比微波信号频率低的无线电波信号可用于能量和信息的传递。非接触IC 卡是一种借助无线电波进行读写的IC 卡,最大操作距离达20 ~30mm,主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统,也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。非接触IC 卡采用国际公认的Mifare 标准,其卡号在世界上是唯一的。读写器与IC 卡实施双向密码鉴别制,读写器识别IC 卡的合法性,能防止多卡冲突,IC 卡能识别读写器,还可限制读写器的读写权限。
非接触公交IC 卡的组成包括感应天线和IC 芯片,其组成框图如图9-13 所示,将其嵌入符合ISO7816 标准的卡片中,与读写器之间通过频率为13.56MHz+7kHz 的无线电波来完成读写传输。数据位(bit)“1”“0”以不同电平幅度调制(ASK 幅移键控)在载波上,1个数据位(bit)调制128 个载波振荡波形,数据传输率为13.56M/128≈106k(bit/s),不易受温度、紫外线、X 射线、交流电磁场等外界因素的影响。
图9-13 非接触公交IC 卡组成框图
感应天线是几圈金属线圈,靠近卡片四周边缘精细封装在PVC 卡片中。IC 芯片由RF接口、IC 芯片接口电路、微处理器、RAM、ROM 和一个1KB 的EEPROM 组成,通过导线与天线线圈的两个端口相连。RAM 提供微处理器操作系统COS(Card Operation System,即IC 卡操作系统)用于存放数据,通常不超过256B;ROM 用于存放程序;EEPROM 用于存放各种信息、密码和应用文件。(www.daowen.com)
1KB 的EEPROM 分16 个区,每区分4 块,每块16 字节。除00 区保留做专用外,其他各区均可单独使用。公交卡用01 区作用户储值,其中第0 块存放用户身份信息,第1 ~2 块存放用户金额,第3 块存放两套6 字节密码和4 字节读写访问条件。
当IC 卡靠近读写器时,卡内天线接收由读写器发射的电磁波,并将其转换为高频电流。RF 接口有一个LC 并联谐振电路,对高频电流谐振,以获得谐振电压输出。输出电压通过一个单向导通的电子泵,转换为直流电压,对另一个电容充电。当该电容充电电压达到2V 时,可作为电源向卡上其他电路提供工作电压,将卡内数据通过RF 接口转换为射频信号发射出去,接受读写器发射来的数据,送微处理器对EEPROM 存放的各种信息进行读写操作。
非接触公交IC 卡读写器能读写符合ISO7816 标准的IC 卡,由天线和1 片Mifare 卡专用的读写处理芯片(MMM 微模块)组成。非接触公交IC 卡读写器包括RF 接口、IC 卡接口、写单元、微处理器、RAM、ROM、EEPROM 以及与主机接口等,其组成框图如图9-14 所示。其功能包括射频信号处理、密钥安全管理、防多卡冲突、对IC 卡信息读写、读写信息存入存储器,通过RS-232 串行接口与主机信息交换。全部工作可在0.1s 时间里完成。单机独立使用的IC 卡读写器和手持式IC 卡读写器无须与主机接口单元,但要配置足够容量的存储器,信息能保存10 年以上。
图9-14 非接触公交IC 卡读写器组成框图
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