第8章13.56MHzRFID技術(shù)

1、重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID1RFID技術(shù)基礎(chǔ)利 節(jié)重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID第八章 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 MIFARE技術(shù) PCD基站芯片與應(yīng)用重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID第八章 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 MIFARE技術(shù) PCD基站芯片與應(yīng)用重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 13.56 MHz13.56 MHz射頻存儲器應(yīng)答器按存儲器的類型分：射頻存儲器應(yīng)答器按存儲器的類型分：ROMROM和和EEPROMEEPROM兩大類。兩大類。H4006H4006（EM

2、 MICROELECTRONIC-MARIN SAEM MICROELECTRONIC-MARIN SA公司產(chǎn)品）片內(nèi)公司產(chǎn)品）片內(nèi)帶有帶有ROMROM類存儲器，是只讀應(yīng)答器；類存儲器，是只讀應(yīng)答器；MCRF355/360MCRF355/360芯片（芯片（MicrochipMicrochip公司產(chǎn)品）集成的存儲器公司產(chǎn)品）集成的存儲器是是EEPROMEEPROM，以接觸式方式編程，在射頻工作時為只讀方，以接觸式方式編程，在射頻工作時為只讀方式。式。 這兩個應(yīng)答器都是在應(yīng)答器進(jìn)入閱讀器工作距離有效這兩個應(yīng)答器都是在應(yīng)答器進(jìn)入閱讀器工作距離有效范圍時即送出信息數(shù)據(jù)（范圍時即送出信息數(shù)據(jù)（TTFTT

3、F，Tag Talk FirstTag Talk First方式）。方式）。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 13.56 MHz射頻存儲器應(yīng)答器按存儲器的類型分：ROM和EEPROM兩大類。H4006（EM MICROELECTRONIC-MARIN SA公司產(chǎn)品）片內(nèi)帶有ROM類存儲器，是只讀應(yīng)答器；MCRF355/360芯片（Microchip公司產(chǎn)品）集成的存儲器是EEPROM，以接觸式方式編程，在射頻工作時為只讀方式。 這兩個應(yīng)答器都是在應(yīng)答器進(jìn)入閱讀器工作距離有效范圍時即送出信息數(shù)據(jù)（TTF，Tag Talk First方式）。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFIDH400

4、6H4006芯片芯片 工作頻率范圍為工作頻率范圍為1015 MHz1015 MHz，通常選用，通常選用13.56 MHz13.56 MHz工作頻工作頻率；率；片內(nèi)有一個片內(nèi)有一個6464位可編程存儲器，可用于存儲相關(guān)信息；位可編程存儲器，可用于存儲相關(guān)信息；信息傳輸方式采用負(fù)載調(diào)制，編碼為密勒碼信息傳輸方式采用負(fù)載調(diào)制，編碼為密勒碼(Miller)(Miller)；由于由于H4006H4006芯片內(nèi)含諧振回路的諧振電容和濾波電路的濾芯片內(nèi)含諧振回路的諧振電容和濾波電路的濾波電容，因而使用更方便。波電容，因而使用更方便。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID H4006H4006芯片芯片 工作

5、頻率范圍為工作頻率范圍為1015 MHz1015 MHz，通常選用，通常選用13.56 MHz13.56 MHz工作頻工作頻率；率；片內(nèi)有一個片內(nèi)有一個6464位可編程存儲器，可用于存儲相關(guān)信息；位可編程存儲器，可用于存儲相關(guān)信息；信息傳輸方式采用負(fù)載調(diào)制，編碼為密勒碼信息傳輸方式采用負(fù)載調(diào)制，編碼為密勒碼(Miller)(Miller)；由于由于H4006H4006芯片內(nèi)含諧振回路的諧振電容和濾波電路的濾芯片內(nèi)含諧振回路的諧振電容和濾波電路的濾波電容，因而使用更方便。波電容，因而使用更方便。在無線方式下為只讀存儲卡，其編程采用在線編程方式。在無線方式下為只讀存儲卡，其編程采用在線編程方式。重

6、慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID1. H4006芯片電路框圖 整流電路將從閱讀器耦合獲得的射頻能量進(jìn)行整整流電路將從閱讀器耦合獲得的射頻能量進(jìn)行整流并經(jīng)濾波電容流并經(jīng)濾波電容C C2 2平滑，產(chǎn)生直流電壓平滑，產(chǎn)生直流電壓V VDDDD。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID1. H4006芯片電路框圖 在直流電源電壓達(dá)到芯片所需電路工作電壓時，電源管理電路激活芯片內(nèi)電路。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID電源管理 芯片置于射頻能量場中，當(dāng)電源電壓達(dá)到Vr時，芯片處于讀喚醒狀態(tài)，經(jīng)過一個64位時間，調(diào)制器開關(guān)電路接通，芯片完成其內(nèi)部邏輯的初始化，數(shù)據(jù)傳輸也從此時開始并循環(huán)傳送。如

7、果電源電壓降至Vmin以下，則芯片不能正常工作。當(dāng)電壓上升至Vmin以上時，需要再次初始化并接通調(diào)制器開關(guān)電路。芯片工作電壓范圍為Vmin-Vmax.重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID1. H4006芯片電路框圖 存儲在ROM中的信息數(shù)據(jù)經(jīng)讀出后，通過密勒碼編碼器產(chǎn)生密勒碼輸出，直接進(jìn)行負(fù)載調(diào)制，實現(xiàn)芯片內(nèi)數(shù)據(jù)向閱讀器的傳輸。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID1. H4006芯片電路框圖 電感線圈L1是該芯片唯一需要外接的原件當(dāng)載波頻率為13.56MHz時，L1的值為1.4uH。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 電感參數(shù)集成于片內(nèi)的諧振電容C1（約為94.5pF，Q值選擇在

8、3040 信息數(shù)據(jù)輸出的序列結(jié)構(gòu) 序列結(jié)構(gòu)組成起始位數(shù)據(jù)CRC停止位空隙長度1b64b16b1b9b起始位為邏輯1，停止位為邏輯0.重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 電感參數(shù)集成于片內(nèi)的諧振電容C1（約為94.5pF，Q值選擇在3040 信息數(shù)據(jù)輸出的序列結(jié)構(gòu) 序列結(jié)構(gòu)組成起始位數(shù)據(jù)CRC停止位空隙長度1b64b16b1b9b重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 第第1-51-5位為位為芯片號組合設(shè)置位芯片號組合設(shè)置位，每一個芯片有一個號碼，它，每一個芯片有一個號碼，它們可在們可在1-251-25之間設(shè)置。之間設(shè)置。 第第6-96-9位是位是制造廠保留位制造廠保留位。 第第10-1

9、910-19位為位為ICIC名稱位名稱位，共，共1010位。位。 第第20-3220-32位為位為用戶標(biāo)識位用戶標(biāo)識位，共，共1313位，可由廠家定義。位，可由廠家定義。 第第33-5033-50位為位為擴(kuò)展號位擴(kuò)展號位，共，共1818位，這是唯一的系統(tǒng)號碼。位，這是唯一的系統(tǒng)號碼。 第第51-6451-64位為位為ICIC位置號設(shè)置位位置號設(shè)置位，共，共1414位，可用于指示被加工位，可用于指示被加工芯片的精確位置。芯片的精確位置。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID1616位位CRCCRC碼的生成多項式為碼的生成多項式為x x1616+x+x1212+x+x5 5+1+1。CRCCRC

10、碼由碼由6464位數(shù)據(jù)計算生成，并用移位寄存器實現(xiàn)，該寄存器在位數(shù)據(jù)計算生成，并用移位寄存器實現(xiàn)，該寄存器在每個停止位時復(fù)位為零。每個停止位時復(fù)位為零。 2. CRC校驗校驗重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID H4006H4006中，輸出序列的停止位為邏輯中，輸出序列的停止位為邏輯0 0，利用，利用9 9位的空位的空隙位把電平拉低，以使起始位具有相同的形式。隙位把電平拉低，以使起始位具有相同的形式。 H4006H4006芯片有芯片有6 6個引腳，個引腳，C1C1和和C2C2端接入電感線圈。端接入電感線圈。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID H4006H4006是是只讀存儲器芯片只讀

11、存儲器芯片，在進(jìn)入閱讀器的射頻能量，在進(jìn)入閱讀器的射頻能量場后，即傳輸所存儲的數(shù)據(jù)信息，其閱讀器設(shè)計比場后，即傳輸所存儲的數(shù)據(jù)信息，其閱讀器設(shè)計比較簡單，僅需要提供射頻能量場與解調(diào)、解碼、讀較簡單，僅需要提供射頻能量場與解調(diào)、解碼、讀取數(shù)據(jù)的功能。取數(shù)據(jù)的功能。 H4006H4006芯片可用于芯片可用于身份識別和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域身份識別和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 13.56 MHz13.56 MHz射頻存儲器應(yīng)答器按存儲器的類型分：射頻存儲器應(yīng)答器按存儲器的類型分：ROMROM和和EEPROMEEPROM兩大類。兩大類。H4006H4006（EM MICROELECT

12、RONIC-MARIN SAEM MICROELECTRONIC-MARIN SA公司產(chǎn)品）片內(nèi)公司產(chǎn)品）片內(nèi)帶有帶有ROMROM類存儲器，是只讀應(yīng)答器；類存儲器，是只讀應(yīng)答器；MCRF355/360MCRF355/360芯片（芯片（MicrochipMicrochip公司產(chǎn)品）集成的存儲公司產(chǎn)品）集成的存儲器是器是EEPROMEEPROM，以接觸式方式編程，在射頻工作時為只讀，以接觸式方式編程，在射頻工作時為只讀方式。方式。 這兩個應(yīng)答器都是在應(yīng)答器進(jìn)入閱讀器工作距離有效這兩個應(yīng)答器都是在應(yīng)答器進(jìn)入閱讀器工作距離有效范圍時即送出信息數(shù)據(jù)（范圍時即送出信息數(shù)據(jù)（TTFTTF，Tag Talk

13、FirstTag Talk First方式）。方式）。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MCRF355/360 MCRF355/360芯片是芯片是MicrochipMicrochip公司生產(chǎn)的工作于公司生產(chǎn)的工作于13.56MHz13.56MHz的存儲器應(yīng)答器芯片。的存儲器應(yīng)答器芯片。 具有具有防碰撞能力防碰撞能力； 采用采用接觸式編程接觸式編程，編程后為只讀器件；，編程后為只讀器件； 數(shù)據(jù)傳送采用數(shù)據(jù)傳送采用曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)時鐘頻率為，數(shù)據(jù)時鐘頻率為70kHz70kHz； 采用低功耗采用低功耗CMOSCMOS電路設(shè)計；電路設(shè)計； 封裝為封裝為PDIP(PDIP(塑料雙列

14、直插式封裝塑料雙列直插式封裝) )或或SOIC(SOIC(小外型集成小外型集成電路封裝電路封裝) )方式。方式。 重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MCRF355/360 MCRF355/360芯片主要由射頻前端電路、控制邏芯片主要由射頻前端電路、控制邏輯和存儲器等三部分組成。輯和存儲器等三部分組成。1. 工作原理天線耦合電路重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MCRF355/360MCRF355/360芯片主要由射頻前端電路、控制邏芯片主要由射頻前端電路、控制邏輯和存儲器等三部分組成。輯和存儲器等三部分組成。1. 工作原理天線耦合電路重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 電

15、源電路的作用是對射頻信號進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓電源電路的作用是對射頻信號進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓以產(chǎn)生芯片電路工作所需的直流電源電壓。以產(chǎn)生芯片電路工作所需的直流電源電壓。 電源復(fù)位控制電源復(fù)位控制(Power On Reset, POR)(Power On Reset, POR)的作用是當(dāng)芯的作用是當(dāng)芯片首次進(jìn)入閱讀器電磁場有效范圍時，由該電路產(chǎn)生片首次進(jìn)入閱讀器電磁場有效范圍時，由該電路產(chǎn)生一個一個PORPOR信號，該信號將持續(xù)至電源電路產(chǎn)生穩(wěn)定的信號，該信號將持續(xù)至電源電路產(chǎn)生穩(wěn)定的VDDVDD并使芯片能正常工作時為止。并使芯片能正常工作時為止。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MCR

16、F355/360芯片主要由射頻前端電路、控制邏輯和存儲器等三部分組成。1. 工作原理天線耦合電路重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 天線耦合回路由天線耦合回路由LCLC諧振回路組成。將從閱讀器諧振回路組成。將從閱讀器的射頻電磁場中獲得的耦合能量變換成工作電的射頻電磁場中獲得的耦合能量變換成工作電源，以負(fù)載調(diào)制方式傳送信息數(shù)據(jù)至閱讀器。源，以負(fù)載調(diào)制方式傳送信息數(shù)據(jù)至閱讀器。 LCLC諧振回路的接法（諧振回路的接法（P224 P224 圖圖8.88.8）重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID編程模式有3種：擦除、寫入、讀出。2. 編程重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID編程模式有3種

17、：擦除、寫入、讀出。 擦除方式的工作編碼為01 1101 0100。在擦除方式中，整個陣列擦除至1，從VPRG送入01 1101 0100碼后實行擦除。2. 編程重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID編程模式有3種：擦除、寫入、讀出。 寫入方式的工作編碼為01 1101 0010。在寫入方式中，當(dāng)電平為VHH時，寫入位為0，共154位寫入。2. 編程重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID2. 編程編程模式有3種：擦除、寫入、讀出。 讀出方式的工作編碼為01 1101 0110。在讀出方式中，MCRF355/360芯片可從VPRG引腳串行送出存儲位值。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID

18、2. 編程 退出編程模式的方法有兩種：一種是將電源VDD端關(guān)斷，另一種是使CLK引腳的邏輯高電平在VPRG引腳達(dá)到高電平VHH之前出現(xiàn)。 用戶可提供任意154位的識別碼集，由廠方提供編程支持，然后由用戶自行完成編程操作。廠方也提供有專門的開發(fā)工具包供用戶使用。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 3. 調(diào)制器 調(diào)制器完成負(fù)載調(diào)制功能，傳輸數(shù)據(jù)的編碼是曼切斯特碼，碼長154位，將該碼加到調(diào)制管，調(diào)制管開關(guān)接在ant B和Vss引腳間，其導(dǎo)通電阻值R20，導(dǎo)通時電感線圈L2和導(dǎo)通電阻R并聯(lián)，芯片所接的天線諧振回路失諧于13.56MHz。 當(dāng)調(diào)制管截止時，芯片所接的天線諧振回路的諧振回路失諧于1

19、3.56MHz。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID3. 防碰撞技術(shù) MCRF355/360芯片具有休眠模式，休眠時調(diào)制管保持導(dǎo)通，片上諧振回路處于失諧狀態(tài)，閱讀器不能從休眠狀態(tài)的芯片讀取數(shù)據(jù)。 雖然此時芯片處于閱讀器工作距離范圍內(nèi)，但不影響閱讀器從被激活的MCRF355/360芯片中讀取數(shù)據(jù)。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MCRF355/360芯片防碰撞技術(shù)采用的時隙方法，能在多芯片中選擇讀出數(shù)據(jù)而互不影響。3. 防碰撞技術(shù)重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID第八章 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 MIFARE技術(shù) PCD基站芯片與應(yīng)用

20、重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 當(dāng)今非接觸式與雙接口當(dāng)今非接觸式與雙接口ICIC智能射頻卡主流技術(shù)為智能射頻卡主流技術(shù)為MIFAREMIFARE技術(shù)。技術(shù)。 Philips Philips推出的產(chǎn)品包含六個系列：推出的產(chǎn)品包含六個系列：MIFARE ClassicMIFARE Classic，MIFARE ProxMIFARE Prox，MIFARE UltralightMIFARE Ultralight，MIFAREMIFARE雙接口，雙接口，MIFARE DESFire8MIFARE DESFire8，MIFAREMIFARE閱讀器芯片。閱讀器芯片。 非接觸式接口符合非接觸式接口

21、符合ISO/IEC14443 TYPE AISO/IEC14443 TYPE A標(biāo)準(zhǔn)，接觸標(biāo)準(zhǔn)，接觸式接口符合式接口符合ISO/IEC 7816ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 當(dāng)今非接觸式與雙接口當(dāng)今非接觸式與雙接口ICIC智能射頻卡主流技術(shù)為智能射頻卡主流技術(shù)為MIFAREMIFARE技術(shù)。技術(shù)。 Philips Philips推出的產(chǎn)品包含六個系列：推出的產(chǎn)品包含六個系列：MIFARE MIFARE ClassicClassic，MIFARE ProxMIFARE Prox，MIFARE UltralightMIFARE Ultralight，

22、MIFAREMIFARE雙接口，雙接口，MIFARE DESFire8MIFARE DESFire8，MIFAREMIFARE閱讀器芯閱讀器芯片。片。 非接觸式接口符合非接觸式接口符合ISO/IEC14443 TYPE AISO/IEC14443 TYPE A標(biāo)準(zhǔn)，接觸標(biāo)準(zhǔn)，接觸式接口符合式接口符合ISO/IEC 7816ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFIDStandardStandard射頻卡以射頻卡以MIFARE1MIFARE1 IC S50 IC S50系列芯片為核心。系列芯片為核心。NXPNXP半導(dǎo)體公司提供兩種不同版本：半導(dǎo)體公司提供兩種不同版本

23、：1K1K字節(jié)字節(jié) EEPROM EEPROM 的的 MIFARE StandardMIFARE Standard及及4K4K字節(jié)字節(jié)EEPROMEEPROM的的MIFARE Standard MIFARE Standard 4k4k。 MIFARE MIFARE IC S50 IC S50 可靠性高、防碰撞能力強(qiáng)；可靠性高、防碰撞能力強(qiáng)；一卡多用、安全性能好；一卡多用、安全性能好；卡與閱讀器之間采用卡與閱讀器之間采用雙向驗證機(jī)制雙向驗證機(jī)制（采用三次認(rèn)證（采用三次認(rèn)證技術(shù)）；技術(shù)）； 讀讀/ /寫距離可達(dá)到寫距離可達(dá)到150mm150mm。1. MIFARE Classic重慶科技學(xué)院 電氣

24、與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID當(dāng)用該芯片構(gòu)成非接觸式IC卡時，卡內(nèi)僅需附加一個天線（線圈）。MIFARE1 IC S50芯片的電路組成框圖 重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 當(dāng)今非接觸式與雙接口當(dāng)今非接觸式與雙接口ICIC智能射頻卡主流技術(shù)為智能射頻卡主流技術(shù)為MIFAREMIFARE技術(shù)。技術(shù)。 Philips Philips推出的產(chǎn)品包含六個系列：推出的產(chǎn)品包含六個系列：MIFARE MIFARE ClassicClassic，MIFARE ProxMIFARE Prox，MIFARE UltralightMI

25、FARE Ultralight，MIFAREMIFARE雙接口，雙接口，MIFARE DESFire8MIFARE DESFire8，MIFAREMIFARE閱讀器芯閱讀器芯片。片。 非接觸式接口符合非接觸式接口符合ISO/IEC14443 TYPE AISO/IEC14443 TYPE A標(biāo)準(zhǔn)，接標(biāo)準(zhǔn)，接觸式接口符合觸式接口符合ISO/IEC 7816ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MIFARE ProxMIFARE Prox系列芯片基于系列芯片基于8 8位位80C5180C51內(nèi)核，通過定內(nèi)核，通過定制參數(shù)的存儲器保護(hù)方式來保護(hù)芯片內(nèi)存儲器的安全

26、制參數(shù)的存儲器保護(hù)方式來保護(hù)芯片內(nèi)存儲器的安全性。性。MIFARE ProxMIFARE Prox適合高端語言與操作系統(tǒng)適合高端語言與操作系統(tǒng)，如，如JAVAJAVA。 MIFARE Prox MIFARE Prox通過通過ISO/IEC 7816ISO/IEC 7816接觸式接口與接觸式接口與ISO/IEC 14443 TYPE AISO/IEC 14443 TYPE A非接觸式接口提供完整的接口非接觸式接口提供完整的接口功能，并與現(xiàn)有的功能，并與現(xiàn)有的MIFAREMIFARE讀取設(shè)備完全兼容。讀取設(shè)備完全兼容。1. MIFARE Prox重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID雙接口芯片的

27、電路組成框圖重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 當(dāng)今非接觸式與雙接口當(dāng)今非接觸式與雙接口ICIC智能射頻卡主流技術(shù)為智能射頻卡主流技術(shù)為MIFAREMIFARE技術(shù)。技術(shù)。 Philips Philips推出的產(chǎn)品包含六個系列：推出的產(chǎn)品包含六個系列：MIFARE ClassicMIFARE Classic，MIFARE ProxMIFARE Prox，MIFARE UltralightMIFARE Ultralight，MIFAREMIFARE雙接口，雙接口，MIFARE DESFire8MIFARE DESFire8，MIFAREMIFARE閱讀器芯片。閱讀器芯片。 非接觸式接口符合

28、非接觸式接口符合ISO/IEC14443 TYPE AISO/IEC14443 TYPE A標(biāo)準(zhǔn)，接觸標(biāo)準(zhǔn)，接觸式接口符合式接口符合ISO/IEC 7816ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFIDMIFARE DESFireMIFARE DESFire EV1 EV1系列，國內(nèi)稱為系列，國內(nèi)稱為M3M3，已獲得德，已獲得德國聯(lián)邦信息安全辦公室的通用標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。國聯(lián)邦信息安全辦公室的通用標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。全球市場上全球市場上第一個全集成式解決方案，軟硬件性能均通過第三方第一個全集成式解決方案，軟硬件性能均通過第三方可靠安全認(rèn)證。可靠安全認(rèn)證。 MF3MF3芯片卡和讀芯片

29、卡和讀/ /寫設(shè)備之間具備寫設(shè)備之間具備三重雙向認(rèn)證三重雙向認(rèn)證的數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸，分別基于使用據(jù)傳輸，分別基于使用56-bit DES56-bit DES（單一（單一DESDES）、）、112-112-bit DESbit DES（三重（三重DESDES）、）、168-bit DES168-bit DES（3 3個關(guān)鍵三重個關(guān)鍵三重DESDES）而完成。而完成。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID非易失性存儲器：非易失性存儲器：2KB2KB、4KB4KB、8KB8KB。數(shù)據(jù)保存期為。數(shù)據(jù)保存期為1010年，寫入操作耐受程度典型值為年，寫入操作耐受程度典型值為500000500000個周期個周

30、期。一個一個PICCPICC上最多可同時運(yùn)行上最多可同時運(yùn)行2828個應(yīng)用個應(yīng)用，每個應(yīng)用最，每個應(yīng)用最多支持多支持3232個文件。個文件。 MF3MF3主要應(yīng)用在先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)、高安全性門主要應(yīng)用在先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)、高安全性門禁管理、內(nèi)部電子支持系統(tǒng)、活動票務(wù)、電子政務(wù)等禁管理、內(nèi)部電子支持系統(tǒng)、活動票務(wù)、電子政務(wù)等領(lǐng)域。領(lǐng)域。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID PCDPCD發(fā)送發(fā)送REQUESTREQUEST命令給所有在天線場范圍內(nèi)的命令給所有在天線場范圍內(nèi)的M1M1卡，通過防碰撞循環(huán)，卡，通過防碰撞循環(huán)，得到一個得到一個M1M1卡的序列

31、號，選擇此卡的序列號，選擇此M1M1卡進(jìn)行鑒別認(rèn)證，通過后對存儲器進(jìn)行操卡進(jìn)行鑒別認(rèn)證，通過后對存儲器進(jìn)行操作。作。PCD和M系列卡之間的交互過程 重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID整個存儲結(jié)構(gòu)劃分為整個存儲結(jié)構(gòu)劃分為1616個扇區(qū)，編號為個扇區(qū)，編號為0 0至至1515，每個扇區(qū)又可，每個扇區(qū)又可以分為以分為4 4個塊，編號分別為個塊，編號分別為0 0至至3 3。每個扇區(qū)的塊。每個扇區(qū)的塊3 3是一個特殊的塊，是一個特殊的塊，這個塊包含了該扇區(qū)的密碼這個塊包含了該扇區(qū)的密碼A A、存取控制碼、密碼、存取控制碼、密碼B B，而其余，而其余3 3個塊個塊是一般的數(shù)據(jù)塊。是一般的數(shù)據(jù)塊。1.

32、 MIFARE Classic重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 扇區(qū)0的塊0是一個特殊的塊，該塊存儲了卡的制造商代碼，該代碼不允許用戶改寫。制造商代碼的第0-4字節(jié)為卡的序列號，第5字節(jié)為序列號的檢驗碼，第6字節(jié)為卡的容量字節(jié)，第7和8字節(jié)為卡的類型號，其它字節(jié)由制造商自行定義。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID對于塊3，永遠(yuǎn)不能執(zhí)行DECREMENT、INCREMENT、TRANSFER、RESTORE這4個命令。存取控制碼有4個字節(jié)。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息

33、工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFIDCVX3(“C”CVX3(“C”表示控制位，表示控制位，V=13V=13，“X X”表示扇區(qū)號表示扇區(qū)號) )用來用來控制塊控制塊3 3的訪問條件，的訪問條件，CVXY(V=13CVXY(V=13，Y=02)Y=02)用來控制塊用來控制塊0 0至至塊塊2 2的訪問條件。的訪問條件?！癬b_b”表示取反，控制訪問條件的每一位同表示取反，控制訪問條件的每一位同時用原碼與反碼存儲，增加了可靠性。時用原碼與反碼存儲，增加了可靠性?！癇XBX”表示用于存放表示用于存放特定的應(yīng)用數(shù)據(jù)。特定的應(yīng)用數(shù)據(jù)。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID存儲控制碼

34、對數(shù)據(jù)塊訪問條件的控制存儲控制碼對數(shù)據(jù)塊訪問條件的控制對塊對塊3 3，永遠(yuǎn)不能執(zhí)行，永遠(yuǎn)不能執(zhí)行DECREMENTDECREMENT、INCREMENTINCREMENT、TRASFERTRASFER和和RESTORERESTORE這這4 4個命令。個命令。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID當(dāng)當(dāng)KEY BKEY B作為密碼使用時，和作為密碼使用時，和KEY A KEY A 一樣是一樣是不能讀出不能讀出的的，但當(dāng)它滿足一定條件而能讀出時，此時存放在，但當(dāng)它滿足一定條件而能讀出時，此時存放在KEY BKEY B位置的內(nèi)容為數(shù)據(jù)而不是密碼。位置的內(nèi)容為數(shù)

35、據(jù)而不是密碼。 MF3MF3卡所有文件類型都有自動防修改機(jī)制，如果某卡所有文件類型都有自動防修改機(jī)制，如果某一個文件或者應(yīng)用程序在使用過程中被淘汰的話，一個文件或者應(yīng)用程序在使用過程中被淘汰的話，MF3MF3的的文件管理系統(tǒng)可使其永久性失效。文件管理系統(tǒng)可使其永久性失效。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFIDSmartMX2 P60SmartMX2 P60系列系列重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID第八章 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 13.56MHz射頻存儲器應(yīng)答器 MIFARE技術(shù) PCD基站芯片與應(yīng)用重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 比較常用的支持TYPE A的閱讀器芯

36、片是MF RC530（Philips Semiconductors產(chǎn)品）。同時支持TYPE A和TYPE B的閱讀器芯片也獲得廣泛應(yīng)用。 以MF RC530和SLF9000芯片為例。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 比較常用的支持TYPE A的閱讀器芯片是MF RC530（Philips Semiconductors產(chǎn)品）。同時支持TYPE A和TYPE B的閱讀器芯片也獲得廣泛應(yīng)用。 以MF RC530和SLF9000芯片為例。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MF MF RC530RC530芯片是高度集成度的芯片是高度集成度的TYPE ATYPE A閱讀器芯片閱讀器芯片。可

37、廣泛用于非接觸式公用電話、儀器儀表、手持終端可廣泛用于非接觸式公用電話、儀器儀表、手持終端和門禁等應(yīng)用領(lǐng)域。載波頻率為和門禁等應(yīng)用領(lǐng)域。載波頻率為13.56 MHz13.56 MHz。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID MF MF RC530RC530芯片是高度集成度的芯片是高度集成度的TYPE ATYPE A閱讀器芯片閱讀器芯片。可廣泛用于非接觸式公用電話、儀器儀表、手持終端可廣泛用于非接觸式公用電話、儀器儀表、手持終端和門禁等應(yīng)用領(lǐng)域。載波頻率為和門禁等應(yīng)用領(lǐng)域。載波頻率為13.56 MHz13.56 MHz。重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID集成了編碼調(diào)制和解調(diào)解碼的收發(fā)電路

38、；天線驅(qū)動電路僅需很少的外圍元件，有效距離可達(dá)10cm；內(nèi)部集成有并行接口控制電路，可自動檢測外部微控制器（MCU）的接口類型；具有內(nèi)部地址鎖存和IRQ線，可以很方便地與MCU接口；集成有64字節(jié)的收發(fā)FIFO緩存器；內(nèi)部寄存器、命令集、加密算法可支持TYPE A標(biāo)準(zhǔn)的各項功能。1. 主要性能重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID2. 電路組成重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFIDMF MF RC530RC530芯片的內(nèi)部寄存器按頁分配，并通過相應(yīng)芯片的內(nèi)部寄存器按頁分配，并通過相應(yīng)尋址方法獲得地址。尋址方法獲得地址。內(nèi)部寄存器共分內(nèi)部寄存器共分8 8頁，每頁頁，每頁8 8個寄存器，每頁的

39、第個寄存器，每頁的第1 1個個寄存器稱為頁寄存器，用于選擇該寄存器頁。寄存器稱為頁寄存器，用于選擇該寄存器頁。微控制器通過對內(nèi)部寄存器的寫和讀，可以預(yù)置和微控制器通過對內(nèi)部寄存器的寫和讀，可以預(yù)置和讀出系統(tǒng)運(yùn)行狀況。讀出系統(tǒng)運(yùn)行狀況。3. 芯片內(nèi)部寄存器配置重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 每個寄存器由每個寄存器由8 8位組成，具有位組成，具有讀讀/ /寫寫(r/w)(r/w)，只讀只讀(r)(r)，僅僅寫寫(w)(w)和和動態(tài)動態(tài)(dy)(dy)4 4種特性。種特性。dydy屬性位可由微控制器讀寫，也可以在執(zhí)行實際命令屬性位可由微控制器讀寫，也

40、可以在執(zhí)行實際命令后自動由內(nèi)部狀態(tài)機(jī)改變位值；后自動由內(nèi)部狀態(tài)機(jī)改變位值；r r的值僅能由內(nèi)部狀態(tài)決定；的值僅能由內(nèi)部狀態(tài)決定；w w的值可由的值可由MCUMCU寫入但不能讀出；寫入但不能讀出；r/wr/w位可由位可由MCUMCU讀寫，但內(nèi)部狀態(tài)機(jī)只能讀。讀寫，但內(nèi)部狀態(tài)機(jī)只能讀。4. 芯片內(nèi)部寄存器功能重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID5. 命令集重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID EEPROMEEPROM存儲器存儲器共有共有3232塊，每塊塊，每塊1616字節(jié)

41、。存儲區(qū)分為字節(jié)。存儲區(qū)分為4 4部部分：分：第一部分為塊第一部分為塊0 0，屬性為只讀屬性為只讀，用于保存產(chǎn)品的有關(guān)信息；，用于保存產(chǎn)品的有關(guān)信息；第二部分為塊第二部分為塊1 1和塊和塊2 2，它們，它們具有讀具有讀/ /寫屬性寫屬性，用于存放寄存器初始，用于存放寄存器初始化啟動文件；化啟動文件；第三部分為塊第三部分為塊3 3至塊至塊7 7，用于存放寄存器初始化文件，用于存放寄存器初始化文件，屬性為讀寫屬性為讀寫；第四部分從塊第四部分從塊8 8至塊至塊3131，屬性為只寫屬性為只寫，用于存放加密運(yùn)算的密鑰。，用于存放加密運(yùn)算的密鑰。 6. EEPROM存儲器重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院R

42、FID6. EEPROM存儲器重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID6. EEPROM存儲器重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 用于緩存微控制器MCU與芯片之間的輸入/輸出數(shù)據(jù)流，F(xiàn)IFO的輸入/輸出數(shù)據(jù)線和FIFOData寄存器相連。7. FIFO緩存重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 用于緩存微控制器MCU與芯片之間的輸入/輸出數(shù)據(jù)流，F(xiàn)IFO的輸入/輸出數(shù)據(jù)線和FIFOData寄存器相連。寫入FIFOData寄存器的字節(jié)也存入FIFO，并且內(nèi)部FIFO寫指針增量。7. FIFO緩存重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 用于緩存微控制器MCU與芯片之間的輸入/輸出數(shù)據(jù)流，

43、FIFO的輸入/輸出數(shù)據(jù)線和FIFOData寄存器相連。寫入FIFOData寄存器的字節(jié)也存入FIFO，并且內(nèi)部FIFO寫指針增量。從FIFOData寄存器讀，得到的是FIFO讀指針?biāo)窮IFO的內(nèi)容，讀后讀指針增量。7. FIFO緩存重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 用于緩存微控制器MCU與芯片之間的輸入/輸出數(shù)據(jù)流，F(xiàn)IFO的輸入/輸出數(shù)據(jù)線和FIFOData寄存器相連。寫入FIFOData寄存器的字節(jié)也存入FIFO，并且內(nèi)部FIFO寫指針增量。從FIFOData寄存器讀，得到的是FIFO讀指針?biāo)窮IFO的內(nèi)容，讀后讀指針增量。讀、寫指針之間的距離可由FIFOLength寄存器獲

44、得。7. FIFO緩存重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 用于緩存微控制器MCU與芯片之間的輸入/輸出數(shù)據(jù)流，F(xiàn)IFO的輸入/輸出數(shù)據(jù)線和FIFOData寄存器相連。寫入FIFOData寄存器的字節(jié)也存入FIFO，并且內(nèi)部FIFO寫指針增量。從FIFOData寄存器讀，得到的是FIFO讀指針?biāo)窮IFO的內(nèi)容，讀后讀指針增量。讀、寫指針之間的距離可由FIFOLength寄存器獲得。狀態(tài)由PrimaryStatus、FIFOLevel、ErrorFlag、Control、FIFOLength寄存器的相關(guān)位指示 7. FIFO緩存重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID中斷請求有六種：定時設(shè)

45、置到、發(fā)送請求、接收請求、一個命令執(zhí)行完、FIFO滿、FIFO空。 0頁寄存器InterruptEn的相應(yīng)位（讀/寫屬性）用于相應(yīng)中斷請求的使能設(shè)置。7. 中斷請求重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFIDMF RC530內(nèi)有定時器，可用于定時輸出計數(shù)、看門狗計數(shù)、停止檢測、定時觸發(fā)和可編程的短定時器等工作。8. 定時器重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID 電感耦合方式RFID系統(tǒng)的作用距離和下列因素有關(guān)：閱讀器天線的尺寸；匹配電路的性能；周圍環(huán)境的影響。 閱讀器天線尺寸可以如下考慮：當(dāng)作用距離為10 cm時，如果閱讀器采用的是圓形天線，那么天線的半徑應(yīng)為10cm，如果采用的是長方形或方形的天線，可以以圓形天線所圍面積為參考進(jìn)行修正。 9. 天線電路重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID用于設(shè)計與ISO/IEC 14443 TYPE A、MIFARE類PICC進(jìn)行信息交互的閱讀器基站芯片。天線電路提供應(yīng)答器所需的耦合能量，不加外部放大器時的作用距離應(yīng)能達(dá)到10cm。 9. 天線電路重慶科技學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院RFID天線電路的模式有兩大類：直接匹配天線和50匹配天線。當(dāng)閱讀器與天線之間的距離很短時采用此種模式，如手持式閱讀器、室內(nèi)閱讀器的情況。 當(dāng)閱讀器與天線之間的距離較長時，常采用這種模式。天線要用同軸