TYPE B非接觸式IC卡防沖突原理的研究與實(shí)現(xiàn)

前　言

　　非接觸IC卡又稱射頻卡,是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù),同時(shí)也是射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。非接觸IC卡與條碼卡、磁卡、接觸式IC卡比較,具有高安全性、高可靠性、使用方便快捷等特點(diǎn)?？ㄅc讀寫(xiě)器在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下也可完成操作,在讀寫(xiě)器天線的可識(shí)別范圍之內(nèi),可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn)多張卡片。如何完成每張可工作卡片的識(shí)別,并且進(jìn)行正確的通信,這正是非接觸智能卡的防沖突技術(shù)要解決的問(wèn)題。

　　2　TYPE B非接觸IC卡工作原理

　　非接觸式IC卡由包括電感線圈或小型高頻收發(fā)天線組成的射頻電路、能量轉(zhuǎn)換模塊與微處理器系統(tǒng)組成。射頻電路主要用來(lái)完成卡與讀寫(xiě)設(shè)備的通信;能量轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)從接收的射頻信號(hào)中產(chǎn)生卡片工作所需的時(shí)鐘信號(hào)和電源能量,其基本的工作原理是基于射頻識(shí)別技術(shù)RF ID, RF場(chǎng)的工作頻率為13. 56 MHz,讀寫(xiě)器與卡之間采用異步半雙工方式進(jìn)行通信,采用的是調(diào)幅的調(diào)制方式。在ISO1443 - 2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中定義的TYPE B 通信協(xié)議規(guī)定,從讀寫(xiě)器到卡的信號(hào)調(diào)制方式采用ASK 10%,編碼采用NRZ方式。從卡到讀寫(xiě)器的信號(hào)調(diào)制方式采用BPSK,編碼采用BPSK曼徹斯特方式。TYPE B 采用的ASK 10%的調(diào)制方式信號(hào)無(wú)載波休止,因此更加穩(wěn)定,并且可以滿足將來(lái)高速通信的要求。

　　3　多張卡片同時(shí)出現(xiàn)在終端操作范圍內(nèi)時(shí)防碰撞的實(shí)現(xiàn)方法

　　3. 1　防沖突過(guò)程的指令

　　TYPE B的防沖突是讀卡器對(duì)進(jìn)入其讀寫(xiě)范圍內(nèi)的有效卡片按一定的順序進(jìn)行有條不紊的操作。在這個(gè)過(guò)程中,讀卡器始終處于主動(dòng)狀態(tài),通過(guò)一個(gè)命令集來(lái)管理與多張卡片的通信?？ㄆ瑑?nèi)部的操作系統(tǒng),能夠?qū)ψx卡器發(fā)出的這組命令集進(jìn)行處理。當(dāng)讀寫(xiě)器在檢測(cè)到?jīng)_突發(fā)生時(shí),讀寫(xiě)器必須執(zhí)行相應(yīng)的防沖突(Anticollision)過(guò)程,以識(shí)別出每一張工作卡片,并準(zhǔn)備進(jìn)入傳輸協(xié)議的更高層, 以進(jìn)行后續(xù)的通信過(guò)程。ISO /IEC14443 - 3協(xié)議中TYPE B用于防沖突過(guò)程的指令如下:

　　REQB /WUPB:用于查詢天線工作區(qū)中的卡片,在指令中包含了AFI應(yīng)用類標(biāo)識(shí)符和時(shí)隙個(gè)數(shù)N 的信息,WUPB也可用于喚醒處于掛起狀態(tài)的卡片。

　　SLOTMARKER:用于對(duì)處于指令中所包含的時(shí)隙N 的卡片發(fā)出查詢命令。

　　ATQB:用于對(duì)卡片接收到的REQB /WUPB和SLOTMARKER指令進(jìn)行響應(yīng)。它除了給出應(yīng)用數(shù)據(jù)和卡上支持的協(xié)議信息以外,還給出了在防沖突過(guò)程中用于區(qū)分卡片的4個(gè)字節(jié)的卡片唯一標(biāo)識(shí)號(hào)PUP I。

　　ATTR IB:用于選擇指令中的PUP I所指定的卡片。同時(shí)也給出了讀寫(xiě)器端的協(xié)議信息和用于多卡片通信環(huán)境下的唯一信道標(biāo)識(shí)CID。ATB:卡片發(fā)出的對(duì)于ATTR IB指令的響應(yīng)。

　　HLTB:用于將卡片置于HALT掛起狀態(tài),處于掛起狀態(tài)的卡片只對(duì)WUPB響應(yīng)。

　　ATH:卡片發(fā)出的對(duì)于HLTB指令的響應(yīng)。