没出现“暂停”,说明第一个bit就是“0”,并且后面跟的连续的“0”都应该在bit持续时间开始处出现“暂停”;传输过程中出现多个“0”时,第一个“0”整个bit持续时间是没有“暂停”的,但是从第二个“0”开始,bit持续时间开始处就应该有“暂停”;通信结束,是“0”再加上一个没有“暂停”的bit持续时间,通信结束后的“0”会出现两种:一种是有效数据最后一位是“1”时,这个“0”在整个bit持续时间内是没有“暂停”的;另一种是有效数据最后一位是“0”时,这个“0”在bit持续时间的开始处有个“暂停”。
FM1208非接触CPU应知应会
2
1、FM1208的销售模式?..........................................................................................................3 2、目前FM1208根据COS及客户应用的不同有几个产品,价格怎样?................................3
三、卡片部分....................................................................................................................................3 1、卡片设计遵循的标准、知识产权归属?..........................................................................3 2、复旦的CPU卡通过了哪些专业检测?................................................................................3 3、CPU卡的频率在多少范围效果最好,加工时与M1卡有什么不同?................................3 4、卡片读写距离......................................................................................................................3 5、卡厂生产后如何检测CPU卡好坏?CPU卡的测试软件和硬件我司能否提供?..............3 6、CPU卡全检耗时太多,有没有更好的解决方案?检测机具能否涵盖最基本的COS指令 ,能否脱机检测(生产检测现场没有电脑)?....................................................................3 7、FM1208M01(1+7)的安全性能如何?作为过渡产品在门禁、消费等领域当M1应用 时,是否一样存在M1被破解的危险?对于这样的情况我们如何预防?..................................3 8、CPU卡在互联互通应用中为什么更加方便?....................................................................3
ISO14443 A与B位编码的总结
总结一下14443 TYPEA和TYPEB的bit编码的一些细节问题以及对应设计的一些原理。
首先,从物理结构来看,一般PCD具有自己的电源供电,来保证正常使用,而PICC作为一张非接触式的卡片,其驱动的电源肯定不会自身携带,因为这不仅会影响到卡片制作的尺寸,而且会涉及到更换或者充电的操作,会很不方便。
根据电感耦合的原理,只要在PICC 中制作特定的集成电路和耦合电路,即可完成当PICC进入射频场时对PICC充能的问题。
因为这个原理,会影响到在TYPEA和TYPEB的bit编码时ASK调幅深度的一个问题,后面会提到。
PICC的能量问题解决了,下一步是通信的问题。
有线通信时,收发双方可以根据电压的大小或者正负性来定义逻辑“0”和“1”,但是无线通信时,只有一个波形场,要想对通信进行编码,就需要对这个载波进行调制。
首先看PCD到PICC的调制,数字调制有四种基本形式:振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)和差分移相键控(DPSK),PCD到PICC的通信是通过ASK调制方式来实现的,不过TYPEA和TYPEB调制的幅度不同,A 类型调制幅度的深度为100%,B类型调制幅度的深度为10%。
射频场的工作频率应为13.56MHz±7kHz。
A类型从PCD到PICC的位编码方式是改进的米勒码,这种编码的逻辑“0”和“1”主要是一个bit持续时间的后半段有无一个短脉冲的区别(14443协议称这个脉冲为“暂停”,逻辑“0”有特殊情况)。
14443协议规定的米勒码是若一个bit 持续时间的后半段出现“暂停”,就是逻辑“1”,,为了区分通信的开始和结束,“0”会有一些特定序列的规定:通信开始的第一个bit在持续时间开始处就应该有个“暂停”,如果后半段没出现“暂停”,说明第一个bit就是“0”,并且后面跟的连续的“0”都应该在bit持续时间开始处出现“暂停”;传输过程中出现多个“0”时,第一个“0”整个bit持续时间是没有“暂停”的,但是从第二个“0”开始,bit持续时间开始处就应该有“暂停”;通信结束,是“0”再加上一个没有“暂停”的bit持续时间,通信结束后的“0”会出现两种:一种是有效数据最后一位是“1”时,这个“0”在整个bit持续时间内是没有“暂停”的;另一种是有效数据最后一位是“0”时,这个“0”在bit持续时间的开始处有个“暂停”。
14443协议浅谈—TYPE A与TYPE B之比较
ISO/IEC14443协议浅谈—TYPEA与TYPEB之比较一、非接触IC卡简介非接触IC卡又称射频卡,是射频识别技术和IC卡技术有机结合的产物。
它解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,具有更加方便、快捷的特点,广泛用于电子支付、通道控制、公交收费、停车收费、食堂售饭、考勤和门禁等多种场合。
非接触IC卡与条码卡、磁卡、接触式IC卡比较具有高安全性、高可靠性、使用方便快捷。
这主要是由其技术特点决定,在近距耦合应用中主要遵循的标准是ISO/IEC14443。
二、ISO/IEC14443简介ISO/IEC14443规定了邻近卡(PICC)的物理特性;需要供给能量的场的性质与特征,以及邻近耦合设备(PCDs)和邻近卡(PICCs)之间的双向通信;卡(PICCs)进入邻近耦合设备(PCDs)时的轮寻,通信初始化阶段的字符格式,帧结构,时序信息;非接触的半双功的块传输协议并定义了激活和停止协议的步骤。
传输协议同时适用于TYPEA和TYPEB。
TYPEA和TYPEB型卡片主要的区别在于载波调制深度及二进制数的编码方式和防冲突机制。
1、调制解调与编码解码技术根据信号发送和接收方式的不同,ISO/IEC14443-3定义了TYPEA、TYPEB两种卡型。
它们的不同主要在于载波的调制深度及二进制数的编码方式。
从PCD向PICC传送信号时,二者是通过13.56Mhz的射频载波传送信号。
从PICC向PCD传送信号时,二者均通过调制载波传送信号,副载波频率皆为847KHz。
图1:TYEPA、B接口的通信信号TypeA型卡在读写机上向卡传送信号时,是通过13.65MHz的射频载波传送信号。
其采用方案为同步、改进的Miller编码方式,通过100%ASK传送;当卡向读写机具传送信号时,通过调制载波传送信号。
使用847kHz的副载波传送Manchester编码。
简单说,当表示信息“1”时,信号会有0.3微妙的间隙,当表示信息“0”时,信号可能有间隙也可能没有,与前后的信息有关。
NFC14443A通信协议梳理
NFC14443A通信协议梳理
1.基本概念:
-NFC:指的是近距离无线通信技术,通常情况下NFC设备之间的通信
距离为数厘米。
2.通信模式:
-主动通信模式:一个设备作为主机,另一个设备作为被动设备,主
机为被动设备提供电力。
-被动通信模式:两个设备都可以作为被动设备,不需要提供电力。
3.物理层通信:
-载波调制:通信设备将数据调制到13.56MHz的载波频率上进行传输。
-感应耦合:当设备靠近时,感应电流会在两个设备之间感应并产生
电磁耦合。
-感应耦合范围:通常情况下,感应耦合的范围为几厘米到十几厘米。
4.数据交换方式:
-初始化:
-主机设备发送请求以建立通信连接。
-被动设备响应请求,并发送自己的唯一标识符。
-选定设备:
-主机设备根据被动设备的唯一标识符选中一个设备进行通信。
-发送命令和接收响应:
-主机设备发送命令给被动设备。
-被动设备接收并解析命令,并返回响应。
-终止通信:
-主机设备发送终止命令以结束通信。
5.数据格式:
- Type A:由4位的位计数器及4个块组成,每个块有16个字节。
- Type B:由4位的位计数器及4个块组成,每个块有16个字节。
- Type C:由4个块组成,每个块有16个字节。
6.安全性:
-身份验证:通过检查设备的唯一标识符,可以确保设备的合法性。
-数据加密:使用加密算法对数据进行加密,确保数据安全。
ISO14443-4协议简介
Confidential and Proprietary
RATS指令 RATS指令
E0:指令帧头 Paremeter:b8-b5表明 读卡机能够接受最长 的帧的位数;b4-b1表 明读卡机对卡片的编 号,用以区别多张卡 片操作,最多为0到14, 15为预留数值
Confidential and Proprietary
PPS指令的响应格式 PPS指令的响应格式
Confidential and Proprietary
总体介绍 术语简介 TypeA型卡片的激活 卡片的数据交换 小结
Confidential and Proprietary
块格式
一个数据块分为三个域,即报头域(强制),数据域 (可选)和结束域(强制)
ISO/IEC14443-4协议 协议
编写: 编写:刘强 2007-11-19
Confidential and Proprietary
总体介绍 术语简介 TypeA型卡片的激活 卡片的数据交换 小结
Confidential and Proprietary
总体介绍 术语简介 TypeA型卡片的激活 卡片的数据交换 小结
Confidential and Proprietary
I块
Confidential and Proprietary
R块
Confidential and Proprietary
S块
Confidential and Proprietary
协议传输规则
多卡应用:在ISO/IEC14443-4中规定,读卡机可以和多张处于激活状态下的 卡片进行通讯,其中通过RATS中的CID号对卡片进行标志 连接传输:连接传输应用于当一帧数据多于FSD或者FSC时,可以将一帧数 据分割为多组较短的数据,通过连接传输实现。其中I块控制着是否进行连 接传输,如果连接位置1,将由R块对此进行应答 块操作规则:在此讲不详细介绍其规则,具体可以参阅ISO/IEC14443-4协议
14443协议
14443协议14443协议是一种近场通信协议,用于无线射频识别(RFID)和接触式智能卡。
它定义了射频接口和通信协议,以便智能卡与读卡器之间进行通信。
该协议最初由飞利浦半导体(现NXP半导体)开发,并于2002年成为国际标准ISO/IEC 14443。
该协议在公共交通票务、门禁系统、支付系统等领域得到广泛应用。
14443协议分为两个部分,Type A和Type B。
Type A采用100%调幅(ASK)调制方式,工作频率为13.56MHz,传输速率为106kbps。
Type B采用10%调制(BPSK)调制方式,工作频率和传输速率与Type A相同。
两者在物理层和数据链路层上有所不同,但在应用层上是兼容的。
在14443协议中,智能卡和读卡器之间的通信是通过载波幅度调制(AM)和双向协商实现的。
智能卡和读卡器之间的通信距离通常在10厘米以内,因此被称为近场通信。
这种近场通信方式不仅安全可靠,而且能够防止未经授权的读取和篡改数据。
除了传统的近场通信模式之外,14443协议还定义了一种被动模式,即卡片被动模式(PICC)和读卡器主动模式(PCD)之间的通信。
在这种模式下,读卡器主动向智能卡发送命令,智能卡被动回应。
这种模式适用于门禁系统、公共交通票务等场景。
在实际应用中,智能卡通常用于存储个人身份信息、金融信息、门禁信息等,而读卡器则用于读取和写入这些信息。
通过14443协议,智能卡和读卡器之间可以进行高速、安全、可靠的通信,从而实现各种应用场景下的便捷操作。
总的来说,14443协议作为一种近场通信协议,具有通信距离短、安全可靠、兼容性强等特点,被广泛应用于公共交通、门禁系统、支付系统等领域。
随着智能卡技术的不断发展,相信14443协议将在未来发挥更加重要的作用。
基于RFID的门禁系统设计
基于RFID的门禁系统设计作者:周学叶 单承赣摘要:本文介绍了一种基于RFID技术的小区门禁系统。
简述了该系统的基本组成与工作原理,结合实际分析了基于RFID技术门禁系统在实际应用中的一些需要考虑的因素,并提出了具有本系统设计特色的人性化解决方案,使得整个系统更加便于管理。
本文所设计的系统可广泛用于小区门禁的管理。
关键词:门禁设计[0篇] RFID[657篇] 门禁系统[23篇] 读卡器[27篇]RFID是射频识别技术的英文(RadioFrequencyIndenfification)缩写,是2O世纪9O年代随着网络技术普及而被重新认识和得到普遍重视的一种自动ID识别技术,是一项利用射频信号通过空间耦合(电磁感应或电磁传播),实现无接触信息传递并得到被标识物的ID信息以做到识别目的物的技术。
自2004年起,全球范围内掀起了一场无线射频识别(RFID)的热潮,包括沃尔玛、保洁、波音公司在内的商业巨头无不积极推动RFID在制造、零售、交通等行业的应用。
RFID技术及应用正处于迅速上升的时期,被业界公认为是本世纪最有潜力的技术之一,它的发展和应用推广将是自动识别行业的一场技术革命。
与此同时,无线射频识别(RFID)在门禁管理系统方面的应用也己逐渐成熟。
一、门禁系统的组成门禁系统,简单来说就是管理人员出入的智能化系统,是一种数字化管理系统,又称出入管理控制系统。
本小区所采用的门禁控制技术是基于RFID的非接触智能卡技术。
小区门禁分两个部分:小区进出门禁和各单元楼门禁。
两种门禁的外观放置不同,但它们的组成基本相同,主要包括:射频卡、读卡器、电子门锁、门禁控制器、数据采集器、后台数据处理系统等,其中电控锁按断电时的开关状态分为电磁锁、阳极锁、阴极锁。
系统各组成单元布线结构简图如图1:图1系统组成简图二、门禁系统的技术原理及标准选择本系统采用感应式技术,或称作射频(RF)技术,是一种在卡片与读卡装置之间,无需直接接触的情况下对卡片信息进行读写的方法。
ISO14443协议学习小结解析
最小未调制工作场为Hmin 其值为1.5A/m(rms)。
最大未调制工作场为Hmax 其值为7.5A/m(rms)。
信号接口
在检测到A 类或B类的 PICC 存在之前,PCD 应 选择两种调制方法之一。在通信期间,直到 PCD 停止通信或PICC移走,只有一个通信信号接口可 以是有效的。然后,后续序列可以使用任一调制 方法。
PICC→PCD :调制
B 类通信信号接口
PICC→PCD :位的表示和编码
位编码应是NRZ-L,其中,逻辑状态的改变应通过副载波的移相(180°) 来表示。 在PICC 帧的开始处,NRZ-L 的初始逻辑电平是通过下面的序列建立的: 在来自PCD 的任何命令之后,在保护时间TR0 内,PICC 应不生成副载波。 TR0 应大于64/fs。 然后,在延迟TR1 之前,PICC 应生成没有相位跃变的副载波,建立了副载 波相位基准Φ0。TR1 应大于80/fs。 副载波的初始相位状态Φ0 应定义为逻辑“1”,从而第一个相位跃变表示 从逻辑“1”到逻辑“0”的跃变。 随后逻辑状态根据副载波相位基准来定义: Φ0 : 逻辑状态1 Φ0+180° : 逻辑状态0
PCD 和PICC 间的交易完成之后,PICC 应被置为HALT 状态。PICC 的停活通过使用DESELECT 命令来完成。 DESELECT 命令象协议的 S- 块那样编码,并由 PCD发送 的S(DESELECT)请求块和PICC作为确认发送的 S(DESELECT)响应组成。
谢谢!
Q&Aຫໍສະໝຸດ Bit oriented anticollision frame:面向比特的防冲突帧
2. CRC-CCITT_A
生成校验位的生成多项式为x16 + x12 + x5 + 1。初 始值应为‘ 6363 ’。 CRC-CCITT_A 应被添加到数 据字节中并通过标准帧来发送。计算后寄存器内容不 取反。
ISO15693与ISO14443区别
ISO14443IS014443A/B:超短距离智慧卡标准。
这标准订出读取距离7-15厘米的短距离非接触智慧卡的功能及运作标准,使用的频率为13.56MHz。
IS014443定义了TYPE A, TYPE B两种类型协议,通信速率为106kbit/s,它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。
TYPE A采用开关键控(On-Off keying)的Manchester编码,TYPE B采用NRZ-L的BPSK编码。
TYPE B与TYPE A相比,具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力强的优点。
RFID的核心是防冲突技术,这也是和接触式IC 卡的主要区别。
IS014443-3规定了TYPEA和TYPE B的防冲突机制.二者防冲突机制的原理不同,前者是基于位冲突检测协议,而TYPE B通信系列命令序列完成防冲突.目前的第二代电子身份证采用的标准是IS014443 TYPE B协议。
ISO15693IS015693(ISO SC17lWG8):短距离智慧卡标准,这标准订出读取距离可高达一米非接触智慧卡,使用的频率为13.56MHz,设计简单让生产读取器的成本比IS014443低,大都用来做进出控制、出勤考核等,现在很多企业使用的门禁卡大都使用这一类的标准。
IS015693采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲突机制。
防冲突机制使得同时处于读写区内的多个标签的正确操作成为可能,既方便了操作,也提高了操作的速度。
Iso10536,iso15693,iso14443的区别ISO 10536标准主要发展于1992到1995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。
ISO 14443和ISO 15693标准在1995年开始操作,单个系统于1999年进入市场,两项标准的完成则是在2000年之后。
二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率: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;而ISO 14443 读写距离稍近,但应用较广泛,目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B协议。
14443A协议
14443A协议相关CY—14443A系列支持Mifare S50,S70,UltraLight&Mifare Pro,FM11RF08等兼容卡片。
可以自动寻卡,默认情况下为自动寻卡。
ISO14443 Type A(ISO 14443A):此标准规范最远读取距离在7~15mm范围内,属超短距离非接触式RFID卡类。
它分成以下两派:1.Phillips及infineon研制的Mifare提供快速的读写功能(使用13.56MHz工作频率)总容量达1Kbytes具在卡片唯一识别码(Unique Identifier,UID),安全管制,电子钱包功能2.Inside Contactless公司提供的PicoPass version A14443A协议中并没有具体规定对射频卡的读写操作方式,故对每种卡的读写操作都必须考虑该卡的存储区域组织形式和应答形式。
MIFARE卡内部存储器是由E2PROM组成的,共划分为16个扇区,每个扇区4个块,每块16字节。
对E2PROM的读写都以块为单位进行,即每次读/写16字节。
非接触式IC卡技术是现在应用非常广泛的一门技术,既有操作便利快捷、可靠性高、寿命长、防伪性能好、抗干扰能力强等优点。
ISO/IEC 14443 TYPE A协议所使用的频率在射频识别系统中属于高频频段,这个频段的协议比较成熟,应用也比较广泛。
ISO/IEC 14443 TYPE A定义的卡是近耦合卡(PICC),对应的读卡器简写为PCD,采用13.56MHZ工作频率,具有防冲突机制。
目前同类产品读卡器的实现大多采用专用的射频读写集成芯片,结构简单,实现方便,但是专用的射频读写集成芯片涉及国外RFID芯片设计的相关知识产权。
14443A协议中并没有具体规定对射频卡的读写操作方式,故对每种卡的读写操作都必须考虑该卡的存储区域组织形式和应答形式。
MIFARE卡内部存储器是由E2PROM组成的,共划分为16个扇区,每个扇区4个块,每块16字节。
14443协议浅谈—TYPEA与TYPEB之比较
ISO/IEC14443协议浅谈—TYPEA与T YPEB之比较一、非接触IC卡简介非接触IC卡又称射频卡,是射频识别技术和IC卡技术有机结合的产物。
它解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,具有更加方便、快捷的特点,广泛用于电子支付、通道控制、公交收费、停车收费、食堂售饭、考勤和门禁等多种场合。
非接触IC卡与条码卡、磁卡、接触式IC卡比较具有高安全性、高可靠性、使用方便快捷。
这主要是由其技术特点决定,在近距耦合应用中主要遵循的标准是ISO/IEC14443。
二、ISO/IEC14443简介ISO/IEC14443规定了邻近卡(PICC)的物理特性;需要供给能量的场的性质与特征,以及邻近耦合设备(PCDs)和邻近卡(PICCs)之间的双向通信;卡(PICCs)进入邻近耦合设备(PCDs)时的轮寻,通信初始化阶段的字符格式,帧结构,时序信息;非接触的半双功的块传输协议并定义了激活和停止协议的步骤。
传输协议同时适用于TYPE A和TYPE B。
TYPEA和T YPEB型卡片主要的区别在于载波调制深度及二进制数的编码方式和防冲突机制。
1、调制解调与编码解码技术根据信号发送和接收方式的不同,ISO/IEC14443-3定义了TYP EA、TYPEB两种卡型。
它们的不同主要在于载波的调制深度及二进制数的编码方式。
从PCD向PI CC传送信号时,二者是通过13.56Mhz的射频载波传送信号。
从PICC向P CD传送信号时,二者均通过调制载波传送信号,副载波频率皆为847KHz。
图1:TYEPA、B接口的通信信号TypeA型卡在读写机上向卡传送信号时,是通过13.65MHz的射频载波传送信号。
其采用方案为同步、改进的Mill er编码方式,通过100%ASK传送;当卡向读写机具传送信号时,通过调制载波传送信号。
TYPE ABCDEFG 的简单释义
·ISO14443标准中的非接触型智能卡Type E 释义
OTI公司创建于1990年,是一家非接触式智能卡技术和应用处于领先地位的以色列公司。OTI的应用市场主要在欧洲和美国等地。OTI独创的一些非接触智能卡技术(如可编程接口天线等),可以使一个接触式智能卡提升成为一个非接触式智能卡,命她与众不同。
·ISO14443标准中的非接触型智能卡Type F 释义
LEGIC是一家欧洲著名的非接触式智能卡专业公司,只研发非接触智能卡及其相关产品技术。其保密系统的产品在欧洲的市场占有率达到60%以上。LEGIC(读写)保密模块包括SM05(-S)、SM100(-S)、SM300/400(-S)等。保密模块SM的转化产品有:移动式智能存储器初始化设备保密模块MSM、移动式智能存储器媒体初始化设备MIMIU、无线电频率系统保密模块RFSM、无线电频率系统固定单元RFSU、(智能卡片)智能卡片读写设备单元WRU等等。
·内置安全保密规则。对传输的所有数据进行硬件和软件加密;
·可以选择和上位PC计算机的通信速度;
·保密模块可以由软件激活控制,进入静止待命模式;
·无线电频率RF功率输出可以控制;
·通过简单的软件命令,使SM100系列产品很容易集成到其它的应用系统中;
·具体标准的天线输出阻抗:50欧姆;
同时,SONY非接触智能卡还有一个非常重要的特性,即数据写操作挫败时的数据忧恢复功能。在对卡片读写操作时,为了保证在同一时间内,多个数据块的写入操作仅用一个写操作命令,因此当写入这些数据块时,写入数据块中任何一小部分如果出现写入失败的话,所有的数据块内容将会自动返回到以前的状态,也即数据被写入之前的状态(内容)。此时所有旧的数据仍然保留,新的准备写入的数据(已经出错的数据)将被丢弃。
ISO14443初始化防冲突协议分析
ISO14443初始化防冲突协议分析一、TypeA初始化和防冲突1、PCD和PICC各自支持fc/128、fc/64、fc/32、fc/16这4种位率,但是在初始化和防冲突阶段只支持fc/128。
2、初始化和防冲突阶段通讯的帧格式和时序:1)帧必须是成对出现,PCD→PICC紧接着PICC→PCD,序列如下:PCD帧格式:●PCD通讯开始●信息、校验位●PCD通讯结束PCD→PICC帧延时时间PICC帧格式:●PICC通讯开始●信息、校验位●PICC通讯结束PICC→PCD帧延时时间注:PCD→PICC的帧延时时间与PCD通讯结束的部分时间重叠2)帧延时时间FDT指的是相反方向上发送的两帧数据之间的时间间隔。
3)PCD→PICC帧延时时间区分PCD发送最后一位是0或是1,因为根据编码格式,凹槽的位置不一样,为1时,FDT时间需要多加半个位周期(位率fc/128时即64/fc)时间。
4)PICC→PCD帧延时时间至少是1172/fc。
注:PCD需加额外等待时间10/fc。
5)两个连续的REQA或WUPA命令的起始位之间的最小时间间隔为7000/fc。
注:PCD需加额外等待时间10/fc。
6)PICC标准帧格式中,最后一个字节后的奇偶校验位是反向的。
(例外)7)防冲突帧只能用在防冲突循环和7字节的标准帧中,分为两部分,总位数56位。
●Part 1 : PCD→PICC长度为16~48位●Part 2: PICC→PCD长度为8~40位断裂位可以发生在一个字节中的任意位置,所以一下两种情况:●FULL BYTE:完整字节之后断裂,Part 1最后一个数据位添加奇偶校验位。
●SPLIT BYTE:字节中间断裂,Part 1最后一个数据位不添加奇偶校验位。
对于第二种情况,Part 2的第一个字节的奇偶校验位应该忽略。
二、Type B初始化和防冲突1、PCD和PICC之间的字节发送接收,采用的是字符串的形式。
Type A型和Type B型卡的主要区别
Type A型卡在读写机上向卡传送信号时,是通过13.65MHz的射频载波传送信号。其采用方案为同步、改进的Miller编码方式,通过100%ASK传送;当卡向读写机具传送信号时,通过调制载波传送信号。使用847kHz的副载波传送Manchester编码。
而Type B型卡在读写机具向卡传送信号时,也是通过13.65MHz的射频载波信号,但采用的是异步、NRZ编码方式,通过用10%ASK传送的方案;在卡向读写机具传送信号时,则是采用的BPSK编码进行调制。
ISO/IEC 14443-3规定了TYPEA,TYPEB 的防冲突机制。二者防冲突机制的原理完全不同。前者是基于BIT冲突检测协议,后者则是通过字节、帧及命令完成防冲突。防冲突机制使非接触IC卡能进行并行操作,及在多张卡同时进入有效操作区后,可对其进行有条不紊的操作,这样就使 选定卡片的数据不受其它卡数据干扰,携带有多种卡的用户可不必寻找正确的一张卡,只用算法编程,读写机具即可自动做到选取正确的一张卡进行后续操作。这样方便了操作,提高了应用的并行性,也提高了系统的速度。
在非接触式IC卡的发展过程中,这些问题逐渐被解决并形成通用的标准,的以现在在射频IC卡的设计上,国际标准化组织(ISO)和国际电子技术委员会(IEC)为期制定了相应的非接触式IC卡的国际标准——ISO/IEC14443。
ISO/IEC14443标准包括四个部分:第一部分ISO/IEC14443-1制定了有关非接触卡的物理特性;第二部分ISO/IEC14443-2制定了有关射频功率及信号界面的特性;第三部分ISO/IEC14443-3则为非接触卡的初始化及防冲突机制;最后一部分ISO/IEC14443-4位有关的交易协定。在第二部分中涉及到了射频技术的实现标准,提供了解决上述问题的依据。由该标准,射频IC卡的有两种卡型——Type A和type B型。其主要的区别在于载波调制深度及二进制数的编码方式。
RFID协议 ISO14443国际标准
国际化RFID常用协议标准射频标签的通信标准是标签芯片设计的依据,目前国际上与RFID相关的通信标准主要有:ISO/IEC 18000标准(包括7个部分,涉及125KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860-960MHz, 2.45GHz等频段),ISO11785(低频),ISO/IEC 14443标准(13.56MHz),ISO/IEC 15693标准(13.56MHz),EPC标准(包括Class0, Class1和GEN2等三种协议,涉及HF和UHF 两种频段),DSRC标准(欧洲ETC标准,含5.8GHz)。
a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡,最大的读取距离为10cm.ISO/IEC14443协议的读写器读取距离较近,基本为近距离。
其中,ISO/IEC 14443A主要应用在生产自动化、门禁考勤、安防、一卡通和产品防伪等领域;ISO/IEC 14443B主要应用是我国的二代身份证;b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡,最大的读取距离为1m.ISO/IEC 15693协议读写器读取距离较远,可远距离通信。
它的应用范围较广,生产自动化、医疗管理、珠宝盘点、资产管理、停车场管理和产品防伪、门禁考勤、会议签到、无障碍通道、资产管理、物流及供应链、图书管理、医药管理和门禁门票等领域。
现在按频率对一些常用标准做一些简单介绍(并附带介绍一下接触式IC卡的协议标准):1、ISO 7816:对接触式IC卡进行了一些规范。
2、125KHz~135KHz:ISO18000-2,对低频识别RFID进行了一些规范。
举例:EM4100:只读低频芯片。
EM4469/4569:11个块,44个字节,512bit存储空间。
ATA5567:7个块,28个字节,330bit存储空间。
ATA5567是e5550、e5551、e5554、T5557的升级产品。
e5550、e5551、e5554、T5557是德国TEMIC公司生产的芯片,1998年美国爱特梅尔公司(简称为ATMTL)收购德国TEMIC公司,ATA5567就是ATMEL新生产的一款芯片。
14443 type A 简介
2013.8.21
内容提纲
14443协议主要研究内容 第一部分--信号接口 PCD-PICC调制模式--ASK调制
PICC-PCD调制模式—OOK调制
PCD-PICC编码格式--改进型Miller编码 PICC-PCD编码格式--Manchester编码 第二部分--初始化和防碰撞算法 轮寻管理命令 面向bit的防冲突碰撞算法 第三部分--传输协议
P12
单芯片超高频射频识别读写器关键技术研究 KT Micro –ISO14443 Type A 16
Type A 轮寻管理命令
REQA和WAKE-UP帧:请求和唤醒帧用来初始化通信
通信开始 7个数据位发送,LSB首先发送。 (标准REQA的数据内容是‘26’, WAKE-UP请求的数据内容是‘52’) 通信结束
P19
KT Micro –ISO14443 Type A
UID编码
UID由4、7或10个UID字节组成。因此,PICC最多应处理3个串联级别,以得到所有 UID字节。在每个串联级别内,由5个数据字节组成的UID的一部分应被发送到PCD。 根据最大串联级别,定义了UID长度的三个类型。
UID CLn:根据串联级别n,UID的一部分,由5个字节组成,3≥n≥1 UIDn:UID的字节#n,n≥0 BCC:UID CLn校验字节,4个先前字节的“异或”值 CT:串联标记,‘88’ UID是一固定的唯一数或由PICC动态生成的随机数。UID的第一个字节(uid0) 分配后随UID字节的内容。
Type A 轮寻管理命令
PCD:
为实时检出进入PCD能量场的PICC,PCD重复发出请求命令REQA,并查寻 应答ATQA,这一过程称为“轮寻”。
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ISO/IEC14443协议浅谈—TYPEA与TYPEB之比较
一、非接触IC卡简介
非接触IC卡又称射频卡,是射频识别技术和IC卡技术有机结合的产物。
它解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,具有更加方便、快捷的特点,广泛用于电子支付、通道控制、公交收费、停车收费、食堂售饭、考勤和门禁等多种场合。
非接触IC卡与条码卡、磁卡、接触式IC卡比较具有高安全性、高可靠性、使用方便快捷。
这主要是由其技术特点决定,在近距耦合应用中主要遵循的标准是ISO/IEC14443。
二、ISO/IEC14443简介
ISO/IEC14443规定了邻近卡(PICC)的物理特性;需要供给能量的场的性质与特征,以及邻近耦合设备(PCDs)和邻近卡(PICCs)之间的双向通信;卡(PICCs)进入邻近耦合设备(PCDs)时的轮寻,通信初始化阶段的字符格式,帧结构,时序信息;非接触的半双功的块传输协议并定义了激活和停止协议的步骤。
传输协议同时适用于TYPEA和TYPEB。
TYPEA和TYPEB型卡片主要的区别在于载波调制深度及二进制数的编码方式和防冲突机制。
1、调制解调与编码解码技术
根据信号发送和接收方式的不同,ISO/IEC14443-3定义了TYPEA、TYPEB两种卡型。
它们的不同主要在于载波的调制深度及二进制数的编码方式。
从PCD向PICC传送信号时,二者是通过13.56Mhz的射频载波传送信号。
从PICC向PCD传送信号时,二者均通过调制载波传送信号,副载波频率皆为847KHz。
图1:TYEPA、B接口的通信信号
TypeA型卡在读写机上向卡传送信号时,是通过13.65MHz的射频载波传送信号。
其采用方案为同步、改进的Miller编码方式,通过100%ASK传送;当卡向读写机具传送信号时,通过调制载波传送信号。
使用847kHz的副载波传送Manchester编码。
简单说,当表示信息“1”时,信号会有0.3微妙的间隙,当表示信息“0”时,信号可能有间隙也可能没有,与前后的信息有关。
这种方式的优点是信息区别明显,受干扰的机会少,反应速度快,不容易误操作;缺点是在需要持续不断的提高能量到非接触卡时,能量有可能会出现波动。
TypeB型卡在读写机具向卡传送信号时,也是通过13.65MHz的射频载波信号,但采用的是异步、NRZ编码方式,通过用10%ASK传送的方案;在卡向读写机具传送信号时,则是采用的BPSK 编码进行调制。
即信息“1”和信息“0”的区别在于信息“1”的信号幅度大,即信号强,信息
“0”的信号幅度小,即信号弱。
这种方式的优点是持续不断的信号传递,不会出现能量波动的情况;
从PCD到PICC的通信信号接口主要区别在信号调制方面,TYPEA调制使用RF工作场的ASK100%调制原理来产生一个“暂停(pause)”状态来进行PCD和PICC间的通信。
图2TYPEA调制波形
TYPEB调制使用RF工作场的ASK10%调幅来进行PCD和PICC间的通信。
调制指数最小应为8%,最大应为14%。
图3TYPEB调制波形
根据二者的设计方案不同,可看出,TYPEA和TYPEB有以下不同:
◆TYPEB接收信号时,不会因能量损失而使芯片内部逻辑及软件工作停止。
在NPAUSE到来,TYPEA的芯片得不到时钟,而TYPEB用10%ASK,卡片可以从读写器获得持续的能量;TYPEB时容易稳压,所以比较安全可靠。
TYPEA卡采用100%调制方式,在调制发生时候无能量传输,仅
仅靠卡片内部电容维持,所以卡片的通讯必须达到一定的速率,在电容电量耗完之前结束本次调制,否则卡片会复位。
◆负载波采用BPSK调制技术,TYPEB较TYPEA方案降低了6dB的信号燥声,抗干扰能力更强。
◆外围电路设计简单。
读写机具到卡及卡到读写机具的编码方式均采用NRZ方案,电路设计对称,设计时可使用简单的UARTS,TYPEB更容易实现。
2、防冲突机制
ISO/IEC14443-3规定了TYPEA,TYPEB的防冲突机制。
二者防冲突机制的原理完全不同。
前者是基于BIT冲突检测协议,后者则是通过字节、帧及命令完成防冲突。
RFID的核心是防冲突技术,这也是和接触式IC卡的主要区别。
TYPEAPICC防冲突和通信使用标准帧用于数据交换,并按以下顺序组成:
—通信开始;
—n*(8个数据位+奇数奇偶校验位),n≥1。
每个字节的LSB首先被发送。
每个字节后面跟随一个奇数奇偶校验位。
奇偶校验位P被设置,使在(b1到b8,P)中1s的数目为奇数;
—通信结束。
图4TYPEA标准帧
TYPEAPICC的初始化和比特冲突检测协议是当至少两个PICC同时传输带有一个或多个比特位置(该位置内至少有两个PICC在传输补充值)的比特模式时,PCD会检测到冲突。
在这种情况下,比特模式合并,并且在整个(100%)位持续时间内载波以负载波进行调制。
图5TYPEAPICC状态图
TYPEBPICC防冲突和通信初始化期间使用的字节、帧和命令的格式。
PICC和PCD之间的字节通过字符来发送和接收,在防冲突序列期间,字符的格式如下:—1个逻辑“0”起始位;
—8个数据位发送,首先发送LSB;
—1个逻辑“1”停止位。
用一个字符执行一个字节的发送需要10etu。
图6TYPEB字符格式
PCD和PICC按帧发送字符。
帧通常用SOF(帧的起始)和EOF(帧的结束)定界。
在防冲突序列期间,可能发生两个或两个以上的PICC同时响应:这就是冲突。
命令集和允许PCD处理冲突序列以便及时分离PICC传输。
在完成防冲突序列后,PICC通信将完全处于PCD的控制之下,每次只允许一个PICC通信。
防冲突方案以时间槽的定义为基础,要求PICC在时间槽内用最小标识数据进行应答。
时间槽数被参数化,范围从1到某一整数。
在每一个时间槽内,PICC响应的概率也是可控制的。
在防冲突序列中,PICC仅被允许应答一次。
从而,即便在PCD场中有多个卡,在一个时间槽内也仅有一个卡应答,并且PCD在这个时间槽内能捕获标识数据。
根据标识数据,PCD能够与被标识的卡建立一个通信信道。
防冲突序列允许选择一个或多个PICC以便在任何时候进行进一步的通信。
图8TYPEBPICC状态
从建立PCD与PICC(CPU卡)之间通信的方面来比较:TYPEA类型卡片需要的基本命令有:
REQA对A型卡的请求或(WAKE-UP唤醒)ANTICOLLISIONλ防冲突
SELECT选择命令λ
RATS应答响应λ
图9TYPEAPICC激活
TYPEB类型卡片需要的基本命令有:
REQB对B型卡的请求
ATTRIBPICC选择命
TYPEBPICC激活如图8所示
从以上的比较可以看出:
TYPEB类型卡片具有使用更少的命令,更快的响应速度来实现防冲突和选择卡片的能力。
TYPEA的防冲突需要卡片上较高和较精确的时序,因此需要在卡和读写器中分别加更多硬件,而TYPEB的防冲突更容易实现。
目前TYPEA和TYPEB孰优孰劣尚在争议中。
TYPEA的产品(Mifare卡)具有更高的市场普及率;但是TYPEB应该在安全性、高速率和适应性方面有更好的前景,代表产品如二代身份证。