TYPE B非接觸式IC卡防沖突原理的研究與實現(xiàn)

前　言

　　非接觸IC卡又稱射頻卡,是近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù),同時也是射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)有機結(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。卡與讀寫器在相對運動的情況下也可完成操作,在讀寫器天線的可識別范圍之內(nèi),可能會同時出現(xiàn)多張卡片。如何完成每張可工作卡片的識別,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。射頻電路主要用來完成卡與讀寫設(shè)備的通信;能量轉(zhuǎn)換模塊用來從接收的射頻信號中產(chǎn)生卡片工作所需的時鐘信號和電源能量,其基本的工作原理是基于射頻識別技術(shù)RF ID, RF場的工作頻率為13. 56 MHz,讀寫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國際標(biāo)準(zhǔn)中定義的TYPE B 通信協(xié)議規(guī)定,從讀寫器到卡的信號調(diào)制方式采用ASK 10%,編碼采用NRZ方式。從卡到讀寫器的信號調(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)制方式信號無載波休止,因此更加穩(wěn)定,并且可以滿足將來高速通信的要求。

　　3　多張卡片同時出現(xiàn)在終端操作范圍內(nèi)時防碰撞的實現(xiàn)方法

　　3. 1　防沖突過程的指令

　　TYPE B的防沖突是讀卡器對進(jìn)入其讀寫范圍內(nèi)的有效卡片按一定的順序進(jìn)行有條不紊的操作。在這個過程中,讀卡器始終處于主動狀態(tài),通過一個命令集來管理與多張卡片的通信。卡片內(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)讀寫器在檢測到?jīng)_突發(fā)生時,讀寫器必須執(zhí)行相應(yīng)的防沖突(Anticollision)過程,以識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)的通信過程。ISO /IEC14443 - 3協(xié)議中TYPE B用于防沖突過程的指令如下:

　　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)識符和時隙個數(shù)N 的信息,WUPB也可用于喚醒處于掛起狀態(tài)的卡片。

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

　　ATQB:用于對卡片接收到的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程中用于區(qū)分卡片的4個字節(jié)的卡片唯一標(biāo)識號PUP I。

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

　　ATH:卡片發(fā)出的對于HLTB指令的響應(yīng)。