一卡通系统的介绍及其基本工作原理(转载)

一卡通系统的介绍及其基本工作原理一卡通系统的概念所谓“一卡通”，是它集智能卡、自动控制、计算机通讯及网络技术与一体，使得生活在特定区域的人们及访客，只需随身携带一张智能卡，这张卡既可以用来作为上班时的工作卡，又可以用于停车场的停车证明，住宅小区的会所消费购物及公司的食堂消费等，这不仅大大方便了用户的需要，改变了过去用户在不同场合需携带多张卡的繁琐现象，同时也提高了该社团内部管理水平及工作效率。一卡通系统的IC卡分为非接触式的IC卡和接触式IC卡，本文主要讨论非接触式的IC卡。一卡通系统的优良特性非接触式IC卡由IC芯片、感应天线组成，并完全密封在一个的PVC卡中，不易受外界的不良因素影响。非接触式IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写。存储容量大，传递速度快，读写寿命长。非接触式IC卡具有如下优良特性: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车载机里，一部分放在卡上，保证系统的高度保密性。一卡通系统的组成一卡通系统通常有四个环节：智能卡、读写终端、计算机及网络。智能卡：智能卡应有读写功能，有足够的存储空间，并可分成若干个区域，每个区域可实现一种用途，同时智能卡必需具有绝对的安全性。读写终端：读写终端包含各种读卡器或读写控制器，可根据不同的场所，选择不同的读写终端，如考勤和门禁控制器、POS机等。同时读写器也应具有优良的可靠性和安全性。计算机：通常情况下，基于Pentium的PC机既可。运行Win98或WinNT。网络：可根据用户现有的网络情况，地理位置及一卡通信息流的，选择适当的网络结构。非接触式IC卡工作原理IC卡(IntegratedCircuitCard，集成电路卡)在有些国家和地区也称智能卡(smartcard)、智慧卡(intelligentcard)、微电路卡(microcircuitcard)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中，做成卡片形式；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。IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁，在ISO国际标准中称之为接口设备IFD(InterfaceDevice)。IFD内的CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分，根据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。IC卡工作的基本原理是: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串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC协振电路产生共振，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。一卡通系统的设计目前，我国引进的射频IC卡主要有Philips公司的Mifare卡和Atmel公司的Temic卡。概括的来讲，主要分为射频接口电路和数字电路两大部分。MIFARE卡是目前世界上使用量最大、技术最成熟、性能最稳定、内存容量最大的一种非接触式智能IC卡。MIFARE卡除了保留接触式IC卡的原有优点外，还具有以下优点：1．操作简单、快捷。由于采用射频无线通讯，使用时无须插拔卡及不受方向和正反面的限制，所以非常方便用户使用，完成一次读写操作仅需0.1秒，大大提高了每次使用的速度，既适用于一般场合，又适用于快速、高流量的场所。2．抗干扰能力强。MIFARE卡中有快速防冲突机制，在多卡同时进入读写范围内时，能有效防止卡片之间出现数据干扰，读写设备可一一对卡进行处理，提高了应用的并行性及系统工作的速度。3．可靠性高。MIFARE卡与读写器之间没有机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障；而且卡中的芯片和感应天线完全密封在标准的PVC中，进一步提高了应用的可靠性和卡的使用寿命。4．安全性好。MIFARE卡的序列号是全球唯一的，不可以更改；读写时卡与读写器之间采用三次双向认证机制，互相验证使用的合法性，而且在通讯过程中所有的数据都加密传输；此外，卡片各个分区都有自己的读写密码和访问机制，卡内数据的安全得到了有效的保证。5．适合于一卡多用。MIFARE卡的存贮结构及特点（大容量–16分区、1024字节），能应用于不同的场合或系统，尤其适用于学校、企事业单位、智能小区的停车场管理、身份识别、门禁控制、考勤签到、食堂就餐、娱乐消费、图管理等多方面的综合应用，有很强的系统应用扩展性，可以真正做到“一卡多用”。MIFARE卡工作原理非接触式IC卡读卡器以射频识别技术为核心，读卡器内主要使用了1片Mifare卡专用的读／写处理芯片——MMM微模块。其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制。内部结构分为射频区和接口区：射频区内含调制解凋器和电源供电电路，直接与天线连接；接口区有与单片机相连的端口，还具有与射频区相连的收／发器、16字节的数据缓冲器、存放64对传输密钥的ROM、存放3套密钥的只写存储器，以及进行3次证实和数据加密的密码机、防碰撞处理的防碰撞模块和控制单元。读卡器工作时，不断地向外发出一组固定频率的电磁波(13．6MHz)。当有卡靠近时，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读卡器的发射频率相同，这样在电磁波的激励下，IC谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。在这个电容另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读卡器发出的数据并保存。Mifare1卡片的存储结构总共有16个Sector，每个Sector又有4个Block，每个Block为16字节，这样总的存储容量就是16×4×16＝1K字节，其中每个Sector的Block3比较特殊。Mifare1非接触式IC卡基本组成：一卡通非接触IC卡读写器原理图读卡器采用单片89C52。其片内有8KB的ROM，256字节的RAM以及32个I／O口。P1口与串行器件24C64和显示、报警电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信，分别采用P1．0、P1．1模拟时钟信号线和数据线。24C64用来存储本消费终端机地址和其他数据信息。P0口分别与MMM微模块及CAN总线控制器SJA1000相连，用作数据线。P3口用于读／写控制和中断。监控电路采用DS1232L芯片。它是个看门狗定时器，其功能是：上电和掉电时给89C52、MMM模块及CAN总线控制器SJA1000产生RESET信号；看门狗对系统进行监控，防止死机。由于单片机的I／0口资源比较紧张，而键盘需要8个I／O口，因此，键盘处理过程是使用一个独立的cPU(89C2051)。这个CPU专门负责键盘处理，从按键扫描码的获得到通过扫描码再查键码表来获得键码。最后以串行的方式与主CPU进行通信，主CPU获得键码后再做相应的后续处理。CAN总线采用一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，其数据长度为8字节，不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制，因此非常适合校园一卡通系统中的各终端机及服务器互联从而构成网络系统。一卡通系统软件设计一卡通系统软件设计包括：主程序设计、键盘扫描程序、显示程序等。限于篇幅，一卡通系统的介绍就到此为止。友情提示：本代表个人观点，如有帮助请下载，谢谢您的浏览！整理为word格式整理为word格式整理为word格式