khz非接触式ic卡原理与应用(全)

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1、125KHz非接触式IC卡原理与应用(全)125KHz非接触式IC卡原理与应用第一部分：基本知识一、简介IC卡（IntegratedCircuitCard）经过20多年的发展，已广泛应用于金融、电信、保险、商业、国防、公共事业等领域。IC卡按外部接口设备的连接方式可分为接触式IC卡和非接触式IC卡（又称射频卡，RFID）两类。接触式IC卡，就是IC卡与外界进行数据通讯时，芯片的电极触点必须与IC卡读写设备直接连接；非接触式IC卡在使用时则无须与IC卡读写器设备直接连接，而是通过无线电波或电磁感应的方式实现与IC卡读写设备的数据通讯。在刷卡速度要求高，用卡环境

2、恶劣，污染严重等环境下，非接触式IC卡有着它特有的优势。非接触式IC卡成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，由于其高度安全保密、通信速率高、使用方便、成本日渐低廉等特点而得到广泛使用，主要应用于智能门禁控制、智能门锁、考勤机以及自动收费系统等。射频卡与接触式IC卡相比有以下优点：?可靠性高，无机械接触，从而避免了各种故障；?操作方便，快捷，使用时没有方向性，各方向操作；?安全和保密性能好，采用双向验证机制。读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡验证读写器的合法性。每张卡均有唯一的序列号。制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，

3、不可再更改，因此可以说世界上没有两张完全相同的非接触IC卡。射频卡根据使用频段的不同可分为低频卡和高频卡、超高频卡：?低频卡与读写器间通信使用的频段为低频段,常用频点有125kHz、134kHz；?高频卡、超高频卡与读写器间通信使用的频段为高频段,如13.56MHz、915MHz、2.45GHz等。按工作距离的不同也可分为近距离卡和远距离卡：?近距离卡与读写器之间的有效作用距离为几厘米到几十厘米以内；?远距离卡与读写器之间的有效作用距离可达一到十几米以上。按操作类型又可分为：低/高频只读型、低/高频无加密读写型、低/高频可加密读写型、多扇区独立加密应用型以及

4、用户自定义分区应用型等。目前，世界上较有影响、规模较大的RFID生产厂商很多，常用的标签芯片有飞利浦(Philips)公司的Mifare1S50/S70、UtraLightICU10、DESFireMF3ICD40、I·CODE1/2、Hitag1/2/s；德州仪器(TI)公司的TI_256/2048；爱特梅尔（AtmeL）公司的T5557、e5551；瑞士微电子(μEM)公司的EM41xx系列、EM4034、4035、4069、4135、4150、4450等；意法半导体（ST）公司的SR176、SRIX4K；英赛德（INSIDE）公司的PICOPASS2K

5、/16K/32K；台湾公司的TK41等等。另外还有瑞士Legic公司、德国英飞凌（Infineon）公司、西门子(Sieme)公司等，都有性能不错的RFID芯片供应市场。二、RFID系统构成一个最基本的RFID系统如图1所示，一般包括以下几个部份：1、RFID卡：RFID卡（标签）作为信息载体，存有目标物所有的相关信息以及与读头之间的交互加密认证信息等。2、RFID读写器：读写器一般由微处理器（MCU）、RFID基站芯片以及天线三部分构成，它是整个RFID系统的主体，负责读取和写入RFID卡内的信息。3、上位机（PC机）：上位机系统一般用来与读写器进行通信，

6、使得人机之间的交互更加直观和人性化，同时可以利用PC机丰富的接口资源和强大的存储、处理能力，对读写器进行网络接入、远程控制等操作。RFID读写器图1典型的RFID系统构成RFID系统以半双工方式在读写器与RFID卡之间双向传递读、写数据。在进行寻卡时,读写器通过天线向RFID卡片发送已编码的电磁波。进入读写器工作区域的RFID卡接收到此脉冲信号，获取能量，芯片中的射频接口模块由此获得电源电压、复位信号、时钟信号等，同时芯片中有关电路对此信号进行调制、解码、解密,然后对命令请求、密码认证、操作权限等进行判断。若为允许读命令,控制逻辑电路则从EEPROM中读取有

7、关信息，经加密、编码、调制后由卡内天线回送给读写器。读写器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至控制器处理。若为允许修改信息的写命令，相关控制逻辑对EEPROM中的内容进行改写。若经判断其对应的密码认证或权限不符，则返回出错信息，同时禁止任何进一步的非法读写操作。三、RFID常用的几种编码格式图2所示为几种RDID系统中常用的编码格式：数据时钟ACMCBC10111001图2125KHzRFID系统中常用的几种编码格式抗碰撞码（AC）主要应用在Philips公司的Hitag-s等卡中，为了防止处于同一读写器电磁场范围内的多个卡所发出信号发生碰撞而导致误码，

8、在卡的初始化阶段采用此编码格式。由于数据“1”和数据