科技小论文--余红霞

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1、关于“非接触式IC卡”的研究报告黄洋小学余红霞一、提出背景：IC(集成电路)卡于1974年诞生于法国，当时有位叫罗兰•莫雷诺(RolandMoreno)的工程师为了将一些个人信息存放在一个便于携带、保存的存贮媒体上，提出了将一个集成电路芯片嵌装于一块塑料基片上构成一张存贮卡的想法，并按此方法做了一张卡片，这就是世界上第一张IC卡。但是由于当时集成电路技术水平有限，市场也没有形成迫切的需要，这种想法并没有立即付诸实施，后来随着集成电路技术的发展，芯片的集成度、容量、安全性都得到了很大的提高，尤其是EEPROM技术的成熟，使得IC卡的生产、应用成为现实。目前，以欧洲为中心的IC卡市场

2、已发展成为世界性的市场。随着社会的高速发展，IC卡凭借其优越的性能，广泛应用于各个行业。生活中，为我们带来了诸多便捷，但同时也带来了许多麻烦，卡多、繁琐、易丢失，是大多数使用者最主要的烦恼。对于学生来说，校园门禁卡与食堂所使用的饭卡经常丢失，让许多学生苦不堪言。既然这样，如果能将各类IC卡整合在一起，以一种便于携带且不易丢失的形式出现在使用者手中，那么这些问题便迎刃而解了。联想到当下流行使用的智能手环，能不能将IC卡做成手环呢？这涉及到了一个全新的研究和使用领域—非接触式IC卡。非接触式IC卡(又称射频卡)技术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、磁电技术

3、、计算机技术和IC卡技术结合起来，解决了无源(卡中无电源)、低功耗和免接触这一难题，克服了接触式IC卡由于存在机械接触，容易造成磨损以及由于接触而产生各种故障的问题。总的来说，非接触(感应)式IC卡具有以下优越性能:１、操作方便、快捷由于采用非接触无线通讯，读写器对在感应范围内的卡就可以进行操作，免去了插拔卡，所以非常方便用户使用;而且非接触卡在使用时既没有正反面之分也没有方向性与角度限制，卡片可以随意方向掠过读写器表面，完成一次操作仅需0.1秒，这就大大提高了每次使用的速度。２、抗干扰性高非接触式IC卡中有快速防冲突机制，能有效防止卡片之间出现数据干扰，在多卡同时进入读写范围内

4、时，读写设备可一一对卡进行处理。这提高了应用的并行性，也无形中提高了系统工作的速度。３、可靠性高非接触式IC卡与读写器之间没有机械接触，这就从根本上消除了由于接触读写而产生的各种故障;而且卡中的IC芯片和感应天线完全密封在标准的PVC中，这也进一步提高了应用的可靠性和卡的使用寿命。４、高安全性非接触式卡的序列号是唯一的，制造商在产品出厂前已将此序列号固化在芯片中，不可以更改;非接触式卡与读写器之间采用双向互认验证机制，即读写器要验证IC卡的合法性，IC卡也要验证读写器的合法性;非接触式IC卡在数据交换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;此外，卡中各个区

5、域都有自己的操作密码和访问条件。５、适合于多种应用非接触式IC卡的存贮结构特点使其可以做到一卡多用，能应用于不同的场合或系统，例如，企业或机关内部员工“一卡通”，可用作考勤、食堂就餐、电话管理、停车场、门禁等;校园“一卡通”，可用作学生证、借书证、消费卡、门禁“铜匙”7等，此时用户可根据不同的应用设置不同的密码和访问条件。６、适应于多种要求非接触式IC卡系统可根据环境与应用对象的不同而做到作用距离不同，如用于高速公路或一般路、桥收费，可选用作用距离为0.6m—20m的系统，如用于电子钱包或公交收费，可选用作用距离仅几厘米的系统。系统配置相当灵活多样。二、构造及理论基础：（一）非接

6、触式IC卡的基础构造非接触式IC卡又称射频卡．通过无线电波与读写设备进行数据交换，不需要电气接触，主要用在读写频率高、环境恶劣得而场合，卡中的集成电路除了带加密逻辑、串行EEPROM、微处理器外，还带有射频收发及相关电路。一个典型的非接触式IC卡的构造如图１所示，为了制造出非接触式IC卡需要五张PVC（Polyvinylchloride，聚氯乙烯）薄膜：一张冲压成形的厚度为的承载薄膜，两张厚度为的保护薄膜，两张厚度为的覆盖薄膜。图１　典型非接触式IC卡的构造射频识别是无线电频率识别的简称,即通过无线波进行识别。非接触卡采用射频识别技术,将数据存储在电子数据载体之中,电子数据载体简

7、称应答器。应答器的能量供应以及应答器与阅读器之间的数据交换不是通过电流的触点接通而是通过磁场或电磁场,这方面采用了无线电和雷达技术。射频识别系统一般由以下两部分组成：应答器：应答器应放置在要识别的物体上；阅读器：阅读器可以是读或写/读装置,取决于所用的结构和技术。典型的非接触式IC卡阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及与卡连接的耦合元件，如图2所示。由高频模块和耦合元件发送电磁场，以提供非接触式IC卡所需要的工作能量以及发送数据给卡，同时接收来自卡的数据。此外，大