單片機(jī)IC卡及其關(guān)鍵技術(shù)的研究

PAGEPAGEII三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院IC卡及其關(guān)鍵技術(shù)的研究系部__________________________專業(yè)/班級(jí)__________________________學(xué)號(hào)__________________________姓名指導(dǎo)教師__________________________摘要目前在我國(guó)，隨著金卡工程建設(shè)的不斷深入發(fā)展,IC卡已在眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，并取得了初步的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。非接觸式IC卡又稱射頻卡，是世界上最近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，它成功的將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來(lái)，結(jié)束了無(wú)源（卡中無(wú)源)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。據(jù)測(cè)算,完成一次讀操作僅需0.1秒，通過(guò)調(diào)整讀卡機(jī)線圈的大小，可完成從幾厘米到20米作用距離的有效讀卡，真正實(shí)現(xiàn)了IC卡的方便、快捷使用，具有廣泛的應(yīng)用前景，可應(yīng)用于各行各業(yè)，例如軍事領(lǐng)域的安全部門(mén)、保密單位等,所以非接觸式IC的開(kāi)發(fā)和研究成為智能卡應(yīng)用領(lǐng)域的熱門(mén)。本文分為三章，第一章介紹了IC卡的基本概念，包括IC卡定義，發(fā)展歷程，分類，特點(diǎn),應(yīng)用等。第二章就無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)RFID進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹,最后從國(guó)際及中國(guó)介紹了IC卡的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：非接觸式IC卡IC卡技術(shù)RFID技術(shù)PAGEIII目錄TOC\o”1—3"\h\z\u1.1IC卡及其相關(guān)知識(shí) 21。1.2IC卡發(fā)展過(guò)程 2HYPERLINK\l”_Toc199220068”1.2IC卡構(gòu)成及分類 4HYPERLINK\l”_Toc199220069”1.2.1IC卡的基本構(gòu)成 4_Toc199220072"1.3.1IC卡的的特點(diǎn) 5HYPERLINK\l”_Toc199220073"1。3.2IC卡的的應(yīng)用 5_Toc199220075”2.1RFID簡(jiǎn)介 7_Toc199220077"2。1。2RFID的基本組成 72。1.4RFID技術(shù)的典型應(yīng)用 82.1.5HYPERLINK\l”_Toc199220083”RFID解決方案 8HYPERLINK\l”_Toc199220080"2.2RDIF的市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 92。2.1RDIF的市場(chǎng)現(xiàn)狀 10HYPERLINK\l”_Toc199220082"2。2。2RDIF的發(fā)展趨勢(shì) 11HYPERLINK\l”_Toc199220105"第3章IC卡市場(chǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 123.2中國(guó)IC卡市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r 13HYPERLINK\l”_Toc199220114"結(jié)語(yǔ) 15ⅣHYPERLINK\l”_Toc199220115”參考文獻(xiàn) 16等從應(yīng)用角度命名的卡相混淆.自IC卡出現(xiàn)以后，國(guó)際上對(duì)它有多種叫法。英文名稱有“SmartCard"、“ICCard”等;在亞洲特別是香港、臺(tái)灣地區(qū)，多稱為“聰明卡”、“智慧卡”、“智能卡”等；在我國(guó),一般簡(jiǎn)稱為“IC卡"。IC卡的外觀是一塊塑料或PVC材料，通常還印有各種圖案、文字和號(hào)碼，稱為“卡基”；在“卡基"的固定位置上嵌裝一種特定的IC芯片就成為我們通常所說(shuō)的IC卡。根據(jù)嵌裝的芯片不同就產(chǎn)生了各種類型的IC卡。IC卡的概念是7O年代初提出來(lái)的,法國(guó)布爾(BULL）公司于1976年首先創(chuàng)造出IC卡產(chǎn)品，并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到金融、交通、醫(yī)療、身份證明等多個(gè)行業(yè)，它將微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，提高了人們生活和工作的現(xiàn)代化程度。IC卡芯片具有寫(xiě)入數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，IC卡存儲(chǔ)器中的內(nèi)容根據(jù)需要可以有條件地供外部讀取,完成供內(nèi)部信息處理和判定之用。IC卡一出現(xiàn)，就以其超小的體積、先進(jìn)的集成電路芯片技術(shù)以及特殊的保密措施和無(wú)法被譯及仿造的特點(diǎn)受到普遍歡迎[1］。1。1.2、IC卡的發(fā)展過(guò)程IC卡的最初設(shè)想是由日本人提出來(lái)的.1969年12月,日本的有村國(guó)孝（KunitakaArimura）提出一種制造安全可靠的信用卡方法，并于1970年獲得專利，那時(shí)叫ID卡（IdentificationCard）。1974年，法國(guó)的羅蘭·莫雷諾（RolandMoreno)發(fā)明了帶集成電路芯片的塑料卡片，并取得了專利權(quán)，這就是早期的IC卡。1976年法國(guó)布爾（Bull）公司研制出世界第一枚IC卡。1984年，法國(guó)的PTT（Posts,TelegraphsandTelephones）將IC卡用于電話卡，由于IC卡良好的安全性和可靠性，獲得了意想不到的成功。隨后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO,InternationalStandardizationOrganization)與國(guó)際電工委員會(huì)（IEC，InternationalElectrotechnicalCommission）的聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)為之制訂了一系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,極大地推動(dòng)了IC卡的研究和發(fā)展。目前在我國(guó),隨著金卡工程建設(shè)的不斷深入發(fā)展，IC卡已在眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，并取得了初步的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2000年,全國(guó)IC卡發(fā)行量約為2.3億張，其中電信占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額。公用電話IC卡1。2億多張，移動(dòng)電話SIM卡超過(guò)4200萬(wàn)張，其它各類IC卡約6000萬(wàn)張。2001年IC卡總出貨量約3。8億張，較上年增長(zhǎng)26％;發(fā)行量約3。2億張,較上年增長(zhǎng)40%。從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，公用電話IC卡發(fā)行超過(guò)1。7億張，SIM卡發(fā)行5500萬(wàn)張，公交IC卡為320萬(wàn)張，社保領(lǐng)域發(fā)卡為1400萬(wàn)張，其它發(fā)卡為8000萬(wàn)張。盡管IC卡的發(fā)行量保持了較高的增長(zhǎng)率，但市場(chǎng)銷售額在IT市場(chǎng)中的比重還很小。據(jù)CCID統(tǒng)計(jì)，2001年我國(guó)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)銷售額約2502億元，而IC卡市場(chǎng)銷售額不到21億元。IC卡市場(chǎng)還構(gòu)不成我國(guó)IT業(yè)的亮點(diǎn)，對(duì)IT市場(chǎng)的拉動(dòng)作用并不明顯。這一方面制約IT企業(yè)對(duì)IC卡技術(shù)的投入,另一方面，也預(yù)示著我國(guó)IC卡市場(chǎng)的巨大發(fā)展空間.隨著政府管理和支持力度的加大、技術(shù)研發(fā)水平的提升,IC卡市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局將發(fā)生深刻的變化.由于高端芯片、核心模塊、金融POS機(jī)、生產(chǎn)設(shè)備等被國(guó)外企業(yè)所掌握，造成國(guó)外品牌對(duì)一些細(xì)分市場(chǎng)的相對(duì)壟斷。隨著政府智能卡項(xiàng)目的啟動(dòng),移動(dòng)通信市場(chǎng)的逐步開(kāi)放，國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)實(shí)力和工藝流程的優(yōu)化，使得國(guó)外品牌市場(chǎng)份額受到很大程度的限制，而國(guó)內(nèi)品牌將會(huì)有快速的發(fā)展.一些從電信市場(chǎng)成長(zhǎng)起來(lái)的國(guó)內(nèi)IC卡企業(yè)，依托雄厚的資金和技術(shù)實(shí)力，將在身份證、金融、社保、交通等領(lǐng)域繼續(xù)拓展業(yè)務(wù),直接參與國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)。2002年乃至今后5年,是我國(guó)IC卡應(yīng)用向縱深發(fā)展的時(shí)期。我國(guó)IC卡市場(chǎng)格局必將由無(wú)序走向有序，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)必將由有限走向無(wú)限，IC卡市場(chǎng)將逐步走向成熟，進(jìn)入微利時(shí)代。在這種形勢(shì)下，單純的發(fā)卡量和新產(chǎn)品的數(shù)量并不能衡量IC卡產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)的發(fā)展水平，市場(chǎng)發(fā)展的程度最終取決于IC卡的應(yīng)用水平及其帶來(lái)的社會(huì)效益.從可持續(xù)發(fā)展的角度講，加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范,推動(dòng)IC卡企業(yè)由產(chǎn)品和技術(shù)型轉(zhuǎn)向應(yīng)用和服務(wù)型,將成為我國(guó)IC卡市場(chǎng)發(fā)展的重要趨勢(shì).1970年，法國(guó)人羅蘭德·莫瑞諾（RolandMoreno)第一次將可進(jìn)行編程設(shè)置的IC（IntegratedCircuit）芯片放于卡片中，使卡片具有更多的功能。當(dāng)時(shí)，他對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的描述是:鑲嵌有可進(jìn)行自我保護(hù)存儲(chǔ)器的卡片。這樣就誕生了世界上第一張IC卡。在此后的三十多年里，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息安全技術(shù)等的發(fā)展，IC卡種類更加豐富,技術(shù)也更趨成熟，已在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。1。2IC卡構(gòu)成及分類1。2。1IC卡的組成IC卡包括三個(gè)部分：塑料基片、接觸面、集成電路（一）半導(dǎo)體廠家將大的硅片切成小塊,一個(gè)六英尺直徑的硅片可以造出一千多個(gè)芯片。(二）對(duì)小硅片進(jìn)行光刻以產(chǎn)生必要的電路，并將她封裝在黑色的集成電路模塊中。(三）將集成電路的輸入輸出端連結(jié)到大的接觸面上，便于今后讀寫(xiě)器的操作。（四）最后，把造好的模塊嵌入到卡上。1。2.2IC卡分類第一種分類方法:IC卡根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路芯片的不同可以分成兩大類，分別是存儲(chǔ)器卡和CPU卡（智能卡).

存儲(chǔ)器卡采用存儲(chǔ)器芯片作為卡芯，只有“硬件”組成，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和安全邏輯控制等；智能卡采用微處理器芯片作為卡芯，由硬件和軟件共同組成，屬于卡上單片機(jī)系統(tǒng).第二種分類方法:若按卡上數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)方法來(lái)分類，有接觸型IC卡和非接觸型IC卡兩種。當(dāng)前使用廣泛的是接觸型IC卡，其表面可以看到一個(gè)方型鍍金接口,共有八個(gè)或六個(gè)鍍金觸點(diǎn),用于與讀寫(xiě)器接觸，通過(guò)電流信號(hào)完成讀寫(xiě)。讀寫(xiě)操作（稱為刷卡）時(shí)須將IC卡插入讀寫(xiě)器，讀寫(xiě)完畢,卡片自動(dòng)彈出，或人為抽出。接觸式IC卡刷卡相對(duì)慢,但可靠性高，多用于存儲(chǔ)信息量大，讀寫(xiě)操作復(fù)雜的場(chǎng)合。非接觸型IC卡具有接觸式IC卡同樣的芯片技術(shù)和特性，最大的區(qū)別在于卡上設(shè)有射頻信號(hào)或紅外線收發(fā)器，在一定距離內(nèi)即可收發(fā)讀寫(xiě)器的信號(hào)，因而和讀寫(xiě)設(shè)備之間無(wú)機(jī)械接觸。在前述IC卡的電路基礎(chǔ)上帶有射頻收發(fā)及相關(guān)電路的非接觸IC卡被稱作“射頻卡"或“RF卡”。這種IC卡常用于身份驗(yàn)證,電子門(mén)禁等場(chǎng)合.卡上記錄信息簡(jiǎn)單，讀寫(xiě)要求不高，卡型變化也較大，可以作成徽章等形式。因此,不但可以存儲(chǔ)大量信息,具有極強(qiáng)的保密性能，并且抗干擾、無(wú)磨損、壽命長(zhǎng)。因此在廣泛的領(lǐng)域中得到應(yīng)用［2]。第三種分類方法:根據(jù)IC卡的應(yīng)用領(lǐng)域，可以分為金融卡和非金融卡兩大類。金融信用卡是我國(guó)大力建設(shè)的金卡工程的主要媒體。由銀行發(fā)行和管理。由于IC卡上記錄了持卡人主要信息，故不一定要求消費(fèi)場(chǎng)所與銀行聯(lián)網(wǎng)。比起磁卡等僅記錄少量數(shù)據(jù)的卡型，具有極大的靈活性和可靠性。金融現(xiàn)金卡是持卡人以現(xiàn)金購(gòu)買(mǎi)的電子貨幣.可以多次使用，自動(dòng)計(jì)費(fèi)，使用方便。如水電費(fèi)的交費(fèi)卡、煤氣費(fèi)卡、就餐卡、醫(yī)療卡等.在卡上金額少于一定限額時(shí),要重新交費(fèi)才可繼續(xù)使用。IC卡在金融領(lǐng)域應(yīng)用，主要是由于其優(yōu)良的保密性，可以有效地防止偽造和竊用。

非金融卡主要是作為電子證件,用來(lái)記錄持卡人的各方面信息,作為身份識(shí)別。如IC卡身份證、學(xué)生證、進(jìn)門(mén)證、考勤卡、醫(yī)療證、住宿證等。由于IC卡可以記錄大量信息,并且可以分區(qū)存款，因此可以做到一卡多用，簡(jiǎn)化驗(yàn)證的手續(xù)［3］。1。3IC卡的特點(diǎn)與應(yīng)用1。3。1IC卡的優(yōu)點(diǎn)

由于IC卡采用了當(dāng)今最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)和信息安全技術(shù)，IC卡相對(duì)于其它種類的卡(特別是磁卡)具有以下四大特點(diǎn):(一）體積小,重量輕,抗干擾能力強(qiáng),便于攜帶，易于使用，方便保管（二）安全性高:IC卡從硬件和軟件等幾個(gè)方面實(shí)施其安全策略，可以控制卡內(nèi)不同區(qū)域的存取特性。加密IC卡本身具有安全密碼，如果試圖非法對(duì)之進(jìn)行數(shù)據(jù)存取則卡片自毀，不可再進(jìn)行讀寫(xiě)。（三）可靠性高：IC卡的防磁、防一定強(qiáng)度的靜電，抗干擾能力強(qiáng),可靠性比磁卡高，一般可重復(fù)讀寫(xiě)10萬(wàn)次以上，使用壽命長(zhǎng)。(四）綜合成本低：IC卡的讀寫(xiě)設(shè)備比磁卡的讀寫(xiě)設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，造價(jià)便宜,容易推廣，維護(hù)方便。對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求不高：IC卡的安全可靠性使其在應(yīng)用環(huán)境中對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、敏感性要求降低,十分符合當(dāng)前國(guó)情，有利于在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不高的環(huán)境中應(yīng)用。1。3.2IC卡的應(yīng)用（一）通訊方面:主要應(yīng)用于移動(dòng)通信和公用電話.醫(yī)療衛(wèi)生和計(jì)劃生育管理方面:衛(wèi)生部計(jì)劃發(fā)行醫(yī)療IC卡，主要用于記錄或查詢醫(yī)療特征信息等，國(guó)家計(jì)生委等準(zhǔn)備組織實(shí)施育齡婦女計(jì)劃生育IC卡。（二）交通領(lǐng)域：主要用于汽車駕駛員管理、公路收費(fèi)、公交或地鐵自動(dòng)售票等方面。目前公安部已開(kāi)始組織實(shí)施“中華人民共和國(guó)96式機(jī)動(dòng)車駕駛員違章處理IC卡”計(jì)劃，已完成標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范起草，并通過(guò)專家審定。(三）社會(huì)保險(xiǎn)方面:主要用于醫(yī)療保險(xiǎn)、失業(yè)保險(xiǎn)、養(yǎng)老保險(xiǎn)、兒童免疫接種等。目前海南、深圳、大連等地已發(fā)行保險(xiǎn)IC卡,北京、大慶、江蘇、浙江等已計(jì)劃實(shí)施。(四)企事業(yè)內(nèi)部管理方面：國(guó)家工商局準(zhǔn)備發(fā)行工商企業(yè)監(jiān)管IC卡，目前已在部分省市試點(diǎn)，技術(shù)監(jiān)督局開(kāi)始發(fā)行組織機(jī)構(gòu)代碼卡等。（五)稅務(wù)卡：許多省市已開(kāi)始使用IC卡進(jìn)行納稅的征收、管理和稽查。目前國(guó)稅總局已與電子產(chǎn)業(yè)部門(mén)共同研發(fā)IC卡在稅務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用.（六）加油卡：中國(guó)石化總公司和許多地方石油公司都在組織建立IC加油卡收費(fèi)系統(tǒng).(七）公用事業(yè)收費(fèi)卡：目前,IC卡電表、煤氣表、水表已在許多城市使用,今后將會(huì)在更多領(lǐng)域大面積推廣使用。（八）其他各類卡：如會(huì)員卡、優(yōu)惠卡、購(gòu)物卡等,此外在食品衛(wèi)生監(jiān)督等許多行業(yè)和領(lǐng)域也都有大量應(yīng)用［4］。第2章無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)RFID2。1RFID簡(jiǎn)介2.1。1RFID定義RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境.RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便.RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件,該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問(wèn)器(或閱讀器)和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。2。1。2RFID的基本組成標(biāo)簽(Tag):由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；閱讀器（Reader）：讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào).2。1.3RFID技術(shù)的基本工作原理閱讀器通常包含一個(gè)射頻模塊（發(fā)射器和接收器),一個(gè)控制單元和一個(gè)與收發(fā)器的耦合單元。另外，某些閱讀器還包含其他數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)（RS232,RS485,TCP/IP等)，以便將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其他系統(tǒng)I(PC,機(jī)器人控制系統(tǒng)等）。雷達(dá)收發(fā)器,表示RFID系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)載體，通常有一個(gè)耦合單元和一個(gè)電子芯片組成。(Figure1.9）。雷達(dá)收發(fā)器通常不具備自身電源供應(yīng)，當(dāng)它不在質(zhì)詢器的質(zhì)詢范圍時(shí)，整體呈被動(dòng)狀態(tài)。它只有在質(zhì)詢器的質(zhì)詢范圍之內(nèi)才被激活。激活雷達(dá)收發(fā)器的電力通過(guò)耦合單元傳輸給收發(fā)器，所需的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘脈沖也是如此。RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜:標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag,無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（ActiveTag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）;解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器（Reader）與電子標(biāo)簽（TAG）也就是所謂的應(yīng)答器（Transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份所組成，其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無(wú)線電波能量給Transponder,用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。以RFID卡片閱讀器及電子標(biāo)簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來(lái)看大致上可以分成，感應(yīng)偶合（InductiveCoupling)及后向散射偶合(BackscatterCoupling）兩種,一般低頻的RFID大都采用第一種式，而較高頻大多采用第二種方式。閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫(xiě)裝置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應(yīng)答器之間一般采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換，同時(shí)閱讀器通過(guò)耦合給無(wú)源應(yīng)答器提供能量和時(shí)序。在實(shí)際應(yīng)用中，可進(jìn)一步通過(guò)Ethernet或WLAN等實(shí)現(xiàn)對(duì)物體識(shí)別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。應(yīng)答器是RFID系統(tǒng)的信息載體，目前應(yīng)答器大多是由耦合原件（線圈、微帶天線等)和微芯片組成無(wú)源單元.2。1.4RFID技術(shù)的典型應(yīng)用物流和供應(yīng)管理生產(chǎn)制造和裝配航空行李處理郵件/快運(yùn)包裹處理文檔追蹤/圖書(shū)館管理動(dòng)物身份標(biāo)識(shí)運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)門(mén)禁控制/電子門(mén)票道路自動(dòng)收費(fèi)2.1.5RFID解決方案RFID解決方案是RFID技術(shù)供應(yīng)商針對(duì)行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)制定的RFID應(yīng)用方案，可根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際要求“量身定做”。RFID解決方案可按照行業(yè)進(jìn)行分類，物流、防偽防盜、身份識(shí)別、資產(chǎn)管理、動(dòng)物管理、快捷支付等等[5］。2。2RFID的發(fā)展歷史及趨勢(shì)2.2。1RFID的發(fā)展歷史(一)早期RFID技術(shù)很早就和軍事聯(lián)系在一起。在上世紀(jì)30年代，美國(guó)陸軍和海軍都面臨著在陸地、海上和空中對(duì)目標(biāo)的識(shí)別的問(wèn)題.1937年，美國(guó)海軍研究試驗(yàn)室（U.S。NavalResearchLaboratory（NRL））開(kāi)發(fā)了敵我識(shí)別系統(tǒng)(IdentificationFriend—or-Foe（IFF）system），來(lái)將盟軍的飛機(jī)和敵方的飛機(jī)區(qū)別開(kāi)來(lái)。這種技術(shù)后來(lái)在50年代成為現(xiàn)代空中交通管制的基礎(chǔ)。并且是早期RFID技術(shù)的萌芽,而優(yōu)先地應(yīng)用在軍事、實(shí)驗(yàn)室等。早期系統(tǒng)組件昂貴而龐大，但隨著集成電路、可編程存儲(chǔ)器、微處理器、以及軟件技術(shù)和編程語(yǔ)言的發(fā)展，創(chuàng)造了RFID技術(shù)1早期推廣和部署的基礎(chǔ)。

60年代后期和70年代早期，有些公司（如Sensormatic和CheckpointSystems）開(kāi)始推廣稍微不那么復(fù)雜的RFID系統(tǒng)的商用，主要用于電子物品監(jiān)控（electronicarticlesurveillance(EAS)），即保證倉(cāng)庫(kù)、圖書(shū)館等等的物品安全和監(jiān)視。這種早期的商業(yè)RFID系統(tǒng)，稱為1-bit標(biāo)簽系統(tǒng)，相對(duì)容易構(gòu)建、部署和維護(hù)。但是這種1比特系統(tǒng)只能檢測(cè)被表示的目標(biāo)是否在場(chǎng)，不能有更大的數(shù)據(jù)容量,甚至不能區(qū)分被標(biāo)識(shí)目標(biāo)之間的差別.因此早期的1bit系統(tǒng)只能作為簡(jiǎn)單的檢測(cè)用途.（二）從檢測(cè)到唯一性識(shí)別在70年代，制造、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等行業(yè)都試圖研究和開(kāi)發(fā)基于IC的RFID系統(tǒng)的應(yīng)用。比如、工業(yè)自動(dòng)化、動(dòng)物識(shí)別、車輛跟蹤等等。在此期間，基于IC的標(biāo)簽體現(xiàn)出了可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器、更快的速度、更遠(yuǎn)的距離等優(yōu)點(diǎn)。但這些早期的系統(tǒng)仍然是專有的設(shè)計(jì)、沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、也沒(méi)有功率和頻率的管理。在80年代早期，更加完善的RFID技術(shù)和應(yīng)用出現(xiàn)，比如鐵路車輛的識(shí)別、農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物和農(nóng)產(chǎn)品的跟蹤.

90年代,道路電子收費(fèi)系統(tǒng)在大西洋沿岸得到廣泛應(yīng)用,從意大利、法國(guó)、西班牙、葡萄牙、挪威，到美國(guó)的達(dá)拉斯、紐約和新澤西。這些系統(tǒng)提供了更完善的訪問(wèn)控制特征，因?yàn)樗鼈兗闪酥Ц豆δ埽渤蔀榫C合性的集成RFID應(yīng)用的開(kāi)始。

從90年代開(kāi)始，多個(gè)區(qū)域和公司開(kāi)始注意這些系統(tǒng)之間的互操作性,即運(yùn)行頻率和通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。只有標(biāo)準(zhǔn)化，才能將RFID的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。比如，這時(shí)期美國(guó)出現(xiàn)的E-ZPass系統(tǒng)。

同時(shí)，作為訪問(wèn)控制和物理安全的手段，RFID卡鑰匙開(kāi)始流行起來(lái)，試圖取代傳統(tǒng)的訪問(wèn)控制機(jī)制。這種稱為非接觸式的IC智能卡具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力，能夠針對(duì)持有人進(jìn)行個(gè)性化處理，也能夠更靈活地實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制策略。

（三）RFID的熱潮和整合性應(yīng)用

在上世紀(jì)末期，大量的RFID應(yīng)用指數(shù)般地試圖擴(kuò)展到全球范圍。

在美國(guó)，TexasInstruments則是這方面的推動(dòng)先鋒。TI從1991年開(kāi)始建立德州儀器注冊(cè)和識(shí)別系統(tǒng)（TexasInstrumentsRegistrationandIdentificationSystems（TIRIS)）。該系統(tǒng)如今叫TI-RFid（TexasInstrumentsRadioFrequencyIdentificationSystem），已經(jīng)是一個(gè)主要的RFID應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái).在歐洲，EMMicroelectronic—Marin從1971年開(kāi)始研究超低功率的集成電路.1982年，MikronIntegratedMicroelectronics開(kāi)始了ASIC技術(shù)，并在1987年由其奧地利分公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)識(shí)別和智能卡芯片。1995年，PhilipsSemiconductors收購(gòu)了MikronGraz。如今EMMicroelectronic和PhilipsSemiconductors是歐洲的主要RFID廠商.2。2。2RFID發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，尤其是美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)、瑞典、瑞士及南非等國(guó)家目前均已有較為成熟且先進(jìn)的RFID系統(tǒng),如生產(chǎn)制造和裝配、航空行李處理、郵件/快運(yùn)包裹處理、文檔追蹤/圖書(shū)管理、身份標(biāo)識(shí)、移動(dòng)車輛的自動(dòng)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)、身份認(rèn)證、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制、門(mén)禁控制/電子門(mén)票、物流與供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域，都已經(jīng)或正在投入實(shí)際應(yīng)用。其中，近距離RFID系統(tǒng)主要使用125KHz、13.56MHz等LF和HF頻段，技術(shù)最為成熟；遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主要使用433MHz、860MHz～960MHz等UHF頻段，以及2。45GHz、5.8GHz等微波頻段，技術(shù)處于發(fā)展期。而在中國(guó),除了鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)之外，主要應(yīng)用是在近距離125KHz和13。56MHz等頻段的非接觸IC卡方面,特別是第二代公民身份證和學(xué)生證鐵路優(yōu)惠卡等量大面廣的實(shí)際領(lǐng)域.此外，中國(guó)眾多的制造企業(yè)在沃爾瑪?shù)壬碳业耐苿?dòng)下，也需要盡快完成條碼到RFID電子標(biāo)簽的過(guò)渡。結(jié)合RFID技術(shù)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮想象力，就可以開(kāi)拓出更廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，同時(shí)也讓人們的生活更加便利。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，各國(guó)的研究人員也在做著各種努力，包括標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、應(yīng)用等多方面。由美國(guó)、德國(guó)、意大利、中國(guó)、韓國(guó)等近20家研究機(jī)構(gòu)在EPCGlobal框架之外于2007年3月成立了TheGlobalRFLabAlliance（GRFLA)，目的是促進(jìn)各實(shí)驗(yàn)室間的人員、技術(shù)和思想的交流與合作，推動(dòng)RFID技術(shù)在物流供應(yīng)鏈以及更多的領(lǐng)域中成功應(yīng)用。目前中國(guó)的成員有兩家，一是中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所，二是香港科技大學(xué).2。2。3GRFLA對(duì)RFID技術(shù)發(fā)展的設(shè)想隨著生物特征識(shí)別(Biometrics）技術(shù)、微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS)技術(shù)的興起，促成了一些集成多種功能的RFID應(yīng)用,比如集成指紋、虹膜等身份信息的機(jī)器可讀旅行證件(MRTD，MachineReadableTravelingDocument，又稱電子護(hù)照),或集成微傳感器的電子標(biāo)簽傳感器等;利用電子標(biāo)簽上存儲(chǔ)物品的形狀、大小以及空間位置等信息，可以幫助機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行定位導(dǎo)航，進(jìn)一步提高機(jī)器人自主行為能力,下一代移動(dòng)通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，使得用電子標(biāo)簽對(duì)物品進(jìn)行精確管理的需求也在不斷產(chǎn)生，如高價(jià)值資產(chǎn)管理、危險(xiǎn)品跟蹤、食品安全追溯等;在手機(jī)支付解決了移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商和銀行間的結(jié)算問(wèn)題之后,也將促進(jìn)NFC技術(shù)和產(chǎn)品的大規(guī)模推廣；有源電子標(biāo)簽還有待突破集成化、模塊化等問(wèn)題，但是其在通信距離方面的優(yōu)勢(shì)也將使其大有可為，特別是RFID技術(shù)與衛(wèi)星定位及移動(dòng)通信技術(shù)具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，未來(lái)組成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于室內(nèi)定位和未知環(huán)境探測(cè)等方面[6］.第3章IC卡市場(chǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)3.1IC卡市場(chǎng)現(xiàn)狀

IC卡成功的地區(qū)是歐洲，尤其是法國(guó)IC金融卡、IC電話卡和德國(guó)的健康卡、電話卡使用最為廣泛。目前全球擁有各類IC卡7億張以上，特別在金融、運(yùn)輸、醫(yī)療、教育、娛樂(lè)、企業(yè)管理等領(lǐng)域得到普遍的應(yīng)用，并且每年以40%的速度增長(zhǎng)。

全球IC卡應(yīng)用迅速發(fā)展，帶動(dòng)了中國(guó)IC卡應(yīng)用市場(chǎng).中國(guó)自1993年金卡工程啟動(dòng)以來(lái)，IC卡的發(fā)展如雨后春筍，令世人矚目。到2000年底全國(guó)累計(jì)發(fā)行各類IC卡6億張，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),僅2000年一年發(fā)行各類IC卡約2。3億張。根據(jù)CCID統(tǒng)計(jì)的資料，2002年我國(guó)共發(fā)行各種IC卡4.28億張［7］。

從中國(guó)目前即將啟動(dòng)的IC卡應(yīng)用來(lái)看，其潛在市場(chǎng)容量在25億張以上，主要是：居民身份證卡8億張；社會(huì)保障卡2億張;電話卡8.4億張；企業(yè)卡0．6億張;銀行卡1億張；非銀行支付卡2億張；其它應(yīng)用卡4億張.

未來(lái)幾年,中國(guó)IC卡市場(chǎng)通信IC卡仍占主導(dǎo)地位，金融IC卡、城市交通IC卡將有較大發(fā)展，公用事業(yè)收費(fèi)IC卡進(jìn)入實(shí)用階段,組織機(jī)構(gòu)IC卡代碼證將全面推廣使用,社會(huì)保險(xiǎn)、醫(yī)療保險(xiǎn)、養(yǎng)老保險(xiǎn)等IC卡應(yīng)用將與政策配套同步發(fā)展，身份識(shí)別IC卡將成為IC卡應(yīng)用最大潛在市場(chǎng)。中鈔信用卡廠所提供卡片完全符合《中國(guó)金融集成電路IC卡規(guī)范》，有2K、4K、8K、16K.32KIC卡和其它卡的比較

由于IC卡采用了當(dāng)今最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)和信息安全技術(shù)，IC卡相對(duì)于其它種類的卡具有以下四大特點(diǎn)：

（1)存儲(chǔ)容量大：其內(nèi)部有RAM、ROM、EEPROM等存儲(chǔ)器，容量可以到幾兆字節(jié)，可存儲(chǔ)文字、聲音、圖形、圖象等信息。

（2)體積小,重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，便于攜帶，易于使用。

（3）安全性高:IC卡從硬件和軟件等幾個(gè)方面實(shí)施其安全策略，可以控制卡內(nèi)不同區(qū)域的存取特性。加密IC卡本身具有安全密碼,如果試圖非法對(duì)之進(jìn)行數(shù)據(jù)存取則卡片自毀，不可再進(jìn)行讀寫(xiě)[8］。

（4)對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求不高:IC卡的安全可靠性使其在應(yīng)用環(huán)境中對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、敏感性要求降低,十分符合當(dāng)前國(guó)情,有利于在`網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不高的環(huán)境中應(yīng)用。

IC卡和磁卡比較有以下四大優(yōu)點(diǎn):（1）安全性高（2）IC卡的存儲(chǔ)容量大，便于應(yīng)用，方便保管。(3)IC卡的防磁、防一定強(qiáng)度的靜電,抗干擾能力強(qiáng)，可靠性比磁卡高,一般可重復(fù)讀寫(xiě)10萬(wàn)次以上，使用壽命長(zhǎng)。（4）IC卡的讀寫(xiě)設(shè)備比磁卡的讀寫(xiě)設(shè)備簡(jiǎn)單可靠、造價(jià)便宜、容易推廣、維護(hù)方便［9］。3。2IC卡發(fā)展?fàn)顩r一、國(guó)際IC卡發(fā)展?fàn)顩r世界上推廣IC卡成功的地區(qū)是歐洲，尤其是法國(guó)IC金融卡、IC電話卡和德國(guó)的健康卡、電話卡使用最為廣泛。目前全球擁有各類IC卡7億張以上，特別在金融、運(yùn)輸、醫(yī)療、教育、娛樂(lè)、企業(yè)管理等領(lǐng)域得到普遍的應(yīng)用，并且每年以40％的速度增長(zhǎng)。全球IC卡應(yīng)用迅速發(fā)展，帶動(dòng)了中國(guó)IC卡應(yīng)用市場(chǎng)。中國(guó)自1993年金卡工程啟動(dòng)以來(lái)，IC卡的發(fā)展如雨后春筍，令世人矚目.到2000年底全國(guó)累計(jì)發(fā)行各類IC卡6億張,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2000年一年發(fā)行各類IC卡約2。3億張。根據(jù)CCID統(tǒng)計(jì)的資料，2002年我國(guó)共發(fā)行各種IC卡4。28億張。二、中國(guó)IC卡市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r1993年6月國(guó)務(wù)院?jiǎn)?dòng)了以發(fā)展我國(guó)電子貨幣應(yīng)用為重點(diǎn)的各類卡基應(yīng)用系統(tǒng)工程——金卡工程.在國(guó)家信息化領(lǐng)導(dǎo)小組的直接領(lǐng)導(dǎo)下,我國(guó)IC卡的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用如雨后春筍般迅猛發(fā)展起來(lái)。目前已廣泛應(yīng)用于金融、電信、交通、商貿(mào)、旅游、社會(huì)保險(xiǎn)、教育、計(jì)劃生育、企業(yè)管理、稅收征管、組織機(jī)構(gòu)代碼、醫(yī)療保險(xiǎn)、銀行帳戶管理以及公共事業(yè)收費(fèi)管理（如電表卡、煤氣卡、加油卡等）。從中國(guó)目前即將啟動(dòng)的IC卡應(yīng)用來(lái)看，其潛在市場(chǎng)容量在25億張以上，主要是:居民身份證卡8億張；社會(huì)保障卡2億張；電話卡8。4億張;企業(yè)卡0．6億張;銀行卡1億張；非銀行支付卡2億張；其它應(yīng)用卡4億張。

未來(lái)幾年,中國(guó)IC卡市場(chǎng)通信IC卡仍占主導(dǎo)地位，金融IC卡、城市交通IC卡將有較大發(fā)展，公用事業(yè)收費(fèi)IC卡進(jìn)入實(shí)用階段,組織機(jī)構(gòu)IC卡代碼證將全面推廣使用,社會(huì)保險(xiǎn)、醫(yī)療保險(xiǎn)、養(yǎng)老保險(xiǎn)等IC卡應(yīng)用將與政策配套同步發(fā)展，身份識(shí)別IC卡將成為IC卡應(yīng)用最大潛在市場(chǎng)。中鈔信用卡廠所提供卡片完全符合《中國(guó)金融集成電路IC