ISO14443协议学习总结
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PCD ->PICC（Type B）
PCD <- PICC
信号接口小结
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
初始化和抗冲突特性
协议内容：
这一部分规定了邻近卡（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、REQ和ATQ命 令内容。 从多卡中选取其中的一张的方法，即如何抗冲突的。 初始化阶段的其它必须的参数。
Power-off
Power-off
等待 REQB 或 WUPB REQB 或 WUPB Y Y N AFI 匹配 N Idle
M＝000?
选择 N N>1 N=1 等待 Slot Marker 匹配 匹配时隙 送 ATQB REQB 或 WUPB REQB 或 WUPB Ready Requested
RFID常用编码
反向不归零(NRZ)编码、曼彻斯特(Manchester)编码、米勒 (Miller)编码、改进Miller编码等。
RFID常用调制与解调技术
ASK调制波形（幅移键控）
ASK解调波形
BPSK调制与解调（双相移键控）
PICC及PCD内部编解码与调制解调过程
PCD ->PICC（Type A）
信号能量及信号接口 主讲内容
信号能量 RFID常用编码、调制与解调技术 PICC及PCD内部运作的过程
信号能量
耦合IC卡的能量是通过发送频率为13.56MHz的 阅读器的交变磁场来提供。 阅读器产生的磁场必须在1.5A/m-7.5A/m之间。 两种阅读器和近耦合IC卡之间的数据传输方式： A型和B型。一张IC卡只需选择两种方法之一。 符合标准的阅读器必须同时支持这两种传输方 式，以便支持所有的IC卡。 阅读器在"闲置"的状态时能在两种通信方法之 间周期的转换。
b8 0 0 0 0 0 0 -
b7 0 0 1 1 1 1 -
b6 1 1 0 0 1 1 -
b5 0 1 0 1 0 1 -
b4 0 0 0 0 0 0 0 0
b3 0 0 0 0 1 1 1 1
b2 0 0 1 1 0 0 1 1
b1 0 1 0 1 0 1 0 1
含义 字节计数=2 字节计数=3 字节计数=4 字节计数=5 字节计数=6 字节计数=7 比特计数=0 比特计数=1 比特计数=2 比特计数=3 比特计数=4 比特计数=5 比特计数=6 比特计数=7
PICC #1
∵UID＝1
PICC #2
∵ UID＝2 ∴ coll＝4 PICC #2
SEL NVB 0001 ’93’
冲突发生之前被接收到的UID CLn的一部分再加上(0)b或(1)b
UID0 UID1 UID2 BCC
’24’
b1（0001 ）b4
UID0 UID1 UID2
只有卡2响应，故不冲突 BCC CRC-A SAK CRC-A
b1（× × 1 × × × × × ）b8 b3=1, UID不完整
SEL SEL 命令
’93’
NVB
CT
’70’ b1（00010001 ）b8
（3）Anticollision loop, cascade level 2（防冲突循环CL2）
SEL ’95’ NVB ’20’ UID3 UID4 UID5 UID6 BCC
进入能量场
发送 REQA
接收 A TQA
发送 WUPA
防碰撞循环
发送 HL TA
否 可以使用 A TS？
非 ISO/IEC 14443-4 协议
是 使用 ISO/IEC 14443-4 协议？ 是 发送 RA TS 接收 DECELECT 响应 否
接收 A TS
发送 DECELECT 请求
是
否
是 改变参数？
主讲内容：
以type a为代表，介绍PICC的几种状态 以type a为代表，引入一个抗冲突的实例，说明相关流程。 分type a和 type b两类，总体介绍抗冲突流程。
POWER OFF
IDLE (休闲)状态 REQA命令 防冲突循环 READY 状态 Select 命令 应用 ACTIVE 状态 HALT 命令 Wake-up 命令 HALT 状态
（× × ×‥ ×）b 发送的第1位（最低位）
（1）Request（PCD发送请求命令）
REQA
’26’
所有卡PICC应答ATQA ATQA PICC #1
卡＃1采用比特防冲突， b8b7=00, ∴UID＝1 卡＃2采用比特防冲突， b8b7=01, ∴UID＝2
b1（10000000 00000000）b16
以A类为代表的PICC状态图
TYPE A防碰撞环流程
例：假设在PCD场中有2张PICC卡，说明初始化和防冲突过程。 约定： 已知： PICC＃1的UID 大小：1，UID0=“10” PICC＃2的UID 大小：2 比特帧防冲突选择时序如图所示，操作分三阶段： PCD to PICC PICC to PCD
非接触式IC卡技术指标
参数 外形尺寸 存储容量 IS0标准卡85.72mm×54.03mm×0.76mm±容差 8Kbit,16个分区，每分区两组密码
工作频率
通讯速率 读写距离 读写时间
13.56MHz
106KBoud 2.5~10cm 1~2ms
工作温度
擦写寿命 数据保存 封装材料 封装工艺 执行标准 功能
b3 b3=0, UID 完整 b3=1, 还有部分UID CLn需确认
b2b1 RFU
如果UID不完整，PICC应保持READY状态并且PCD应以递增的串联级别来初始化 新的防冲突环。 如果UID完整，PICC应发送带有清空的串联比特的SAK并从READY状态转换到 ACTIVE状态。当提供了附加信息时，PICC应设置SAK的第6位b6。
规则1：位b7和b8编码了UID长度（单个、两个或三个） 规则2：b1、b2、b3、b4或b5中的一个应置为(1)b以指出比特帧防冲突。
b16 b15 b14 b13 b12 b11 b10 b9 b8 b7 UID 长 度 比 特帧 b6 b5 b4 b3 b2 b1
RFU
00 01 10
RFU 比特帧防冲突
„E0‟
开始的字节
参数FSDI、CID
CRC1 CRC2
参数字节 编码FSDI和CID
第三、四字节：校验码。
ATQA
PICC #2
b1（10000010 00000000）b16
（2）Anticollision loop, cascade level 1（防冲突循环CL1）
SEL NVB UID0 UID1 UID2 UID3 BCC ’93’ ’20’ PCD发防冲突命令 b1（00001000 ）b8 （此处为UID0编码：10H） CT UID0 UID1 UID2 BCC b1（00010001 ）b8（此处为CT编码：88H） First collision at bitpoint ＃4
ISO/IEC14443-4协议 ——学习总结
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
非接触式IC的工作原理 主讲内容
工作原理简介 IC卡技术指标及物理特性
非接触式IC的工作原理
交变的磁场 RF， 频率为13.56M LC谐振回路，共振，产生电荷，累积到2V以上，作为内部工作电压 PICC内的数据发射出去或接受读写器的数据 PCD对接收到的信号进行解调、解码后送至后台计算机
13.56M正弦载波
改进米勒 编码
100%ASK 调制
解调
解码Βιβλιοθήκη Baidu
PCD
PICC
PCD <- PICC
Manchester 解码 OOK 副载波解调 OOK 副载波调制 信号 正弦载波 ASK 解调 Manchester 编码
控制开关
OOK调制
847K副载波 PCD PICC
PICC及PCD内部编解码与调制解调过程
UID大小：1 UID大小：2 UID大小：3 UID CLn
UID0 UID1 UID2 UID3 BCC CT UID0 UID1 UID2 BCC UID3 UID4 UID5 UID6 BCC CT UID0 UID1 UID2 BCC CT UID3 UID4 UID5 BBC UID6 UID7 UID8 UID9 BCC UID CL1
否
发送 PPS 请求
接收 PPS 应答
交换传输数据
TYPE A
ISO/IEC 14443-4
支持 PPS？
ISO/IEC 14443-3
RATRS(请求ATS)命令：
第一字节：命令开始，编码为E0H。 第二字节：高4位为FSDI，用于编 码 PCD可接收的FSD(最大帧长). 低4位为CID(卡标识符),PICC寻址 的逻辑号编码 值为0-14，15为备 用。
Ready
等待 ATTRIB 匹配 或 HLTB ATTRIB Active DESELECT Halt WUPB HLTB
Ready Declared
Active
Halt
TYPE TYPEB防碰撞环流程 B防碰撞环流程
初始化和抗冲突小结
不同的防碰撞算法，对碰撞检测的要求会有不同，如 TYPE A 防碰撞是必须辨别碰撞在哪一位发生的，而对于 TPYE B的时隙 ALOHA算法，可以不必追究哪一位发生了 碰撞，只要判别在该时隙里是否发生碰撞即可。
校验位仅当 UID的数据 位为4字节时 （完整）才 有。
SEL
1字节
b b b b b b b b 8 7 6 5 4 3 2 1
1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1
NVB
1字节
UID CLn 数据位
0～4字节
BCC校验位
1字节
含义
选择串联 级别1 选择串联 级别2 选择串联 级别3
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
ATQA：在PCD发送请求命令（REQA）之后，所有PICC以其在两个数据字节中编码了可 用防冲突类型的请求应答（ATQA）表示同步地进行响应
最大级联CL 1 2 3 UID的字节 数 4 7 10 1 2 3
ATQA的 b8b7
UID的大小
SELECT 和ANTICOLLISION命令：用于防冲突循环，组成如下：
选择代码SEL（1字节） 有效位数量NVB（1字节）：规定了PCD所发送的CLn的有效位的数目 由NVB指定的UID CLn（0～40位）
0℃~50℃
>100,000次 >10年 PVC、ABS、PET、PETG、0.13mm铜线 超声波自动植线/自动碰焊 ISO 14443，ISO 10536 支持一卡多用
典型应用
企业/校园一卡通、公交储值卡、高速公路收费、停车场、小区/园 区管理等
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
UID CL2
1 0 0 1 所有其他
RFU
CT为级联标 志 ，编码为 88H BBC是检验字 节，以上4个字 节的异或。
UID CL3
NVB的编码（有效比特的数）
较高4位称为字节计数， 较低4位称为比特计数，
SAK的编码
b8b7 RFU b6 b6=1， PICC兼容 14443 b5b4 RFU
无论什么协议都需要判断是否发生了碰撞才能进行下一 步的操作，因此碰撞检测 是实现防碰撞算法和协议不可 少的重要环节。
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
数据传输协议
主讲内容：
PICC的激活过程和解除激活的流程。 在流程图上分别介绍RATS、ATS、PPS(协议和参数选 择)等命令结构和编码 。 介绍数据传输过程中的分组（块）结构编码及操作。 介绍一个分组链传输的例子。
PICC #2
现在已完整，从UID0～UID7 SEL SEL 命令
’95’ NVB ’70’ CT UID0 UID1 UID2 BCC CRC-A SAK CRC-A
b1（× × 0 × × × × × ）b8 b3=0, UID 完整
“7”－最大字节数
卡应答SAK，指出UID完整，从Ready状态转换到Active状态
PCD <- PICC
信号接口小结
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
初始化和抗冲突特性
协议内容：
这一部分规定了邻近卡（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、REQ和ATQ命 令内容。 从多卡中选取其中的一张的方法，即如何抗冲突的。 初始化阶段的其它必须的参数。
Power-off
Power-off
等待 REQB 或 WUPB REQB 或 WUPB Y Y N AFI 匹配 N Idle
M＝000?
选择 N N>1 N=1 等待 Slot Marker 匹配 匹配时隙 送 ATQB REQB 或 WUPB REQB 或 WUPB Ready Requested
RFID常用编码
反向不归零(NRZ)编码、曼彻斯特(Manchester)编码、米勒 (Miller)编码、改进Miller编码等。
RFID常用调制与解调技术
ASK调制波形（幅移键控）
ASK解调波形
BPSK调制与解调（双相移键控）
PICC及PCD内部编解码与调制解调过程
PCD ->PICC（Type A）
信号能量及信号接口 主讲内容
信号能量 RFID常用编码、调制与解调技术 PICC及PCD内部运作的过程
信号能量
耦合IC卡的能量是通过发送频率为13.56MHz的 阅读器的交变磁场来提供。 阅读器产生的磁场必须在1.5A/m-7.5A/m之间。 两种阅读器和近耦合IC卡之间的数据传输方式： A型和B型。一张IC卡只需选择两种方法之一。 符合标准的阅读器必须同时支持这两种传输方 式，以便支持所有的IC卡。 阅读器在"闲置"的状态时能在两种通信方法之 间周期的转换。
b8 0 0 0 0 0 0 -
b7 0 0 1 1 1 1 -
b6 1 1 0 0 1 1 -
b5 0 1 0 1 0 1 -
b4 0 0 0 0 0 0 0 0
b3 0 0 0 0 1 1 1 1
b2 0 0 1 1 0 0 1 1
b1 0 1 0 1 0 1 0 1
含义 字节计数=2 字节计数=3 字节计数=4 字节计数=5 字节计数=6 字节计数=7 比特计数=0 比特计数=1 比特计数=2 比特计数=3 比特计数=4 比特计数=5 比特计数=6 比特计数=7
PICC #1
∵UID＝1
PICC #2
∵ UID＝2 ∴ coll＝4 PICC #2
SEL NVB 0001 ’93’
冲突发生之前被接收到的UID CLn的一部分再加上(0)b或(1)b
UID0 UID1 UID2 BCC
’24’
b1（0001 ）b4
UID0 UID1 UID2
只有卡2响应，故不冲突 BCC CRC-A SAK CRC-A
b1（× × 1 × × × × × ）b8 b3=1, UID不完整
SEL SEL 命令
’93’
NVB
CT
’70’ b1（00010001 ）b8
（3）Anticollision loop, cascade level 2（防冲突循环CL2）
SEL ’95’ NVB ’20’ UID3 UID4 UID5 UID6 BCC
进入能量场
发送 REQA
接收 A TQA
发送 WUPA
防碰撞循环
发送 HL TA
否 可以使用 A TS？
非 ISO/IEC 14443-4 协议
是 使用 ISO/IEC 14443-4 协议？ 是 发送 RA TS 接收 DECELECT 响应 否
接收 A TS
发送 DECELECT 请求
是
否
是 改变参数？
主讲内容：
以type a为代表，介绍PICC的几种状态 以type a为代表，引入一个抗冲突的实例，说明相关流程。 分type a和 type b两类，总体介绍抗冲突流程。
POWER OFF
IDLE (休闲)状态 REQA命令 防冲突循环 READY 状态 Select 命令 应用 ACTIVE 状态 HALT 命令 Wake-up 命令 HALT 状态
（× × ×‥ ×）b 发送的第1位（最低位）
（1）Request（PCD发送请求命令）
REQA
’26’
所有卡PICC应答ATQA ATQA PICC #1
卡＃1采用比特防冲突， b8b7=00, ∴UID＝1 卡＃2采用比特防冲突， b8b7=01, ∴UID＝2
b1（10000000 00000000）b16
以A类为代表的PICC状态图
TYPE A防碰撞环流程
例：假设在PCD场中有2张PICC卡，说明初始化和防冲突过程。 约定： 已知： PICC＃1的UID 大小：1，UID0=“10” PICC＃2的UID 大小：2 比特帧防冲突选择时序如图所示，操作分三阶段： PCD to PICC PICC to PCD
非接触式IC卡技术指标
参数 外形尺寸 存储容量 IS0标准卡85.72mm×54.03mm×0.76mm±容差 8Kbit,16个分区，每分区两组密码
工作频率
通讯速率 读写距离 读写时间
13.56MHz
106KBoud 2.5~10cm 1~2ms
工作温度
擦写寿命 数据保存 封装材料 封装工艺 执行标准 功能
b3 b3=0, UID 完整 b3=1, 还有部分UID CLn需确认
b2b1 RFU
如果UID不完整，PICC应保持READY状态并且PCD应以递增的串联级别来初始化 新的防冲突环。 如果UID完整，PICC应发送带有清空的串联比特的SAK并从READY状态转换到 ACTIVE状态。当提供了附加信息时，PICC应设置SAK的第6位b6。
规则1：位b7和b8编码了UID长度（单个、两个或三个） 规则2：b1、b2、b3、b4或b5中的一个应置为(1)b以指出比特帧防冲突。
b16 b15 b14 b13 b12 b11 b10 b9 b8 b7 UID 长 度 比 特帧 b6 b5 b4 b3 b2 b1
RFU
00 01 10
RFU 比特帧防冲突
„E0‟
开始的字节
参数FSDI、CID
CRC1 CRC2
参数字节 编码FSDI和CID
第三、四字节：校验码。
ATQA
PICC #2
b1（10000010 00000000）b16
（2）Anticollision loop, cascade level 1（防冲突循环CL1）
SEL NVB UID0 UID1 UID2 UID3 BCC ’93’ ’20’ PCD发防冲突命令 b1（00001000 ）b8 （此处为UID0编码：10H） CT UID0 UID1 UID2 BCC b1（00010001 ）b8（此处为CT编码：88H） First collision at bitpoint ＃4
ISO/IEC14443-4协议 ——学习总结
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
非接触式IC的工作原理 主讲内容
工作原理简介 IC卡技术指标及物理特性
非接触式IC的工作原理
交变的磁场 RF， 频率为13.56M LC谐振回路，共振，产生电荷，累积到2V以上，作为内部工作电压 PICC内的数据发射出去或接受读写器的数据 PCD对接收到的信号进行解调、解码后送至后台计算机
13.56M正弦载波
改进米勒 编码
100%ASK 调制
解调
解码Βιβλιοθήκη Baidu
PCD
PICC
PCD <- PICC
Manchester 解码 OOK 副载波解调 OOK 副载波调制 信号 正弦载波 ASK 解调 Manchester 编码
控制开关
OOK调制
847K副载波 PCD PICC
PICC及PCD内部编解码与调制解调过程
UID大小：1 UID大小：2 UID大小：3 UID CLn
UID0 UID1 UID2 UID3 BCC CT UID0 UID1 UID2 BCC UID3 UID4 UID5 UID6 BCC CT UID0 UID1 UID2 BCC CT UID3 UID4 UID5 BBC UID6 UID7 UID8 UID9 BCC UID CL1
否
发送 PPS 请求
接收 PPS 应答
交换传输数据
TYPE A
ISO/IEC 14443-4
支持 PPS？
ISO/IEC 14443-3
RATRS(请求ATS)命令：
第一字节：命令开始，编码为E0H。 第二字节：高4位为FSDI，用于编 码 PCD可接收的FSD(最大帧长). 低4位为CID(卡标识符),PICC寻址 的逻辑号编码 值为0-14，15为备 用。
Ready
等待 ATTRIB 匹配 或 HLTB ATTRIB Active DESELECT Halt WUPB HLTB
Ready Declared
Active
Halt
TYPE TYPEB防碰撞环流程 B防碰撞环流程
初始化和抗冲突小结
不同的防碰撞算法，对碰撞检测的要求会有不同，如 TYPE A 防碰撞是必须辨别碰撞在哪一位发生的，而对于 TPYE B的时隙 ALOHA算法，可以不必追究哪一位发生了 碰撞，只要判别在该时隙里是否发生碰撞即可。
校验位仅当 UID的数据 位为4字节时 （完整）才 有。
SEL
1字节
b b b b b b b b 8 7 6 5 4 3 2 1
1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1
NVB
1字节
UID CLn 数据位
0～4字节
BCC校验位
1字节
含义
选择串联 级别1 选择串联 级别2 选择串联 级别3
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
ATQA：在PCD发送请求命令（REQA）之后，所有PICC以其在两个数据字节中编码了可 用防冲突类型的请求应答（ATQA）表示同步地进行响应
最大级联CL 1 2 3 UID的字节 数 4 7 10 1 2 3
ATQA的 b8b7
UID的大小
SELECT 和ANTICOLLISION命令：用于防冲突循环，组成如下：
选择代码SEL（1字节） 有效位数量NVB（1字节）：规定了PCD所发送的CLn的有效位的数目 由NVB指定的UID CLn（0～40位）
0℃~50℃
>100,000次 >10年 PVC、ABS、PET、PETG、0.13mm铜线 超声波自动植线/自动碰焊 ISO 14443，ISO 10536 支持一卡多用
典型应用
企业/校园一卡通、公交储值卡、高速公路收费、停车场、小区/园 区管理等
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
UID CL2
1 0 0 1 所有其他
RFU
CT为级联标 志 ，编码为 88H BBC是检验字 节，以上4个字 节的异或。
UID CL3
NVB的编码（有效比特的数）
较高4位称为字节计数， 较低4位称为比特计数，
SAK的编码
b8b7 RFU b6 b6=1， PICC兼容 14443 b5b4 RFU
无论什么协议都需要判断是否发生了碰撞才能进行下一 步的操作，因此碰撞检测 是实现防碰撞算法和协议不可 少的重要环节。
主讲内容 非接触式IC的工作原理 信号能量及信号接口 初始化和抗冲突特性 数据传输协议
数据传输协议
主讲内容：
PICC的激活过程和解除激活的流程。 在流程图上分别介绍RATS、ATS、PPS(协议和参数选 择)等命令结构和编码 。 介绍数据传输过程中的分组（块）结构编码及操作。 介绍一个分组链传输的例子。
PICC #2
现在已完整，从UID0～UID7 SEL SEL 命令
’95’ NVB ’70’ CT UID0 UID1 UID2 BCC CRC-A SAK CRC-A
b1（× × 0 × × × × × ）b8 b3=0, UID 完整
“7”－最大字节数
卡应答SAK，指出UID完整，从Ready状态转换到Active状态