非接触式IC卡读卡器硬件的设计
摘要：本文以AT89C52单片机作为微控制器，基于MFRC500模块设计了非接触式IC卡读卡器。阐述了该读卡器的相应的硬件设计。
关键词：AT89C52 MFRC500 IC卡读卡器
非接触式IC卡是IC卡领域的一项新兴技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。由于非接触式IC卡具有操作快捷、抗干扰性强、工作距离远、安全性高、便于“一卡多用”等特点，在自动收费、身份识别和电子钱包等领域具有接触式IC卡所无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。非接触式IC卡读卡器是非接触式IC卡应用系统的关键设备之一。本文以MF RC500为核心，结合AT89C52等设计了一套单片机控制非接触式IC卡操作的硬件结构，它可以应用于门禁控制、电子消费场合，如食堂售饭、公交和地铁电子售票等场合。
读卡器的硬件设计
一、单片机选择
AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含4K bytes的可反复擦写的Flash只读程序内存和128bytes的随机存取数据存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可以提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用各种控制领域。
二、电源
一个系统电源的设计，要考虑到整个系统中各部分硬件的电压需求，电流需求等综合因素。本硬件系统中，各个设备都是+5V供电，所以可以只设计一个+5V 的电源产生电路。
元件7805的作用是对外界输入的稍微大于5V的电压进行稳压作用，输出端OUT输出稳定的+5V电压以供各个设备使用使用。电路中用到了很多电容，它们都是起到滤波的作用，滤除系统需要的稳定直流电压外的其它成分。220uf 的电容主要起到减少电压纹波的作用，0.1uf的电容起到滤除电压中的高频谐波的作用。
三、读卡芯片的选择
MFRC500是Philips公司开发的非接触式智能卡读卡器芯片系列中的一种，是13.56MHz非接触式CI卡中高集成度读卡器中的一员，它与MFRC531、MFRC530和SLRC400的引脚都是兼容的。
1 绪论 1．1 课题的研究背景 工业3.0将世界带入信息化的时代，信息技术的发展日新月异，一个以电子商务为主要特征的经济时代成为主要潮流，智能射频卡是一种将用户数据最快捷地送入到环球信息互联网并获得信息的最有用的工具，智能IC卡成为了人们身份识别和实现电子支付的手段，影响了我们生活工作的方式。智能IC卡与普通磁卡对比具有更高的安全性，所以，对智能IC卡的功能进行研究是非常有意义的。 智能IC卡,又是CPU卡。顾名思义, 这种卡片上集成了存储器、通信接口及CPU，具有存储数据、对外交流和数据处理的能力,因此，又是一片卡上的单片机系统。为了使这一系统中的硬件和软件资源充分得到利用, 卡上存放了进行数据读写和安全通信的协议,以及管理这些程序的Chip Operating system卡上操作系统。这操作系统是按照IC卡性能特征而专门设计的操作系统，它极大地不同于计算机上常见的DOS和WINDOWS 等操作系统，IC 卡存储器的容量大小和CPU的性能的限制着Chip Operating system卡上操作系统。主要功能是:控制IC卡与读卡器的数据交流;管理IC卡上各种存储器;在IC卡内执行读写器发来的各种操作命令。有了CPU与COS系统,成就了智能IC卡。所以，智能射频卡具有超强的管理性能,提供很高的数据安全性和可靠性[1]。 1.2 非接触式IC卡 1.2.1 非接触式IC卡的简介 非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无外露部分[2]。它是全球上最近发展成熟的一项技术，射频识别技术和IC卡技术被成功地结合起来，解决了无源和非接触这一难题，无源即卡中没有电源，这是电子科学领域的一大突破[2]。卡片接近读写器天线产生电磁场的一定空间范围 (通常为50—100mm)，通过电磁波的发送来完成数据的读写操作。 1.2.2 非接触式IC卡的特点 （1）操作快捷 卡与读卡器之间的通讯是非接触的。不用定向使用和插拔卡。操作时，卡也可
非接触式IC卡（射频卡或感应卡）原理 2007年10月07日星期日下午 07:26 简介 非接触式IC卡，即射频卡或感应卡，它成功地将射频识别技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。 非接触卡内含有唯一的独立的卡号，使用时，技术人员需在读卡器有效读区内（一般5-10CM）将卡片轻轻一晃，便将卡内信息输入读器内，实现考勤、收费管理。 非接触式IC卡的工作原理如下： 卡片的电气部分由一个元件和AISC组成，没有其他的外部器件，卡片中的天线是只有线圈，很适合封状到ISO卡片中。ASIC由一个高速（106KB波特率）的接口，一个控制单元和一个810位EEPROM组成。以MIAREI为例，读卡器向IC发一组固定频率的电磁波，卡内有一个IC串联谐振电路，其频率与读写器的频率相同，这样便产生电磁共振，从而使电容内有了电荷，在电容的另一端接有一个单向通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当储存积累的电荷达到2V时，此电源可作电源为其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器的数据。 一、非接触式IC卡 非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破.卡片在一定距离范围(通常为5—10mm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。 1. 非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。 二者之间的通讯频为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器,完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。 2. 非接触性智能卡内部分区 非接触性智能卡内部分为两部分:系统区(CDF)用户区(ADF) 系统区:由卡片制造商和系统开发商及发卡机构使用。 用户区:用于存放持卡人的有关数据信息。 3. 与接触式IC卡相比较,非接触式卡具有以下优点:
非接触式IC卡读卡器原理和优点 原理：非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围(通常为5—10mm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。 优点： 1．可靠性高，可防止因插卡、灰尘油污导致的各种故障；卡外表无裸露的芯片，无芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题；操作方便快捷，有效范围内即可对卡片操作；无方向性；提高了识读速度，卡与读写器之间无机械接触。 2．防冲突（自动分辨能力）射频卡有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，读写器可同时处置多张感应卡。 3．操作方便，由于非接触通讯，读写器在10CM范围内就可以对卡片操作，一般读卡距离是根据机具不同而定。所以不必插拨卡，非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以在任意方向掠过读写器表面，既可完成操作，这大大提高了每次使用的速度。 4．应用范围广，射频卡的存储器结构特点使其可一卡应用于不同的系统，用户根据不同的应用可设定不同的密码和访问条件 5．加密性能好，双向验证机制，各扇区均有操作密码和访问条件。
＿ 非接触式IC卡读卡器的设计 摘要：介绍了非接触式ic卡和非接触式ic卡的特点，对采用国际标准：ISO/IEC 14443 TYPE A的读卡器系统的特征做了介绍，详细分析了TypeA型常用的卡片MF1 IC S50和射频读卡集成芯片RC500，并介绍了针对射频读卡集成芯片RC5000的读卡芯片接口电路的设计, 包括读卡芯片部分电路，微处理器电路。简单介绍了读卡器的软件设计。 关键词：非接触式ic卡；TYPE A型读卡器；射频读卡集成芯片RC500 第一章非接触式IC卡概论 1.1 非接触式IC卡 非接触式IC卡(CICC一ContaetlessIntegatedCireuitCard)也称为无触点集成电路卡、射频卡或非接触式智能卡。该类卡与IC卡设备无电路接触，而是通过非接触式的读写技术进行读写（如光或无线技术）。其内嵌芯片除了CPU、逻辑单元、存储单元外，增加了射频收发电路。国际标准ISO/IEC10536、ISO/IEC14443等标准，系列阐述了对非接触式IC卡的规定。该类卡一般用在使用频繁、信息量相对较少、可靠性要求较高的场合[1]。 1.2 非接触式IC卡的主要特点 由于非接触式IC卡与读写器间的通信是借助“空间媒介”电磁波进行，不存在机动机构和电触点。因此，在保留接触式IC卡原有的优点的同时，又具备如下诸多特点[2]。 （1）操作便利快捷；(2)可靠性高，寿命长；(3)防伪性好；(4)安全性好；(5)抗干扰能力强；(6)一卡多用；(7)隐蔽性。 第二章 TYPE A型读卡器的射频电路设计当今世界上非接触式IC智能射频卡（内建MCU，ASIC等）中的主流主要为PHILIPS 公司的MIFARE技术，已经被制定为国际标准：ISO/IEC 14443 TYPE A标准。 采用该标准设计的读卡器系统具有以下特性： 1．非接触式IC卡与读写器之间非机械接触。 2、表面没有裸露器件，不会因为污损、弯曲而损坏IC卡。卡本身是无源件，体积小，耐用可靠。 3、读写器不需要卡座，可以完全放置在盒子内。 4、使用时没有方向性，卡可以从任意方向掠过读写器表面，完成读写工作。 5、读写器与IC卡的无线通讯联系。 6、读写器与IC卡实施双向密码鉴别制，采用三级DES算法验证。读写器识别IC卡的合法性，IC卡能识别读写器，还可规定读写器的读写权限。 7、非接触式IC卡的发行有严格的规则。采用国际公认的mifare标准，其卡号的唯一性，在世界上是唯一的。其次，将密码一部分保存在读写器里，一部分放在卡上，保证系统的高度保密性[3]。 由于以上特点，因此该系统在非接触式IC卡应用领域得到了广泛的应用，在这些系统中，大多是采用了philips公司的射频模块MCM200（较早期应用，现已停产）或射频芯片
非接触式IC卡制造工艺设计文档版本历史
目录 1概述 (1) 2围 (1) 3制造流程图 (1) 3.1主流程1 3.2芯料加工流程 (2) 3.3成品卡生产流程 (3) 3.4关键生产环节工艺设计 (3) 3.5外形尺寸以及材料 (5) 3.6材料配比 (5) 3.7动力弯扭检测 (5) 3.8环境要求 (5)
1概述 本文根据非接触式智能IC卡的物理特性指标要求，描述了非接触式IC卡的制造工艺流程和各制造工序的关键技术要求，可用于非接触式IC卡的生产指导；在产品质量要求方面，可以作为非接触式卡产品过程质量控制参考。 2围 本文适用于符合产品标准：CJ/T166-2006的非接触式IC卡的生产与制造，对非接触式IC卡的材料特性和制造的工艺流程进行相应的设计，对制造流程各工序进行描述，确保经过该工艺流程的卡制造的直通率达到要求，质量满足客户需求；同时降低成本和制造难度。 本文可作为生产技术人员的培训参考资料和QA的指导性文件。 3制造流程图 3.1主流程 该流程分作两个子流程，是根据产品特点，为缩短生产周期所划分，将可以作为半成品库存的生产与订单生产并行。具体流程环节划分如下：
3.2芯料加工流程
3.3成品卡生产流程 3.4关键生产环节工艺设计及关键质量点的操作控制程序 3.4.1热压合成 非接触式IC卡芯料分级热压合成的时间、合成温度和合成压力，参考值如下表：
3.4.2检测和质检 该工序使用奥迈鑫公司生产的IC卡自动测试一体机对冲切完成后的非接触式IC卡进行固定读写距离的测试，确保交付到客户手里的IC卡质量能够得到保证。 3.5外形尺寸以及材料 ISO标准卡 85.5x54x0.90 / 异形卡等 卡基料：PVC、PET、PETG、 天线线材：0.1016mm线径的铜线 3.6材料配比 选择0.15～0.30mm厚度的印刷基料，中间使用0.50mm的芯料，经过高温层压后，确保卡的厚度符合标准要求。 若客户对卡有特殊要求，则选择不同厚度的印刷面料或者双面覆膜等工艺，调整成品卡的厚度，使之满足客户需求。 3.7动力弯扭检测 弯扭1000次，一次可扭曲15IC卡，无变形和开裂。 3.8环境要求 工作温度：-20℃～55℃ 储存温度：-35℃～65℃
基于单片机与RFID的非接触式读卡器软件设计
目 录 一、背景…………………………………………………………………………………… 2 二、方案及元器件选择 (3) 三、系统硬件设计 (3) 3.1 系统工作概述 (3) 3.2 MF RC500的特 点 (4) 3.3 MF RCS00的功能 (5) 3.4 MF RC500管脚描述 (6) 3.5系统天线设计 (8) 四、系统软件设计 (10) 4.1系统的工作方式 (10) 4.2 单片机软件设计 (12) 4.3 MF RC500编程方法 (15) 五、结束语 (17)
单片机与RFID的非接触式读卡器软件设计 关键词: 物联网 51单片机射频读卡器 MF RC500 89c51 导读: 物联网最广泛的一大应用就是射频读卡器,51单片机也因其应用广泛,成本低廉等特点广泛应用于各种终端.本文介绍了基于Philips公司MF RC500型读卡器和atmel公司AT89C51型单片机的RFID阅读器的低成本软硬件设计。 一、背景 随着中国物联网热的兴起,人们对物联网的兴趣也极大的增加,各种对物联网应用的研究也逐步展开. 所谓“物联网”（Internet of Things），指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的，是让任何物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的. 其中非常重要且应用得最为广泛的的是RFID技术。RFlD是射频识别技术(Radio Frequency denti-fieation)的英文缩写，又称电子标签，是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID具备自动识别的能力，而且能够应用到任何物体上. RFlD又可分为接触式与非接触式两种. 非接触式刷卡方便,安全性能高.故其应用越来越广泛. 射频识别技术具有很多突出的优点：第一，安全性高．适合于高安全性的终端。数据安全方面除电子标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理。读写器与标签之间存在相互认证的过程．可实现安全通信和存储，读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口，可保证其自身的安全性：第二．可同时识别多个电子标签；第三，无机械磨
非接触式 IC 卡读卡器单芯片解决方案 目录: 1.1 非接触式 IC 卡读卡器读写模块介绍 1.2 非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案的组成 1.3 福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块硬件设计思路 1.4福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案优势 1.5 软件设计思路 1.6其他及联系方式 1.1 非接触式 IC 卡读卡器读写模块介绍 NFC技术由非接触式射频识别(RFID演变而来,其基础是 RFID 及互连技术。近场通信(Near Field Communication ,NFC是一种短距高频的无线电技术,在 13.56MHz 频率运行于 10厘米距离内。其传输速度有 106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为 ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准与 ETSI TS 102 190标准。 1.2 非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案的组成 NFC 以及 MCU 控制器,30个快速 I/O端口,2个 I2C、3个 UART、2个 SPI, CAN 接口,USB2.0全速通讯接口组成非接触式 IC 卡读卡器读写模块,同时可以做二次开发。 1.3福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块硬件设计思路 1/通过FU32F103CBNFC来实现数据的打包处理,控制NFC的读写部分;
2/ MCU部分:ARM授权, M3内核, 与STM32F103软件完全兼容, 主频96MHZ, 128K Flash, 20KRAM; 3/NFC部分:支持Type A,Type B,Felica协议,性能稳定; 1.4福骅联盟非接触式 IC 卡读卡器读写模块解决方案优势 性能优势:射频性能完美,数据加密功能独特,完全优于各竞争对手的集成度, 使得整体成本优势明显。 ?具备 4000V 的 ESD 抗干扰指标,可省去外置电路板的 TVS 管节省成本。 ?具备完整的参考程序,可以开源给到客户。 ?具备完整的硬件 DEMO 板,可以给到客户演示评估。 ?供货优势:国内晶圆厂,国内封装,供货有保障。 ?单芯片包含NFC及MCU,产品集成度高,提高生产制造的一致性,稳定性; 降低返修率,最终降低生产制造的综合成本。 1.5软件设计思路 您可以通过联系我们的销售, AE, FAE 获得软件设计指导及方案的完整软件代码; ?完整的参考程序,软件的整体设计思路等; ?整体的硬件设计原理图及 PCB Layout等; ?同时也可取得非接触式 IC 卡读卡器读写模块进行测试; 1.6 其他 除了适用于 IC 卡读写器外,也可适用于政府及企事业单位,校园一卡通设备,手持终端,巡更机,等场景。
非接触IC卡 一、非接触IC卡性能介绍 概述 非接触IC卡又称射频卡，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识别技术与IC卡技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。 与接触式IC卡和磁卡相比较，非接触式卡具有以下优点： 1.可靠性高 非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故 障。例如粗暴插卡，非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外，非接触式卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落，静电击穿、弯曲损坏等问题，既便于卡的印刷，又提高了卡片使用可靠性。 非接触IC卡的数据保存长达10年，可写100,000次，读无限次。 2．操作方便、快捷 由于非接触通讯，读写器在10cm范围内就可以对卡片操作，所以不必插拔卡，非常方便用户使用。 非接触卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面，即可完成操作，这大大提高了每次使用速度。据调查显示，相对接触IC卡而言，非接触卡在票据处理上的时间可缩短1/10至1/3。这意味着高通过率,是公交运营不可缺的因素。系统应用者得益处是读写器结构简单，可以减少维护并加强对破坏的抵抗力（如口香糖堵塞卡片插入口），可为收费系统提供更多的灵活性并减少了纸票的用量。 3．防冲突（自动分辨功能） 目前很多非接触式智能卡系统都无法解决此问题，一些公司产品出现的问题是：当超过一张卡同时出现在操作区时，就会出现误读现象，且可能每次出现的情况都不同。另一些公司系统出现的问题是：当第一张卡没有离开操作区而另一张卡进入时，则再扣取第一张卡。 经过专门设计的MIFARE非接触式卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰。当多张卡同时进入操作区时，读写机会提示只能一张卡进入，当第一张卡完成操作未离开操作区而另一张卡进入时，则这张卡不会对之前的卡片有影响。读写机也不会与后来的卡片交易，直至第一张卡离开读写区为止。因此，读写器可以同时处理多张非接触IC卡，这提高应用的并行性，无形中提高了系统工作速度。 4．可适用于多种应用（一卡多用） 非接触卡的存储结构特点使它一卡多用，能应用于不同的系统。用户可根据不同的应用决定不同的密码和访问条件。 非接触IC卡有8K位EEPROM，无电池。分为16扇区，每个扇区包括4块，块是最小的读写单位，每块包含16个字节。 5．加密性能好、安全性高 非接触IC卡的序列号是世界唯一的，有32位。制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再更改，因此使复制成为不可能。 非接触IC卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡也验证读写器的合法性。 非接触IC卡在处理前要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密以防止信号截取。此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。 由于非接触式IC卡具有以上无可比拟的优点，所以它很适宜应用于电子钱包，公路自动
125K非接触IC卡读卡头 125K读卡头的工作电压为12V/5v，电流为30——40MA 读卡距离最远15CM 。 如要低功耗最有效是读卡头工作时供电，不工作时断电。读卡距离与卡和天线有关， 可以读各种125K曼彻斯特编码的只读ID卡(4001,EM4100等等)和含E2PROM的RF卡。如E5550。 读卡头(OUT)输出信号为原卡的曼彻斯特码，（用示波器接读卡头输出可以观测ID卡的输出波形）它和其它公司的125K读卡头（输出信号为原卡的曼彻斯特码）是兼容的，可以相互替换，不用修改程序。读卡头也可以读可擦写的125k非接触IC卡，如当读E5550时，卡的用来控制是否启动AOR位应置0，（当置1时IC卡不主动发射数据，需读卡头先发送口令。我的读卡头是只读，不能发数据，当AOR位置1时不能读IC卡的数据）。 天线的设计：天线电感值=345Uh 线径φ0.29mm 圆形(内径)：直径6CM 58圈 直径8CM 40圈 直径3CM 83圈 直径2CM 115圈 长方形：9.5*7 CM 38圈 4.7*6.3 CM 50圈 非接触式IC卡简介: 非接触式智能卡以其高度安全保密性，通信高速性，使用方便性，成本日渐低廉等而受到广泛使用，给我们的生活质量带来了很大的提高。 非接触式IC卡简介又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。主要用于智能门禁控制器，智能门锁，考勤机, 自动收费系统等. 射频卡与接触式IC卡,TM卡相比有以下优点： 1 可靠性高，无机械接触，从而避免了各种故障；
2 操作方便，快捷，使用时没有方向性，个方向操作； 3 安全和保密性能好，采用双向验证机制。读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡验证读写器的合法性。每张卡均有唯一的序列号。制造厂家在产品出长前已将此序列号固化，不可再更改，因此可以说世界上没有两张相同的非接触IC卡； 只读ID卡的资料 非接触ID卡主要有台湾4001卡和瑞士H4001卡,EM4100。它们都采用125kHz的典型工作频率，有64位激光可编程ROM，调制方式为曼彻斯特码（Manchester）调制，位数据传送周期为512μs，其64位数据结构如图1所示。 连续9位“1”作为头数据，是读取数据时的同步标识；D00～D93位是用户定义数据位；P0～P9是行奇校验位，PC0～PC3是列奇校验位，最后位“0”是结束标志。非接触ID卡的这种数据结构非常有利于判断读出数
将一个电容器Cr 与阅读器的天线线圈并联，电容器电容的选择依据是：它与天线线圈的电感一起，形成谐振频率与阅读器发射频率相符的并联振荡回路。该回路的谐振使得阅读器天线线圈产生非常大的电流，这种方法也可用于产生供远距离应答器工作所需要的场强。 应答器的天线线圈和电容器C1构成振荡回路，调谐到阅读器的发射频率。通过该回路的谐振，应答器线圈上的电压U 达到最大值。 这两个线圈的结构也可以解释作变压器（变压器的耦合），变压器的两个线圈之间只存在很弱的耦合。阅读器的天线线圈与应答器之间的功率传输效率与工作频率f 、应答器线圈的匝数n 、被应答器线圈青年路的面积A 、两个线圈的相对角度以及它们之间的距离成比例。 随着频率的增加，所需的应答器线圈的电感，表现为线圈匝数“N ”的减少（135kHz ：典型为100~1000匝，13.56MHz ：典型为3~10匝）。因为应答器中的感应电压是与频率成比例的，在较高频率情况下，线圈匝数较少对功率传输效率几乎没有影响。 因为电感耦合系统的效率不高，所以只适用于低电流电路。只有功耗极低的只读应答器（<135kHz ）可用于1m 以上的距离。具有写入功能和复杂安全算法的应答器的功率消耗较大，因而一般的作用距离为15cm ，尽管个别的可达到80cm 。 应答器到阅读器的数据传输 负载调制：正如已经指出的那样，对电感耦合系统来说是一种变压器耦合型，即作为初级线圈的阅读器和作为次级线圈的应答器之间的耦合。 只要线圈之间的距离不大于0.16入（波长），并且应答器处于发送天线的近场之内，变压器耦合就是有效的。 如果把谐振的应答器（就是说，应答器的固有谐振频率与阅读器的发送频率相符合）放入阅读器天线的交变磁场中，那么该应答器就从磁场取得能量。从供应阅读器天线的电流在阅读器内阻R1上的降压可以测得此附加功耗。应答器天线上的负载电阻的接通和断开使阅读器天线上的电压发生变化，实现用远距离应答器对天线电压进行振幅调制，如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从应答器传输到阅读器，人们把这种数据传输方式称作负载调制。 谐振 应答器线圈中感应的电压用于给无源应答器的数据存储器（微型芯片）供电，为了显著提高等效电路的效率，在应答器线圈L 上C 以构成并联振荡回路，其谐振频率与所述的射频识别系统的工作频率一致为f ，并联振荡回路的谐振频率可由汤姆逊公式算出： LC f π21=
文档编号： ZH-22WI-999012 版 本 号： 3.0 非接触式IC 卡计时宝 （SMTMJMF-V22） 用 户 手 册 广东智慧电子信息产业股份有限公司 “智慧牌”非接触式IC 卡产品系列 SMART CARD & IT SERISE ?
文档摘要 项目名称：“智慧牌”非接触式IC卡计时宝 文档编号：ZH-22WI-999012 文档编写者： 出版日期： 参考文献：《智慧“一卡通”信息管理系统需求分析说明书》、《智慧“一卡通”信息管理系统概要设计说明书》、《GB/T18239-2000 集成电路（IC）卡读写机通用规范》和《GB 4208 外壳防 护等级的分类》《GB 6587.7 电子测量仪器基本安全试验》, 《GB 191 包装储运图示标志》《GB 6833.5 电子测量仪器 电磁兼容性试验规范辐射敏感度试验》《GB 6833.3 电 子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验》 等 文档更新记录表
内容简介 “智慧牌”非接触式智能卡计时宝融合了美国、日本、西欧、香港、台湾以及中国大陆各类型企事业单位的时间管理模式特点，将通用性与智能化有机结合，可视不同的使用需求而设定相应时间管理参数。计时宝广泛适用于考勤、门禁、巡更、会议签到、钟点记录等计时、监控功能管理，可同时控制多组外控设备，接受多组输入信号，共有四种不同的工作模式供客户选择使用，适用卡片型号为Mifare One卡、CPU卡和ID卡，是企事业单位最好的时间“管家婆”。 套装形式的“计时宝”，出厂时已配齐了安装使用的必备配件，您仅需按照本说明书传授的方法，就能十分方便地掌握，并自行完成系统的安装、设置和查询。与之配套的软件有考勤、门禁、人事、工资等管理软件，为您解决一般性的事务管理工作，如有特殊需求可与当地经销商联系，委托开发制作。 计时宝具有操作简便，安全可靠，功能实用，快速精确等特点。 在本说明书中，详细的对计时宝做了介绍，包括外观注释、产品特性、键盘介绍、配件介绍、连接器参数、连线转换盒参数和技术参数；还详尽的介绍了计时宝的安装与检测、使用方法、网络连接；最后还列出了报警代码和纠错措施以及技术支持联络方法。 “科技以人为本、用户为上帝、质量为生命”，感谢您阅读本说明书，使用本计时宝，衷心期待您的意见和建议。
三宇数码科技（上海）有限公司于2003年成立，是一家专业生产各种卡片（会员卡、 电信卡、刮刮卡、磁条卡、智能IC卡、可视卡），RFID技术开发及软件系统应用、推广和智能卡相关服务的日资企业，是日本理光授权的可以提供可视卡解决方案的少数几家国内公司之一，也是日本CSK软件公司的中国唯一代理商。 公司占地面积达3500平方米，员工100多人。 公司引进具有国际先进水平的制卡生产流水线，已获得了《集成电路卡注册证书》，并且通过了ISO9001:2008质量体系认证，从而提高了企业的产品质量和管理水平。优秀的 设计人才，科学先进的管理模式、完美的产品售后服务为公司的不断发展打下了坚实的基础。公司的产品广泛应用于金融、电信、移动、社保、医疗、交通、驾驶员管理、旅游、商场、工商税务、安全控制等领域，受到各界的好评。 非接触式IC卡基础知识 一．非接触IC卡的特点： 非接触式IC卡又称射频卡，是世界上最近几年IC卡行业发展的主要趋势。该技术成功地将射频识别技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一项重要突破。与接触式IC卡相比较，非接触式卡具有以下优点：可靠性高 非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。此外，非接触式卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落，静电击穿，弯曲损坏等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。 操作方便、快捷 由于非接触通讯，读写器在一定距离范围内就可以对卡片操作，所以不必插拔卡，且使用时没有方向性，卡片可以任意方向扫过读写器表面，既方便了操作，也大大提高了使用的速度。 防冲突 非接触式卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此，读写器可以同时处理多张非接触式IC卡。这提高了应用的并行性以及系统工作速度。 适合于多种应用 非接触式卡的存储结构特点使得它“一卡多用”，能应用于不同的系统。用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。 加密性能好 非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制，读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡也验证读写器的合法性。非接触式卡在处理前要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密。此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。 由于非接触式卡具有以上无可比拟的优点，它很适用于电子钱包，公路自动收费系统和公共汽车自动售票系统，IC卡加油系统等等。 二．非接触卡的AB标准
非接触式IC卡原理 非接触式IC卡 射频卡或感应卡就是非接触式IC卡，它成功地将射频识别技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。 非接触卡内含有唯一的独立的卡号，使用时，在读卡器有效读区内将卡片轻晃一下，便将卡内信息输入读器内，实现考勤、收费管理等功能。 非接触式IC卡的工作原理： 卡片由一个元件、AISC和封套组成，没有其他的外部器件，卡片中的天线是只有线圈，很适合封状到ISO卡片中。ASIC由一个高速（106KB波特率）的接口，一个控制单元和一个EEPROM组成。 读卡器向IC发一组固定频率的电磁波，卡内有一个IC串联谐振电路，其频率与读写器的频率相同，这样便产生电磁共振，从而使电容内有了电荷，在电容的另一端接有一个单向通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当储存积累的电荷达到2V时，此电源可作电源为其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器的数据。 一、非接触式IC卡 非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC 卡片内，芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破.卡片在一定距离范围(通常为5—10mm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。 1. 非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。 二者之间的通讯频为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器,完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。 2. 非接触性智能卡内部分区 非接触性智能卡内部分为两部分:系统区(CDF)用户区(ADF) 系统区:由卡片制造商和系统开发商及发卡机构使用。 用户区:用于存放持卡人的有关数据信息。 3. 与接触式IC卡相比较,非接触式卡具有以下优点: ⑴可靠性高 非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如:由于粗暴插卡，非卡外物插入，灰尘或油污导致接触不良造成的故障。此外,非接触式卡表面无裸露芯片，无须担心芯片脱落，静电击穿，弯曲损坏等问题，既便于卡片印刷，又提高了卡片的使用可靠性。 ⑵操作方便 由于非接触通讯，读写器在10CM范围内就可以对卡片操作，所以不必插拨卡，非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以在任意方向掠过读
毕业论文 题目：非接触式IC卡读卡器设计 系别： 专业：电气工程及其自动化 姓名：杨洪敏 学号：DH1091N2001 指导教师：青元玖沈文杰 四川大学网络教育学院 二零一一年三月
目录 摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3第1章非接触式IC卡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 1.1 接触式IC卡的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 1.2 接触式IC卡的种类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 1.3 非接触式IC卡的关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 1.4 非接触式IC卡的发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第2章非接触式IC卡技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 2.1 射频技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 2.2 非接触式IC卡射频技术的发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17第3章MIFAR E技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 3.1MIFAR E 1非接触式IC卡特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 3.2 MIFAR E 1非接触式IC卡功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 3.3 非接触式IC卡MFCM200读写器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22第4章非接触式IC卡读写器硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 4.1 非接触式IC卡读写器结构框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 4.2 非接触式IC卡读写器单片机选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 4.3 RS232通信电路选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 4.4 MFCM200接口电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33 4.5 蜂鸣器驱动电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36 4.6 LED状态显示电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37 4.7 天线设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38 4.8 电源供应电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41第5章非接触式IC卡读卡器软件设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 5.1 MFCM200对IC卡的操作流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 5.2 MFCM200对IC卡的指令和软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52 附录1 控制电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
文档编号： ZH-22WI-999012 版 本 号： 3.0 非接触式IC 卡计时宝 （SMTMJMF-V22） 用 户 手 册 智慧电子信息产业股份 “智慧牌”非接触式IC 卡产品系列 SMART CARD & IT SERISE ?
文档摘要 项目名称：“智慧牌”非接触式IC卡计时宝 文档编号：ZH-22WI-999012 文档编写者： 出版日期： 参考文献：《智慧“一卡通”信息管理系统需求分析说明书》、《智慧“一卡通”信息管理系统概要设计说明书》、《GB/T18239-2000 集成电路（IC）卡读写机通用规》和《GB 4208 外壳防护 等级的分类》《GB 6587.7 电子测量仪器基本安全试验》, 《GB 191 包装储运图示标志》《GB 6833.5 电子测量仪器 电磁兼容性试验规辐射敏感度试验》《GB 6833.3 电子 测量仪器电磁兼容性试验规静电放电敏感度试验》等 文档更新记录表
容简介 “智慧牌”非接触式智能卡计时宝融合了美国、日本、西欧、香港、以及中国大陆各类型企事业单位的时间管理模式特点，将通用性与智能化有机结合，可视不同的使用需求而设定相应时间管理参数。计时宝广泛适用于考勤、门禁、巡更、会议签到、钟点记录等计时、监控功能管理，可同时控制多组外控设备，接受多组输入信号，共有四种不同的工作模式供客户选择使用，适用卡片型号为Mifare One卡、CPU卡和ID卡，是企事业单位最好的时间“管家婆”。 套装形式的“计时宝”，出厂时已配齐了安装使用的必备配件，您仅需按照本说明书传授的方法，就能十分方便地掌握，并自行完成系统的安装、设置和查询。与之配套的软件有考勤、门禁、人事、工资等管理软件，为您解决一般性的事务管理工作，如有特殊需求可与当地经销商联系，委托开发制作。 计时宝具有操作简便，安全可靠，功能实用，快速精确等特点。 在本说明书中，详细的对计时宝做了介绍，包括外观注释、产品特性、键盘介绍、配件介绍、连接器参数、连线转换盒参数和技术参数；还详尽的介绍了计时宝的安装与检测、使用方法、网络连接；最后还列出了报警代码和纠错措施以及技术支持联络方法。 “科技以人为本、用户为上帝、质量为生命”，感谢您阅读本说明书，使用本计时宝，衷心期待您的意见和建议。
非接触式IC卡主要产品简介 非接触式IC卡由IC芯片、感应天线组成，然后封装在一个标准的PVC卡片中，芯片及天线电路无任何外露部分。非接触式IC卡的读写过程，是由IC芯片与读写器之间在一定的距离范围内(通常为5－15mm)，通过无线电波的传递来完成芯片数据的读写操作。 非接触式IC卡是一种无源体，其工作原理是：当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生 谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据的修改、存储等，并返回给读写器，完成一次读写操作。 本公司拥有全球最先进的感应卡自动封装线，超净化的生产环境、领先的超声波自动绕线和碰焊技术、ISO9001的全面质量管理体系、严格的品质检测，专业生产的高频、低频和双 界面卡出口欧洲、美国、南韩及台湾等地。同时我们不断开发适应特殊应用环境的高性能感应卡，在抗高温、抗折和采用环保材料方面处于业界领先地位。 主要产品包括：Mifare 1 S50、Mifare 1 S70；Mifare UtraLight IC U1；I·CODE 1、I·CODE 2；Hitag1、Hitag 2；Inside 2K、Inside 16K；Temic e5551；Atmel T5557、88RF256-12；TK4100；μEM EM4100、EM 4102、 EM4069、EM4150；ST SR176、SRIX4K；Tag-it HF-I、Tag-it TH-CB1A等。 Miafre 1 S50感应式IC卡 芯片：Philips Mifare 1 S50 存储容量：8Kbit，16个分区，每分区两组密码 工作频率：13.56 MHz 通讯速率：106KBoud 读写距离：2.5～10cm 读写时间：1～2ms
非接触式IC卡一卡通系统技术方案
一、现状分析 为了适应公共交通发展的需要，满足和方便广大市民出行，提高企业效益，提升运营与管理的科技水品，加速城市公共交通事业的现代化建设，提升城市公共形象。深圳市永豪电子有限公司一直致力于开发非接触式IC卡城市公交自动电子收费一卡通系统，以非接触式IC卡做为存储介质，结合计算机技术、网络技术等信息技术，为用户提供一个良好的信息平台。 城市公交的系统经过多年的运作，在管理上已日趋完善，但新的课题又呈现在我们的面前。“零钞不够”，这是实行无人售票以来乘客与公交公司之间最大的矛盾。“无人售票”对车辆的承运速度和业务管理无疑起了很大的促进作用，但是由于“不设找赎”，对身上没有足够零钞的乘客来讲，肯定是增加了经济负担，这正是推行“无人售票”之后，乘客最大意见之处。还有假币流行，给企业和政府带来巨大的损失。“无人售票”需要完善，另外随着经济环境的变化，取消月票，也是势在必行。非接触式IC 卡技术的推出为实现城市公交自动收费提供了现代技术的支持。 二、公交系统效益分析 1、经济效益 (1) 加快乘客上车速度，减少车辆停站时间,加速车辆周转等于减少车辆。 (2)学生采用学生计费后刷卡依然给予优惠，老年人采用老年计费刷卡给予优惠。用IC卡替代月票 及钱币方式，最终取代月票，消除福利月票的种种弊病，对促进管理，加强经济改革，打破大锅饭具有重要的意义，并为最终减少公交企业亏损，减少依赖政府补贴创造前提。 (3) 及时掌握客流情况，科学合理调度而创造效益。 (4) 可以节省无人售票点钞工作人员的费用。。 (5) 广告费收入，IC卡面可印广告，抵消IC卡的部分成本。 (6)可以预收票款，增加企业周转资金。 (7)有效制止了假币的流通。 2、社会效益 (1) 可以提高公共交通的服务档次，符合建设国际城市的目标。目前我们所选用的系统，香港、澳 门在九五年才小规模使用，西欧、澳大利亚等国也是近年才使用，与国际先进水平同步。 (2) 可以方便市民，减少社会现金流通量。现在由于市面上缺少零钱，乘车购物很不方便，使用IC 卡后，一卡在手，可以乘坐所有公共汽车。IC卡的使用将来还可以推广到小巴、出租汽车、地铁、购物商场等处，一张卡可以在各处使用。 (3) 可以提高车辆运行效率，节省乘车时间。采用非接触式IC卡，完成一次收费过程仅需一秒钟时