非接觸式IC卡課件

出入控制系統1出入控制系統組成出入憑證（接觸卡、感應卡、密碼、人體生物特征）

對憑證作識別（識別方法、錯識率、拒識率）2數據采集技術 條形碼系統包括條形碼標志（由一組規則排列的條、空以及對應的字符組成的標記。）、條形碼閱讀器（用于解釋條形碼標志）和條形碼打印機（將條形碼可靠準確地打印在標簽、紙片或揀貨/送貨文書上）。條形碼系統34條形碼優點1.可靠準確。有資料可查鍵盤輸入平均每300個字符一個錯誤，而條碼輸入平均每15000個字符一個錯誤。如果加上校驗為位出錯率是千萬分之一。2.數據輸入速度快。鍵盤輸入，一個每分鐘打90個字的打字員1.6秒可輸入12個字符或字符串，而使用條碼，做同樣的工作只需0.3秒，速度提高了5倍。3.經濟便宜。4.靈活、實用。條碼符號作為一種識別手段可以單獨使用，也可以和有關設備組成識別系統實現自動化識別5.設備簡單。條碼符號識別設備的結構簡單，操作容易，無需專門訓練。6.易于制作。5標準版商品條碼所表示的代碼由13位數字組成，其結構如下：

結構一：X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1，其中：X13……X7廠商識別代碼；X6……X2表示商品項目代碼；X1校驗碼。

6常用編碼方式1）UPC碼2）EAN碼3）交叉25碼4）39碼5）庫德巴碼6）128碼7）93碼8）49碼7條形碼的識別原理由于不同顏色的物體，其反射的可見光的波長不同，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光，所以當條形碼掃描器光源發出的光經光闌及凸透鏡１后，照射到黑白相間的條形碼上時，反射光經凸透鏡２聚焦后，照射到光電轉換器上，于是光電轉換器接收到與白條和黑條相應的強弱不同的反射光信號，并轉換成相應的電信號輸出到放大整形電路．白條、黑條的寬度不同，相應的電信號持續時間長短也不同．但是，由光電轉換器輸出的與條形碼的條和空相應的電信號一般僅１０ｍＶ左右，不能直接使用，因而先要將光電轉換器輸出的電信號送放大器放大．放大后的電信號仍然是一個模擬電信號，為了避免由條形碼中的疵點和污點導致錯誤信號，在放大電路后需加一整形電路，把模擬信號轉換成數字電信號，以便計算機系統能準確判讀．

8讀卡器9條形碼打印機10貼標簽機1112131415161718磁卡磁卡(MagneticCard)

磁卡以液體磁性材料或磁條為信息載體，將液體磁性材料涂復在卡片上或將寬約6-14mm的磁條壓貼在卡片上。磁條上有三條磁道，前兩條磁道為只讀磁道，第三條磁道為讀寫磁道，如記錄帳面余額等。磁卡的信息讀寫簡單容易，并進入了多個應用領域，如電話預付費卡、收費卡、預約卡、門票、儲蓄卡、信用卡等。1920IC卡IC卡全稱是集成電路（IntegratedCircuit）卡，它將集成電路芯片鑲嵌于塑料基片上，利用集成電路的可存儲特性，保存、讀取和修改芯片上的信息。21智能卡基礎自1972年法國人羅蘭·莫雷諾(RolandMoreno)首先提出IC卡的設想，1976年法國布爾(Bull)公司研制出世界第一張IC卡以來，IC卡技術飛速發展，已經形成一涉及全球眾多著名電子巨頭的新興技術產業。國際標準化組織(ISO)與國際電工委員會(IEC)的聯合技術委員會(JTC1)為之制定了一系列的國際標準、規范，極大地推動了IC卡的研究和發展。目前，IC卡的應用已遍布全球。據統計，僅2000年，全球就發行IC卡36億張，2003年達63億張。22卡的外形尺寸是85.6mm×53.98mm×0.76mm，與銀行所使用的磁卡相同。當然，也可封裝為標簽、紐扣、鑰匙、飾物等特殊形狀，也被稱為智能(IC)卡。23在智能卡推出之前，從世界范圍來看，磁卡已得到廣泛應用。為了從磁卡平穩過渡到智能卡，通常在智能卡上仍貼有磁條，為此，卡中封裝集成電路芯片的位置受到磁條位置的限制。圖1為IC卡的外觀圖，正面左側的小方塊中封裝有集成電路芯片，其下面為簽名條；最下面為凸印字符，用于壓印帳單；背面上部有磁條。正面還可印刷各種文字、圖案、照片等。卡的尺寸、觸點位置與用途、磁條的位置及數據格式等均有相應的國際標準予以明確規定。24圖1智能(IC)卡的外觀25智能卡的分類

1．按鑲嵌芯片的不同分類按卡內鑲嵌芯片的不同可將智能卡分為存儲器卡、邏輯加密卡和CPU卡三類。

1)存儲器卡存儲器卡卡內嵌入的芯片為存儲器芯片，這些芯片多為通用EEPROM(或FlashMemory)；無安全邏輯，可對片內信息不受限制地任意存取；卡片制造中也很少采取安全保護措施；不完全符合或支持ISO/IEC7816國際標準，而多采用2線串行通信協議(I2C總線協議)或3線串行通信協議。存儲器卡功能簡單，沒有(或很少有)安全保護邏輯，但價格低廉，開發使用簡便，存儲容量增長迅猛，因此多用于某些內部信息無需保密或不允許加密(如急救卡)的場合。26

2)邏輯加密卡邏輯加密卡由非易失性存儲器和硬件加密邏輯構成，一般均為專門為IC卡設計的芯片，具有安全控制邏輯，安全性能較好；同時采用ROM、PROM、EEPROM等存儲技術；從芯片制造到交貨，均采取較好的安全保護措施。邏輯加密卡有一定的安全保證，多用于有一定安全要求的場合，如保險卡、加油卡、駕駛卡、借書卡、IC卡電話、小額電子錢包等。27

3)CPU卡

CPU卡也稱智能卡、保密微控制器卡、加密微控制器卡(片內帶加密協處理器)，在IC卡家族中出現最晚，也最具生命力。CPU卡的硬件構成包括CPU、存儲器、卡與讀寫終端通信的I/O接口及加密運算協處理器CAU，ROM中則存放有COS(片內操作系統)。由于CPU卡具有很高的數據處理和計算能力以及較大的存儲容量，因此應用的靈活性、適應性較強。同時，CPU卡在硬件結構、操作系統、制作工藝上采取了多層次的安全措施，這保證了其極強的安全防偽能力。它不僅可驗證卡和持卡人的合法性，而且可鑒別讀寫終端，已成為一卡多用及對數據安全保密性特別敏感場合的最佳選擇，如金融信用卡、手機SIM卡等。28

2．根據卡與外界數據交換界面的不同分類根據卡與外界數據交換界面的不同可將智能卡分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡。接觸式IC卡以符合ISO/IEC7816標準的多個金屬觸點為卡芯片與外界的信息傳輸媒介，成本低，實施相對簡便；非接觸式IC卡則不用觸點，而是借助無線收發傳送信息，因此在前者難以勝任的交通運輸等諸多場合有較多應用。此外，還有兼備接觸式和非接觸式兩種接口的組合卡。2930接觸式IC卡外觀31IC卡在使用時，必須對出廠的IC卡進行初始化（即加密），目的是在出廠后的IC卡內生成不可破解的一卡通系統密鑰，以保證一卡通系統的安全發放機制。

32非接觸式IC卡，即射頻卡或感應卡，它成功地將射頻識別技術結合起來，解決了無源和免接觸這一難題，是電子器件領域的一大突破。

非接觸卡內含有唯一的獨立的卡號，使用時，技術人員需在讀卡器有效讀區內（一般5-10CM）將卡片輕輕一晃，便將卡內信息輸入讀器內，實現考勤、收費管理。

33非接觸式IC卡

卡片的電氣部分由一個元件和AISC（標準芯片電路設計）組成，沒有其他的外部器件，卡片中的天線是只有線圈，很適合封狀到ISO卡片中。ASIC由一個高速（106KB波特率）的接口，一個控制單元和一個810位EEPROM組成。以MIAREI為例，讀卡器向IC發一組固定頻率的電磁波，卡內有一個IC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器的頻率相同，這樣便產生電磁共振，從而使電容內有了電荷，在電容的另一端接有一個單向通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存，當儲存積累的電荷達到2V時，此電源可作電源為其他電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接收讀寫器的數據。34非接觸式IC卡非接觸式IC卡又稱射頻卡，由IC芯片、感應天線組成，封裝在一個標準的PVC卡片內，芯片及天線無任何外露部分。是世界上最近幾年發展起來的一項新技術,它成功的將射頻識別技術和IC卡技術結合起來,結束了無源(卡中無電源)和免接觸這一難題,是電子器件領域的一大突破.卡片在一定距離范圍(通常為5—10mm)靠近讀寫器表面，通過無線電波的傳遞來完成數據的讀寫操作。35深圳公交卡36非接觸性智能卡內部分區非接觸性智能卡內部分為兩部分:系統區(CDF)用戶區(ADF)系統區:由卡片制造商和系統開發商及發卡機構使用。用戶區:用于存放持卡人的有關數據信息。37與接觸式IC卡相比較,非接觸式卡具有以下優點:⑴可靠性高⑵操作方便⑶防沖突⑷可以適合于多種應用⑸加密性能好38非接觸式IC卡由IC芯片，感應天線組成，并完全密封在一個標準PVC卡片中，無外露部分。非接觸型IC卡本身是無源體，當讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發出的信號由兩部分疊加組成:一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與其本身的L/C產生諧振，產生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結合數據信號，指揮芯片完成數據、修改、存儲等，并返回給讀寫器。由非接觸式IC卡所形成的讀寫系統，無論是硬件結構，還是操作過程都得到了很大的簡化，同時借助于先進的管理軟件，可脫機的操作方式，都使數據讀寫過程更為簡單。39IC卡與磁卡的比較磁卡自20世紀60年代末問世以來，就因其簡單、價廉、使用方便而在金融、郵電等領域得以廣泛運用。但由于它依靠容量有限的外露磁條存儲信息，因此在保密性、抗損性、可靠性及脫機工作等方面存在諸多不足。由于美國等國已建立了基于磁卡的強大的授權通信網絡，難以拋棄已有的大量設備資源，因此目前在金融領域仍主要采用磁卡。而歐洲各國(如法國、芬蘭等國)的IC卡應用則比較普遍，技術水平也較為領先。然而，隨著芯片技術的迅猛發展，IC卡憑借其3S(Standard、Smart、Security，即標準、智能、安全)優勢將逐步替代磁卡的趨勢已成為共識。40相對于磁卡，IC卡具有以下特點：

(1)存儲容量大：可存儲文字、圖像、聲音等各種信息。

(2)安全性高：物理層、硬件、軟件三方面均采取了相應的安全策略。

(3)對網絡要求不高：其安全性決定了可以脫機/非實時聯機使用。41讀卡器電路圖4243ID卡ID卡全稱身份識別卡（IdentificationCard），是一種不可寫入的感應卡，含固定的編號，主要有臺灣SYRIS的EM格式、美國HID、TI、MOTOROLA等各類ID卡。

44ID卡是一種特殊的IC卡ID卡即為THRC12/13只讀式非接觸IC卡，它靠讀卡器感應供電并讀出存儲在芯片EEPROM中的唯一卡號，卡號在封卡前一次寫入，封卡后不能更改。無源和免接觸是該芯片兩個最突出的特點，射頻接口電路是關鍵的核心技術，它從讀卡器接收射頻能量，為芯片產生電源和時鐘，并采用相移鍵控和加載調幅等技術實現卡與讀卡器間的無線通訊。非接觸式ID卡具有操作方便、快捷、可靠等突出優點，獲得了廣泛應用。4546IC卡系統與ID卡系統的比較1.安全性:2.可記錄性:3.存儲容量:4.脫機與聯網運行:5.一卡通擴展應用:6.智能化系統的維護和運行:

47◆芯片：PhilipsMifare

1S50◆存儲容量：8Kbit，16個分區,每分區兩組密碼◆工作頻率：13.56MHZ◆通訊速度：106Kboud◆讀寫距離：2.5—10CM◆讀寫時間：1-2MS◆工作溫度：-20℃-85℃◆擦寫次