TYPE B非接觸式IC卡防沖突原理的研究與實現

前　言

　　非接觸IC卡又稱射頻卡,是近幾年發展起來的一項新技術,同時也是射頻識別技術和IC卡技術有機結合的產物。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,可能會同時出現多張卡片。如何完成每張可工作卡片的識別,并且進行正確的通信,這正是非接觸智能卡的防沖突技術要解決的問題。

　　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天線組成的射頻電路、能量轉換模塊與微處理器系統組成。射頻電路主要用來完成卡與讀寫設備的通信;能量轉換模塊用來從接收的射頻信號中產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行通信,采用的是調幅的調制方式。在ISO1443 - 2國際標準中定義的TYPE B 通信協議規定,從讀寫器到卡的信號調制方式采用ASK 10%,編碼采用NRZ方式。從卡到讀寫器的信號調制方式采用BPSK,編碼采用BPSK曼徹斯特方式。TYPE B 采用的ASK 10%的調制方式信號無載波休止,因此更加穩定,并且可以滿足將來高速通信的要求。

　　3　多張卡片同時出現在終端操作范圍內時防碰撞的實現方法

　　3. 1　防沖突過程的指令

　　TYPE B的防沖突是讀卡器對進入其讀寫范圍內的有效卡片按一定的順序進行有條不紊的操作。在這個過程中,讀卡器始終處于主動狀態,通過一個命令集來管理與多張卡片的通信。卡片內部的操作系統,能夠對讀卡器發出的這組命令集進行處理。當讀寫器在檢測到沖突發生時,讀寫器必須執行相應的防沖突(Anticollision)過程,以識別出每一張工作卡片,并準備進入傳輸協議的更高層, 以進行后續的通信過程。ISO /IEC14443 - 3協議中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中的卡片,在指令中包含了AFI應用類標識符和時隙個數N 的信息,WUPB也可用于喚醒處于掛起狀態的卡片。

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

　　ATQB:用于對卡片接收到的REQB /WUPB和SLOTMARKER指令進行響應。它除了給出應用數據和卡上支持的協議信息以外,還給出了在防沖突過程中用于區分卡片的4個字節的卡片唯一標識號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議信息和用于多卡片通信環境下的唯一信道標識CID。ATB:卡片發出的對于ATTR IB指令的響應。

　　HLTB:用于將卡片置于HALT掛起狀態,處于掛起狀態的卡片只對WUPB響應。

　　ATH:卡片發出的對于HLTB指令的響應。