《射頻識(shí)別技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)》全套教學(xué)課件

射頻識(shí)別技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)全套可編輯PPT課件項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)射頻識(shí)別（RFID）項(xiàng)目二RFID基礎(chǔ)認(rèn)知項(xiàng)目三低頻RFID讀寫器設(shè)計(jì)項(xiàng)目四高頻RFID讀寫器設(shè)計(jì)項(xiàng)目五超高頻RFID讀寫器設(shè)計(jì)項(xiàng)目六微波RFID讀寫器設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)已被確定為中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的出臺(tái)，無疑給正在發(fā)展的中國物聯(lián)網(wǎng)吹來一股強(qiáng)勁的東風(fēng)，而RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最關(guān)鍵技術(shù)之一，其應(yīng)用市場必將隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而不斷擴(kuò)大。項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)射頻識(shí)別（RFID）目錄CONTENT04任務(wù)四熟悉RFID與物聯(lián)網(wǎng)03任務(wù)三了解智能卡信息安全02任務(wù)二學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)01任務(wù)一初識(shí)RFID技術(shù)初識(shí)RFID技術(shù)本任務(wù)主要學(xué)習(xí)RFID的基本概念和發(fā)展歷程、RFID系統(tǒng)的工作原理和分類、條形碼技術(shù)等知識(shí)。一務(wù)任初識(shí)RFID技術(shù)一、RFID技術(shù)概述RFID是射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentification）的英文縮寫，是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)通過空間耦合（電磁感應(yīng)或電磁傳播）實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到物體識(shí)別的目的。初識(shí)RFID技術(shù)RFID技術(shù)無須與被識(shí)別物體直接接觸，即可完成信息的輸入和處理，能快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地采集和處理信息，廣泛應(yīng)用于零售、物流、交通、醫(yī)療、制造、防偽等各個(gè)領(lǐng)域，并且抗干擾能力強(qiáng)，非常符合物聯(lián)網(wǎng)的要求。所以說，RFID是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的重要前提和關(guān)鍵技術(shù)。RFID的常見應(yīng)用形式如圖1-1所示。圖1-1RFID的常見應(yīng)用形式初識(shí)RFID技術(shù)RFID技術(shù)以電子標(biāo)簽來標(biāo)識(shí)某個(gè)物體，電子標(biāo)簽包含電子芯片和天線，電子芯片用來存儲(chǔ)物體的數(shù)據(jù)，天線用來收發(fā)無線電波。電子標(biāo)簽的天線通過無線電波將物體的數(shù)據(jù)發(fā)射到附近的RFID讀寫器，RFID讀寫器就會(huì)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理。RFID技術(shù)較其他技術(shù)明顯的優(yōu)點(diǎn)是電子標(biāo)簽和讀寫器無須接觸便可完成識(shí)別。它的出現(xiàn)改變了條形碼依靠“有形”的一維或二維幾何圖案來提供信息的方式，而通過芯片來提供存儲(chǔ)在其中的數(shù)量巨大的“無形”信息。初識(shí)RFID技術(shù)!提示目前RFID技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣泛。對(duì)于IT業(yè)而言，RFID技術(shù)被視為下一個(gè)“金礦”。各大軟硬件廠商都對(duì)RFID技術(shù)及其應(yīng)用表現(xiàn)出了濃厚的興趣，相繼投入大量研發(fā)經(jīng)費(fèi)，推出了各自的軟件或硬件產(chǎn)品及系統(tǒng)應(yīng)用解決方案。在應(yīng)用領(lǐng)域，以沃爾瑪、麥德龍、UPS快遞等為代表的眾多企業(yè)也已全面使用RFID技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提高企業(yè)的工作效率、管理水平并為客戶提供各種增值服務(wù)。初識(shí)RFID技術(shù)二、RFID的發(fā)展歷程RFID技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)40年代，最初單純用于軍事領(lǐng)域，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，如今已經(jīng)廣泛運(yùn)用到各行各業(yè)。20世紀(jì)40年代，由于雷達(dá)技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用，產(chǎn)生了RFID技術(shù)。RFID直接繼承了雷達(dá)的概念，并由此發(fā)展成為一種生機(jī)勃勃的基于AIDC（AutoIdentificationandDataCollection，自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集）的新技術(shù)。1948年，哈里·斯托克曼（HarryStockman）發(fā)表的論文“利用反射功率的通信”，奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。初識(shí)RFID技術(shù)在20世紀(jì)中期，無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最重要成就之一。早期RFID技術(shù)的探索，主要處于實(shí)訓(xùn)研究階段。應(yīng)用嘗試推動(dòng)了RFID技術(shù)理論的高速發(fā)展，同時(shí)也加速了RFID技術(shù)測試，出現(xiàn)了早期的RFID技術(shù)應(yīng)用。20世紀(jì)80年代開始，隨著RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，各種規(guī)模應(yīng)用鋪天蓋地。20世紀(jì)90年代，隨著RFID應(yīng)用的擴(kuò)大，為了保證不同RFID設(shè)備和系統(tǒng)的相互兼容，人們開始認(rèn)識(shí)到建立統(tǒng)一RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要性。初識(shí)RFID技術(shù)ISO/IEC（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會(huì)）等三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系出臺(tái)后，RFID產(chǎn)品種類不斷豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽、半無源電子標(biāo)簽等均得到快速發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)不斷擴(kuò)大，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用，逐漸成為人們生活中的一部分。同時(shí)RFID技術(shù)的理論也得以豐富和完善，單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的RFID正在成為現(xiàn)實(shí)。電子標(biāo)簽成本的降低、讀寫距離的提高、電子標(biāo)簽存儲(chǔ)容量的增大、讀寫器處理時(shí)間的縮短等，都是RFID技術(shù)改進(jìn)的重要方面。初識(shí)RFID技術(shù)三、RFID系統(tǒng)的工作原理RFID系統(tǒng)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，它通過無線射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、讀寫器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，如圖1-2所示。其中，電子標(biāo)簽和讀寫器的內(nèi)部都裝有天線，電子標(biāo)簽所需要的能量可從讀寫器的射頻場內(nèi)取得（無源電子標(biāo)簽）或自帶電源（有源電子標(biāo)簽）。讀寫器電子標(biāo)簽計(jì)算機(jī)系統(tǒng)圖1-2RFID系統(tǒng)的組成初識(shí)RFID技術(shù)RFID系統(tǒng)的基本工作方式是：將電子標(biāo)簽安裝在被識(shí)別物體上（粘貼、嵌入、佩掛或植入等），當(dāng)被識(shí)別物體進(jìn)入讀寫器的讀寫范圍（射頻場）時(shí)，電子標(biāo)簽與讀寫器之間建立起聯(lián)系，其過程一般由讀寫器啟動(dòng)，然后電子標(biāo)簽向讀寫器發(fā)送自身信息（如標(biāo)簽編號(hào)和標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)等），讀寫器接收信息并解碼后，傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。初識(shí)RFID技術(shù)!提示簡單地說，就是電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(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（無源電子標(biāo)簽），或主動(dòng)發(fā)送出某一頻率的信號(hào)（有源電子標(biāo)簽），讀寫器讀取信息并解碼后，送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（即中央信息系統(tǒng)）進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。初識(shí)RFID技術(shù)構(gòu)成RFID系統(tǒng)的三大組成部分如下。由芯片及天線組成，封閉于小型的介質(zhì)中，如圖1-3所示。它附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。每個(gè)電子標(biāo)簽都具有唯一的電子編碼，存儲(chǔ)著被識(shí)別物體的相關(guān)信息。電子標(biāo)簽紙介質(zhì)基材銀漿印制天線非接觸倒貼裝芯片圖1-3電子標(biāo)簽的構(gòu)成初識(shí)RFID技術(shù)又稱讀頭、閱讀器、讀出設(shè)備等，是利用射頻技術(shù)讀寫電子標(biāo)簽信息的設(shè)備，如圖1-4所示。RFID系統(tǒng)工作時(shí)，一般首先由讀寫器發(fā)射一個(gè)特定的詢問信號(hào)，當(dāng)電子標(biāo)簽感應(yīng)到這個(gè)信號(hào)后，就會(huì)給出應(yīng)答信號(hào)，應(yīng)答信號(hào)中含有電子標(biāo)簽攜帶的數(shù)據(jù)信息。讀寫器接收這個(gè)應(yīng)答信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行處理，然后將處理后的應(yīng)答信號(hào)返回給外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)操作。讀寫器圖1-4各種外觀的讀寫器初識(shí)RFID技術(shù)復(fù)雜的RFID系統(tǒng)會(huì)有多個(gè)讀寫器，每個(gè)讀寫器要同時(shí)對(duì)多個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行操作，并要實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)信息，這就需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理問題。數(shù)據(jù)交換與管理由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成，讀寫器可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)處理、傳輸和通信的功能。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)影響RFID系統(tǒng)讀寫距離的因素主要有讀寫器產(chǎn)生的磁場、感應(yīng)的靈敏度（尤其在復(fù)雜環(huán)境下）、電子標(biāo)簽本身獲得能量并發(fā)送信息的能力等。初識(shí)RFID技術(shù)知識(shí)庫電子標(biāo)簽的特殊之處在于體積小且形狀多樣（見圖1-5）、抗污損能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)安全性高、信息容量大、壽命長。根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同，讀寫器可以是讀或讀/寫裝置，也可以是RFID系統(tǒng)的信息控制和處理中心。最簡單的RFID系統(tǒng)只有一個(gè)讀寫器，它一次只對(duì)一個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行操作，如公交車上的票務(wù)系統(tǒng)。圖1-5各種外觀的RFID電子標(biāo)簽產(chǎn)品初識(shí)RFID技術(shù)四、RFID系統(tǒng)的分類RFID系統(tǒng)的分類方法有很多，常用的有以下幾種。（一）按照頻率分類通常情況下，讀寫器發(fā)送的頻率稱為系統(tǒng)的工作頻率或載波頻率。根據(jù)工作頻率的不同，RFID系統(tǒng)可以分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波（MW）系統(tǒng)。初識(shí)RFID技術(shù)低頻系統(tǒng)工作頻率范圍是30kHz～300kHz，典型工作頻率為125kHz和134.2kHz。此類系統(tǒng)的特點(diǎn)是電子標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少，識(shí)讀距離較短，電子標(biāo)簽外形多樣，識(shí)讀天線方向性不強(qiáng)。低頻系統(tǒng)目前已比較成熟，一般都有相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，主要用于距離短、數(shù)據(jù)量低的RFID系統(tǒng)中。高頻系統(tǒng)工作頻率范圍是3MHz～30MHz，典型工作頻率為13.56MHz。此類系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以傳送較大的數(shù)據(jù)，是目前應(yīng)用比較成熟、使用范圍較廣的系統(tǒng)。目前高頻系統(tǒng)一般都有相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，電子標(biāo)簽及讀寫器成本較高，標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大。初識(shí)RFID技術(shù)超高頻系統(tǒng)工作頻率范圍是300MHz以上，典型工作頻率為433MHz，860MHz～960MHz。此類系統(tǒng)的特點(diǎn)是識(shí)讀距離一般大于10m，其電子標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽兩類，有源標(biāo)簽識(shí)讀距離可達(dá)百米。超高頻系統(tǒng)主要用于物流、鐵路車輛自動(dòng)識(shí)別、集裝箱識(shí)別、貨箱標(biāo)識(shí)等。微波系統(tǒng)典型工作頻率為2.45GHz和5.8GHz。此類系統(tǒng)的工作原理與超高頻系統(tǒng)一樣，都是通過電磁波傳遞能量和交換信息，其識(shí)讀距離大于10m，有源標(biāo)簽識(shí)讀距離可達(dá)百米。微波系統(tǒng)主要應(yīng)用于同時(shí)對(duì)多個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行操作、需要較長的讀寫時(shí)間和高讀寫速度的場合，如公路車輛識(shí)別與自動(dòng)收費(fèi)等。初識(shí)RFID技術(shù)!提示超高頻系統(tǒng)和微波系統(tǒng)的工作頻率都大于300MHz，且特點(diǎn)類似，故也常將兩者合稱為微波系統(tǒng)或超高頻系統(tǒng)。它們是目前RFID系統(tǒng)研發(fā)的核心，是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。初識(shí)RFID技術(shù)電子標(biāo)簽按照供電方式可分為有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽和半無源電子標(biāo)簽3種，對(duì)應(yīng)的RFID系統(tǒng)稱為有源供電系統(tǒng)、無源供電系統(tǒng)和半無源供電系統(tǒng)。（二）按照供電方式分類有源供電系統(tǒng)其電子標(biāo)簽內(nèi)有電池，電池可以為電子標(biāo)簽提供全部能量。有源電子標(biāo)簽電能充足，工作可靠性高，信號(hào)傳送的距離較遠(yuǎn)，讀寫器需要的射頻功率較小。但有源電子標(biāo)簽壽命有限，隨著標(biāo)簽內(nèi)電池電力的消耗，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x會(huì)越來越小，影響系統(tǒng)的正常工作。有源電子標(biāo)簽的缺點(diǎn)是體積較大、成本較高，且不適合在惡劣環(huán)境下使用。初識(shí)RFID技術(shù)無源供電系統(tǒng)其電子標(biāo)簽內(nèi)沒有電池，電子標(biāo)簽利用讀寫器發(fā)出的波束供電，電子標(biāo)簽將接收到的部分射頻能量轉(zhuǎn)化成直流電，為標(biāo)簽內(nèi)電路供電。無源電子標(biāo)簽的作用距離相對(duì)較近，但壽命長且對(duì)工作環(huán)境要求不高，可以滿足大部分實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的需要。此類系統(tǒng)讀寫器要發(fā)射較大的射頻功率，識(shí)別距離相對(duì)較近，電子標(biāo)簽所在物體的運(yùn)動(dòng)速度不能太快。半無源供電系統(tǒng)半無源電子標(biāo)簽內(nèi)有電池，但電池僅對(duì)維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路及維持芯片工作電壓的電路提供支持。電子標(biāo)簽未進(jìn)入工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，相當(dāng)于無源標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)部電池能量消耗很少，因而電池可以維持幾年，甚至可以長達(dá)10年。電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的工作區(qū)域后，受到讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)的激勵(lì)，標(biāo)簽進(jìn)入工作狀態(tài)，電子標(biāo)簽的能量主要來源于讀寫器的射頻能量，標(biāo)簽內(nèi)部電池主要用于彌補(bǔ)標(biāo)簽所處位置射頻場強(qiáng)的不足。初識(shí)RFID技術(shù)電子標(biāo)簽存儲(chǔ)信息的方式有只讀式和讀寫式兩種，具體可分為以下4種形式。（三）按照信息存儲(chǔ)方式分類只讀電子標(biāo)簽最簡單的一種電子標(biāo)簽，其內(nèi)部只有只讀存儲(chǔ)器，標(biāo)簽內(nèi)的信息由制造商在出廠前寫入，此后無法更改。一次寫入只讀電子標(biāo)簽內(nèi)部只有ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)器，它與只讀電子標(biāo)簽相比，可以寫入一次數(shù)據(jù)（可由制造商或用戶自己寫入，一旦寫入，將無法更改）。初識(shí)RFID技術(shù)現(xiàn)場有線可改寫式此類電子標(biāo)簽應(yīng)用比較靈活，用戶可以通過訪問電子標(biāo)簽的存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫操作。電子標(biāo)簽一般將需要保存的信息寫入其內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)，改寫時(shí)需要采用編程器或?qū)懭肫?，改寫過程中必須為電子標(biāo)簽供電。現(xiàn)場無線可改寫式此類電子標(biāo)簽好比一個(gè)小型發(fā)射接收系統(tǒng)，電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息也位于其內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)，電子標(biāo)簽一般為有源類型，通過特定的改寫指令用無線方式改寫信息。一般情況下，讀取和改寫電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需的時(shí)間極短。初識(shí)RFID技術(shù)RFID電子標(biāo)簽通過無線電波與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)耦合方式、工作頻率和作用距離的不同，無線信號(hào)傳輸可分為電感耦合方式和電磁反向散射方式。（四）按照耦合方式分類電感耦合方式在該方式中，讀寫器與電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)傳遞為變壓器模型，電磁能量通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合。電磁反向散射方式在該方式中，讀寫器與電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)傳遞為雷達(dá)模型。讀寫器發(fā)射出去的電磁波碰到電子標(biāo)簽后，電磁波被反射，同時(shí)攜帶回電子標(biāo)簽的信息。初識(shí)RFID技術(shù)RFID系統(tǒng)的基本工作方式可分為全雙工、半雙工和時(shí)序3種。（五）按照工作方式分類全雙工和半雙工工作方式全雙工表示電子標(biāo)簽與讀寫器之間可以在同一時(shí)刻互相傳送信息；半雙工表示電子標(biāo)簽與讀寫器之間可以雙向傳送信息，但在同一時(shí)刻只能向一個(gè)方向傳送信息。時(shí)序工作方式在時(shí)序工作方式中，讀寫器輻射出的電磁場短時(shí)間周期性地?cái)嚅_，這些間隔被電子標(biāo)簽識(shí)別出來，并被用于從電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸。初識(shí)RFID技術(shù)根據(jù)讀寫器讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，RFID系統(tǒng)可以分為主動(dòng)廣播式、被動(dòng)倍頻式和被動(dòng)反射調(diào)制式。（六）按照技術(shù)方式分類主動(dòng)廣播式電子標(biāo)簽主動(dòng)向外發(fā)射信息，讀寫器相當(dāng)于只收不發(fā)的接收機(jī)。被動(dòng)反射調(diào)制式依舊是讀寫器發(fā)射查詢信號(hào)，電子標(biāo)簽被動(dòng)接收，但此時(shí)電子標(biāo)簽返回讀寫器的頻率，與讀寫器的發(fā)射頻率相同。被動(dòng)倍頻式被動(dòng)式電子標(biāo)簽內(nèi)部不帶電池，要靠外界提供能量才能正常工作。初識(shí)RFID技術(shù)五、條形碼技術(shù)條形碼技術(shù)是在計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展過程中，為消除數(shù)據(jù)錄入的“瓶頸”問題而產(chǎn)生的，是出現(xiàn)比較早的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它具有速度快、精度高、成本低、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，在當(dāng)今的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中占有重要的地位。條形碼（簡稱條碼）是由一組規(guī)則排列的條、空以及對(duì)應(yīng)的字符組成的標(biāo)記。這些條和空按照一定的規(guī)則組成，可以表示一定的信息。當(dāng)使用專門的條形碼識(shí)別設(shè)備（如手持式條碼掃描器）掃描這些條碼時(shí)，條碼中包含的信息就轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)據(jù)。目前市場上常見的是一維條形碼，它包含的信息量為幾十位數(shù)字和字符；二維條形碼相對(duì)復(fù)雜，但包含的信息量很大，可達(dá)幾千個(gè)字符，目前在商品流通領(lǐng)域也已得到快速發(fā)展和普及。初識(shí)RFID技術(shù)一維條形碼（即傳統(tǒng)條形碼），它的條和空及對(duì)應(yīng)的字符按照一定的規(guī)則排列，并且只在一個(gè)方向（一般是水平方向）表達(dá)信息，而在垂直方向則不表達(dá)任何信息。其中，“條”指對(duì)光線反射率較低的部分（黑條），“空”指對(duì)光線反射率較高的部分（白條），這些條和空組成的數(shù)據(jù)圖形標(biāo)識(shí)表達(dá)一定的信息，并能夠用特定的設(shè)備識(shí)讀，轉(zhuǎn)換成與計(jì)算機(jī)兼容的二進(jìn)制，表達(dá)為十進(jìn)制信息。圖1-6所示為常見的一維條形碼。（一）一維條形碼圖1-6一維條形碼示例初識(shí)RFID技術(shù)!提示一維條形碼可以標(biāo)示出物品的生產(chǎn)國、制造商、產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)日期以及圖案分類等信息。初識(shí)RFID技術(shù)到目前為止，常見的一維條形碼的碼制大概有20多種，其中廣泛使用的碼制包括EAN碼、Code39碼、交叉25碼、UPC碼、128碼、Code93碼、ISBN碼、CODABAR碼等。不同的碼制具有不同的特點(diǎn)，適用于特定的應(yīng)用領(lǐng)域。通常對(duì)于每一種物品，它的編碼是唯一的，對(duì)于普通的一維條形碼來說，還要通過數(shù)據(jù)庫建立條碼與商品信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)條碼的數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)上時(shí)，由計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行操作和處理。因此，普通的一維條形碼在使用過程中僅作為識(shí)別信息，它的意義是通過在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的信息而實(shí)現(xiàn)的。初識(shí)RFID技術(shù)二維條形碼（以下簡稱二維碼）是在傳統(tǒng)條形碼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種編碼技術(shù)，它將條形碼的信息空間從線性的一維擴(kuò)展到了平面的二維，具有信息容量大、成本低、準(zhǔn)確性高、編碼方式靈活和保密性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。（二）二維條形碼!提示與一維條形碼只能從一個(gè)方向讀取數(shù)據(jù)不同，二維條形碼可以從水平、垂直兩個(gè)方向來獲取信息，因此其包含的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一維條形碼，并且還具備自動(dòng)糾錯(cuò)功能。盡管如此，二維條形碼的工作原理與一維條形碼卻是類似的。初識(shí)RFID技術(shù)二維碼是用某種特定的幾何圖形即按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形來記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的。圖1-7所示為常見的矩陣式二維碼。圖1-7二維碼示例（矩陣式二維碼）二維碼在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”和“1”比特流的概念，使用若干與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。初識(shí)RFID技術(shù)根據(jù)編碼原理的不同，可將二維碼分為以下3種類型。線性堆疊式二維碼在一維條形碼的基礎(chǔ)上，通過降低條碼行的高度，將多個(gè)一維條碼在縱向堆疊而成。典型的線性堆疊式二維碼有Code16K，Code49和PDF417等。郵政碼通過不同長度的條進(jìn)行編碼，主要用于郵件編碼，如Postnet，BPO4-State等。矩陣式二維碼即采用統(tǒng)一的黑白方塊的組合，它比線性堆疊式二維碼具有更強(qiáng)的自動(dòng)糾錯(cuò)能力，更適合于條碼容易受到損壞的場合。典型的矩陣式二維碼有Aztec，MaxiCode，QRCode和DataMatrix等。初識(shí)RFID技術(shù)國外對(duì)二維碼技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代末，在二維碼符號(hào)表示技術(shù)研究方面已研制出多種碼制，常見的有PDF417，QRCode，Code49，Code16K，CodeOne等。這些二維碼的信息密度都比傳統(tǒng)的一維條形碼有了較大提高，如PDF417的信息密度是一維條形碼Code39的20多倍。在二維碼標(biāo)準(zhǔn)化研究方面，國際自動(dòng)識(shí)別制造商協(xié)會(huì)（AIM）、美國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ANSI）已完成了PDF417，QRCode，Code49，Code16K，CodeOne等碼制的符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。在國際上，已有組織機(jī)構(gòu)制定了QRCode的國際標(biāo)準(zhǔn)。在二維碼設(shè)備開發(fā)研制、生產(chǎn)方面，美國、日本等國的設(shè)備制造商生產(chǎn)的識(shí)讀設(shè)備、符號(hào)生成設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于各類二維碼應(yīng)用系統(tǒng)。初識(shí)RFID技術(shù)二維碼作為一種全新的信息存儲(chǔ)、傳遞和識(shí)別技術(shù)，自誕生之日起就受到世界上許多國家的關(guān)注。眾多發(fā)達(dá)國家不僅將二維碼技術(shù)應(yīng)用于公安、外交、軍事等部門對(duì)各類證件的管理，還將二維碼應(yīng)用于海關(guān)、稅務(wù)等部門對(duì)各類報(bào)表和票據(jù)的管理。據(jù)了解，二維碼技術(shù)已經(jīng)在美國、德國、日本、韓國、英國、墨西哥、埃及、哥倫比亞、巴西、新加坡、菲律賓、南非、加拿大等眾多國家廣泛普及，特別是日本和韓國，二維碼已滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。初識(shí)RFID技術(shù)我國對(duì)二維碼技術(shù)的研究開始于1993年。中國物品編碼中心對(duì)幾種常用二維碼的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了翻譯和跟蹤研究。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷完善和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，國內(nèi)對(duì)二維碼這一新技術(shù)的需求與日俱增。中國物品編碼中心在原國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和國家有關(guān)部門的大力支持下，對(duì)二維碼技術(shù)的研究不斷深入。在消化國外相關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，我國制定了兩個(gè)二維碼的國家標(biāo)準(zhǔn)：二維碼網(wǎng)格矩陣碼和二維碼緊密矩陣碼，從而大大促進(jìn)了我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的二維碼的研發(fā)。初識(shí)RFID技術(shù)!提示如今，手機(jī)二維碼是二維碼在我們生活中最常見的形態(tài)。二維碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍的推廣和應(yīng)用，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。手機(jī)與二維碼的結(jié)合，進(jìn)一步拓展了二維碼的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)了行業(yè)的融合。隨著市場、產(chǎn)業(yè)鏈、商業(yè)模式的不斷成熟，手機(jī)二維碼將為通信、媒體及其他傳統(tǒng)行業(yè)帶來更多機(jī)會(huì)，手機(jī)二維碼正在慢慢走進(jìn)更多人的生活。初識(shí)RFID技術(shù)傳統(tǒng)條形碼、二維碼和RFID技術(shù)都是為了提高計(jì)算機(jī)識(shí)別的效率，增強(qiáng)其靈活性和準(zhǔn)確性，使人們擺脫繁雜的統(tǒng)計(jì)識(shí)別工作而先后問世的。雖然它們各有千秋，但無論是哪一項(xiàng)技術(shù)，都是為了及時(shí)獲取物品的各種信息并進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的處理。傳統(tǒng)條形碼技術(shù)相對(duì)成熟，在社會(huì)生活中處處可見，應(yīng)用極為廣泛。它作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集手段，以快速、準(zhǔn)確、成本低廉等眾多優(yōu)點(diǎn)迅速進(jìn)入諸多領(lǐng)域，是目前我國使用最多的一種條形碼。傳統(tǒng)條形碼是一維的，它在垂直方向上不帶任何信息，信息密度低，且只能含有字母和數(shù)字，不能顯示漢字；二維碼可以涵蓋更多的內(nèi)容甚至是漢字，但是兩種條碼識(shí)別技術(shù)容易因?yàn)槟p或皺折而被拒讀，這在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。與條碼識(shí)別技術(shù)比較而言，RFID的主要功能是安全防盜，其內(nèi)部含電子線圈（芯片），非法通過射頻識(shí)別門禁，門禁就會(huì)報(bào)警。RFID標(biāo)簽一般覆蓋在商品條形碼位置，偽裝于條形碼之內(nèi)，若貼在其他外在位置，偷盜者就會(huì)撕毀標(biāo)簽而起不到防盜效果。（三）RFID與條形碼學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)目前，全球還沒有統(tǒng)一的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系，各個(gè)廠家現(xiàn)存的多種RFID產(chǎn)品互不兼容，物聯(lián)網(wǎng)RFID處于多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系共存的階段。其中，國際影響力較大的RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有ISO/IEC（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會(huì)）、EPCglobal（全球產(chǎn)品電子代碼管理中心）和UbiquitousIDCenter（日本泛在識(shí)別中心），下面就對(duì)這三大組織的不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡單介紹。二務(wù)任學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)一、ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)體系ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）和IEC（國際電工委員會(huì)）是RFID國際標(biāo)準(zhǔn)的主要制定機(jī)構(gòu)，目前大部分RFID標(biāo)準(zhǔn)是由ISO/IEC組織下屬的技術(shù)委員會(huì)（TC）或分委員會(huì)（SC）制定的。ISO/IEC是信息技術(shù)領(lǐng)域最重要的標(biāo)準(zhǔn)化組織之一，其制定的RFID標(biāo)準(zhǔn)可以分為4類：①技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（如RFID技術(shù)、IC卡標(biāo)準(zhǔn)等）；②數(shù)據(jù)內(nèi)容與編碼標(biāo)準(zhǔn)（如編碼格式、語法標(biāo)準(zhǔn)等）；③性能與一致性標(biāo)準(zhǔn)（如測試規(guī)范等）；④應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)（如船運(yùn)標(biāo)簽、產(chǎn)品包裝標(biāo)準(zhǔn)等）。RFID是一種利用射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。電子標(biāo)簽和讀寫器之間通過相應(yīng)的空中接口協(xié)議才能進(jìn)行相互通信?？罩薪涌趨f(xié)議定義了讀寫器與標(biāo)簽之間進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)雙向交換的機(jī)制，即讀寫器發(fā)給標(biāo)簽的命令和標(biāo)簽發(fā)給讀寫器的響應(yīng)。因此，空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在RFID系統(tǒng)中舉足輕重，它直接決定系統(tǒng)傳輸與識(shí)別的可靠性和有效性。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC組織制定了一些RFID空中接口協(xié)議系列標(biāo)準(zhǔn)，其中影響較大的有ISO10374，ISO11784/11785，ISO/IEC14443，ISO/IEC15693，ISO/IEC18000這5個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)。（一）ISO10374ISO10374是集裝箱自動(dòng)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，它說明了基于微波電子標(biāo)簽的集裝箱自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。RFID標(biāo)簽為有源設(shè)備，工作頻率在850MHz～950MHz及2.4GHz～2.5GHz范圍內(nèi)。只要RFID標(biāo)簽處于讀寫器的有效識(shí)別范圍內(nèi)，標(biāo)簽就會(huì)被激活，并采用變形的FSK副載波通過反向散射調(diào)制做出應(yīng)答。信號(hào)在兩個(gè)副載波頻率40kHz和20kHz之間被調(diào)制。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)!提示此標(biāo)準(zhǔn)和ISO6346共同應(yīng)用于集裝箱的識(shí)別，ISO6346規(guī)定了光學(xué)識(shí)別，ISO10374則用微波的方式來表征光學(xué)識(shí)別的信息。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)!提示ISO11784/11785標(biāo)準(zhǔn)中沒有對(duì)電子標(biāo)簽的樣式尺寸加以規(guī)定，因此可以設(shè)計(jì)成適合于所涉及動(dòng)物的各種形式，如玻璃管狀、耳標(biāo)或項(xiàng)圈等。（二）ISO11784/11785ISO11784規(guī)定了動(dòng)物射頻識(shí)別碼的編碼結(jié)構(gòu)，編碼結(jié)構(gòu)為64位代碼，其中的27～64位可由各個(gè)國家自行定義。動(dòng)物射頻識(shí)別碼要求讀寫器與電子標(biāo)簽之間能夠互相識(shí)別。ISO11785是動(dòng)物識(shí)別的技術(shù)準(zhǔn)則，規(guī)定了電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方法和讀寫器的技術(shù)參數(shù)要求。ISO11785工作頻率為134.2kHz，數(shù)據(jù)傳輸方式有全雙工和半雙工兩種，讀寫器數(shù)據(jù)以差分雙相代碼表示，電子標(biāo)簽采用FSK（頻率鍵控）調(diào)制、NRZ（不歸零碼）編碼。由于存在電子標(biāo)簽充電時(shí)間較長和工作頻率的限制，該標(biāo)準(zhǔn)通信速率較低。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)（三）ISO/IEC14443ISO/IEC14443即《識(shí)別卡—非接觸式集成電路卡—接近式卡》國際標(biāo)準(zhǔn)，它采用的載波頻率為13.56MHz，應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)信號(hào)發(fā)送和接收方式的不同，ISO/IEC14443定義了TYPEA和TYPEB兩種類型的協(xié)議，通信速率均為106Kbit/s，它們的不同主要在于載波的調(diào)制深度及位的編碼方式。其中，TYPEA采用改進(jìn)的Miller編碼方式，調(diào)制深度為100%的ASK信號(hào)；TYPEB則采用NRZ編碼方式，調(diào)制深度為10%的ASK信號(hào)。TYPEB雖然讀寫距離稍近，但是加密技術(shù)高，一般應(yīng)用于身份證、護(hù)照、銀聯(lián)卡等，我國第二代居民身份證中的射頻識(shí)別技術(shù)采用的就是ISO/IEC14443TYPEB協(xié)議，TYPEA一般用于公交卡和小額儲(chǔ)值卡。TYPEB與TYPEA相比，由于調(diào)制深度和編碼方式的不同，具有傳輸能量不中斷、速率更高、抗干擾能力更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。ISO/IEC14443系列標(biāo)準(zhǔn)共分為物理特性、空中接口和初始化、防沖突和傳輸協(xié)議、擴(kuò)展命令集和安全特性4個(gè)部分。符合該標(biāo)準(zhǔn)的RFID設(shè)備及標(biāo)簽的最大讀寫距離不超過10cm。知識(shí)庫現(xiàn)階段ISO/IEC14443主要有兩個(gè)體系并存，即ISO/IEC14443TYPEA和ISO/IEC14443TYPEB。TYPEA以Philips（飛利浦）公司為代表，包括Siemens（西門子），Hitachi（日立），Gemalto（金雅拓），G&D（捷德）和Schlumberger（斯倫貝謝）等公司，并已推出包括存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡、CPU卡和組合卡在內(nèi)的各種產(chǎn)品。TYPEB以ST（意法半導(dǎo)體）、Motorola（摩托羅拉）、Samsung（三星）和NEC等公司為代表，同時(shí)還納入了其他類別如日本Sony（索尼）公司的FeliCa卡、以色列的OTI卡、瑞士的LEGIC卡等。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)（四）ISO/IEC15693ISO/IEC15693即《識(shí)別卡—非接觸式集成電路卡—鄰近式卡》國際標(biāo)準(zhǔn)，它采用的載波頻率仍為13.56MHz，調(diào)制方式為脈沖位置調(diào)制（PPM），采用ASK調(diào)制原理，調(diào)制深度為10%或100%，同樣分為物理特性、空中接口和初始化、防沖突和傳輸協(xié)議、擴(kuò)展命令集和安全特性4個(gè)部分。目前ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物識(shí)別、進(jìn)出門禁控制、出勤考核等領(lǐng)域，符合此標(biāo)準(zhǔn)的RFID設(shè)備已經(jīng)非常成熟，最大識(shí)讀距離可達(dá)1m。與ISO/IEC14443相比，ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用靈活，設(shè)計(jì)簡單，讀寫距離遠(yuǎn)，而且與ISO/IEC18000-3標(biāo)準(zhǔn)兼容。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)!提示ISO/IEC14443和ISO/IEC15693兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)采用的頻率均為13.56MHz，處于我們通常所說的高頻（HF）頻段內(nèi)。讀寫設(shè)備和標(biāo)簽采用近距離磁場耦合的方式工作，標(biāo)簽感應(yīng)讀寫設(shè)備所產(chǎn)生的磁場信號(hào)，并依靠磁場的變化來傳遞信息。由于高頻RFID原理簡單，性能穩(wěn)定，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電子票證、門禁管理、圖書館管理等領(lǐng)域。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)（五）ISO/IEC18000ISO/IEC18000即《信息技術(shù)——用于物品管理的射頻識(shí)別》系列標(biāo)準(zhǔn)，是由ISO/IECJTC1SC31自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集分技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)制定的，主要適用于射頻識(shí)別技術(shù)在物品管理中的應(yīng)用。它涵蓋了從125kHz～2.45GHz的通信載波頻率，識(shí)讀距離由幾厘米到幾十米。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)此系列標(biāo)準(zhǔn)分為以下7部分。ISO/IEC18000-1《第1部分：參考結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)定義》。ISO/IEC18000-2《第2部分：頻率小于135kHz的空中接口通信參數(shù)》。ISO/IEC18000-3《第3部分：13.56MHz頻率下的空中接口通信參數(shù)》。ISO/IEC18000-4《第4部分：2.45GHz頻率下的空中接口通信參數(shù)》。ISO/IEC18000-5《第5部分：5.85GHz頻率下的空中接口通信參數(shù)》。ISO/IEC18000-6《第6部分：860～960MHz頻率下的空中接口通信參數(shù)》。ISO/IEC18000-7《第7部分：433MHz頻率下的有源空中接口通信參數(shù)》。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)其中，ISO/IEC18000-1定義了在所有ISO/IEC18000系列標(biāo)準(zhǔn)中空中接口定義所要用到的參數(shù)，還列出了所有相關(guān)的技術(shù)參數(shù)及各種通信模式，如工作頻率、跳頻速率、跳頻序列、調(diào)制載波頻率、占用頻道帶寬、最大發(fā)射功率、雜散發(fā)射、調(diào)制方式、調(diào)制指數(shù)、數(shù)據(jù)編碼、位速率、標(biāo)簽唯一標(biāo)識(shí)符、讀處理時(shí)間、寫處理時(shí)間、錯(cuò)誤檢測、存儲(chǔ)容量、防沖突類型和標(biāo)簽識(shí)讀數(shù)目等，為后續(xù)的各部分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了一個(gè)框架和規(guī)則。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18000的其他部分則分別定義了在各種通信頻率下的空中接口通信協(xié)議。規(guī)定了讀寫器與標(biāo)簽之間的物理層和媒體訪問控制參數(shù)、協(xié)議和命令以及防沖突機(jī)制。這些協(xié)議使讀寫器與標(biāo)簽之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。其中，ISO/IEC18000-6適用于超高頻段860MHz～960MHz，它規(guī)定了讀寫器與電子標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議、命令以及防碰撞方法。ISO/IEC18000-6包含TYPEA，TYPEB和TYPEC三種無源標(biāo)簽的接口協(xié)議，通信距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10m。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)18000-6TYPEA標(biāo)準(zhǔn)由英國大不列顛科技集團(tuán)（BTG）提出，特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大，抗沖突能力弱，指令類型多。18000-6TYPEB標(biāo)準(zhǔn)由美國Intermec（易騰邁）科技公司提出，特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量小，抗沖突能力強(qiáng)，指令簡單。18000-6TYPEC標(biāo)準(zhǔn)前景最為看好，其前身是EPCglobalClass1Gen2超高頻空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。此類標(biāo)簽讀寫速度快，抗干擾性好，抗沖突能力強(qiáng)，可達(dá)1000標(biāo)簽，未來成本會(huì)很低，適合開環(huán)應(yīng)用。此標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到世界上眾多企業(yè)的支持，目前已經(jīng)開始應(yīng)用到供應(yīng)鏈管理、圖書館管理、資產(chǎn)追蹤、后勤管理等眾多領(lǐng)域。知識(shí)庫空中接口通信協(xié)議規(guī)范了讀寫器與電子標(biāo)簽之間信息的交互，目的是使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備可以互聯(lián)互通。由于不同頻段RFID標(biāo)簽在識(shí)讀速度、識(shí)讀距離和適用環(huán)境等方面存在較大差異，單一頻段的標(biāo)準(zhǔn)無法滿足各種應(yīng)用的需求，所以ISO/IEC制定了多種頻段的空中接口協(xié)議，即ISO/IEC18000，它是RFID的空中接口標(biāo)準(zhǔn)中最受關(guān)注的系列標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)目前在HF頻段的13.56MHz和UHF頻段的RFID技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，兩個(gè)頻段下的標(biāo)簽和讀寫設(shè)備之間的工作原理是截然不同的。其中：（1）符合ISO/IEC18000-6標(biāo)準(zhǔn)的RFID設(shè)備工作在超高頻（UHF），即860MHz～960MHz，標(biāo)簽和讀寫設(shè)備之間采用反向散射的方式工作，標(biāo)簽利用接收到的由讀寫器發(fā)出的射頻能量，將其中的編碼信息利用電波傳播回去，其工作距離較遠(yuǎn)。（2）符合ISO/IEC18000-3標(biāo)準(zhǔn)的RFID設(shè)備工作在高頻（HF），即13.56MHz，標(biāo)簽和讀寫設(shè)備之間采用近距離磁場耦合的方式工作，標(biāo)簽感應(yīng)讀寫設(shè)備所產(chǎn)生的磁場信號(hào)，并依靠磁場的變化來傳遞信息，其工作距離較近。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)（六）ISO/IEC14443，15693，18000三個(gè)體系分析與比較射頻標(biāo)簽的通信標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)的依據(jù)，下面就射頻通信頻段對(duì)典型的RFID標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC14443，ISO/IEC15693，ISO/IEC18000三個(gè)體系進(jìn)行分析和比較。1低頻段射頻標(biāo)簽相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)低頻段射頻標(biāo)簽，簡稱低頻標(biāo)簽，其工作頻率范圍為30kHz～300kHz，典型工作頻

率有125kHz，134.2kHz。低頻標(biāo)簽一般為無源標(biāo)簽，其工作能量通過電感耦合方式從讀寫器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標(biāo)簽與讀寫器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，低頻標(biāo)簽需位于讀寫器天線輻射的近場區(qū)內(nèi)。低頻標(biāo)簽的識(shí)讀距離一般情況下小于1m。低頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用有動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別、電子閉鎖防盜（帶有內(nèi)置電子標(biāo)簽的汽車鑰匙）等。與低頻標(biāo)簽相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO11784/11785（用于動(dòng)物識(shí)別）、ISO/IEC18000-2（小于135kHz）。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)2高頻段射頻標(biāo)簽相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)高頻段射頻標(biāo)簽的工作頻率一般為3MHz～30MHz，典型工作頻率為13.56MHz。該頻段的射頻標(biāo)簽，從射頻識(shí)別應(yīng)用角度來說，其工作原理與低頻標(biāo)簽完全相同，即采用電感耦合方式工作。高頻標(biāo)簽可方便地做成卡狀，典型應(yīng)用包括電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）等。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO/IEC14443，ISO/IEC15693，ISO/IEC18000-3（13.56MHz）等。高頻標(biāo)準(zhǔn)的基本特點(diǎn)與低頻標(biāo)準(zhǔn)相似，由于其工作頻率的提高，可以選用較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。射頻標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)相對(duì)簡單，標(biāo)簽一般制成標(biāo)準(zhǔn)卡片形狀。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)3超高頻與微波標(biāo)簽相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)超高頻與微波頻段的射頻標(biāo)簽，簡稱微波射頻標(biāo)簽，其典型工作頻率為433MHz，860MHz～960MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波射頻標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無源標(biāo)簽兩類。工作時(shí)，射頻標(biāo)簽位于讀寫器天線輻射場的遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)，標(biāo)簽與讀寫器之間的耦合方式為電磁耦合方式。讀寫器天線輻射場為無源標(biāo)簽提供射頻能量，將有源標(biāo)簽喚醒。相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)識(shí)讀距離一般大于1m，典型情況為4m～6m，最大可達(dá)10m以上。讀寫器天線一般均為定向天線，只有在讀寫器天線定向波束范圍內(nèi)的射頻標(biāo)簽可被讀/寫。以目前的技術(shù)水平來說，無源微波射頻標(biāo)簽比較成功的產(chǎn)品相對(duì)集中在860MHz～960MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識(shí)別系統(tǒng)多以半無源微波射頻標(biāo)簽產(chǎn)品面世。半無源標(biāo)簽一般采用鈕扣電池供電，具有較遠(yuǎn)的識(shí)讀距離。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)微波射頻標(biāo)簽的典型特點(diǎn)主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支持多標(biāo)簽讀寫、是否適合高速識(shí)別應(yīng)用，讀寫器的發(fā)射功率容限，射頻標(biāo)簽及讀寫器的價(jià)格等方面。典型的微波射頻標(biāo)簽的識(shí)讀距離為3m～5m，個(gè)別有達(dá)10m或10m以上的產(chǎn)品。對(duì)于可無線寫的射頻標(biāo)簽而言，通常情況下，寫入距離要小于識(shí)讀距離，其原因在于寫入需要更大的能量。微波射頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用包括移動(dòng)車輛識(shí)別、電子身份證、倉儲(chǔ)物流應(yīng)用、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）等。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO10374，ISO/IEC18000-4（2.45GHz）、ISO/IEC18000-5（5.85GHz）、ISO/IEC18000-6（860MHz～960MHz）、ISO/IEC18000-7（433MHz）等。由以上分析可知，ISO/IEC18000的一系列標(biāo)準(zhǔn)涉及7個(gè)部分，而ISO/IEC14443和ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)都是針對(duì)13.56MHz。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)二、EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)體系EPCglobal是由美國統(tǒng)一代碼協(xié)會(huì)（UCC）和國際物品編碼協(xié)會(huì)（EAN）于2003年9月共同成立的非營利性組織，其前身是1999年10月1日在美國麻省理工學(xué)院成立的，以創(chuàng)建“物聯(lián)網(wǎng)”為使命的非營利性組織“Auto-ID中心”。為此，該中心與眾多成員企業(yè)共同制定了一個(gè)統(tǒng)一的、類似于Internet的開放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)商品信息的交換與共享。!提示全球最大的零售商沃爾瑪集團(tuán)、英國最大的零售商Tesco集團(tuán)等100多家歐美的零售流通企業(yè)都是EPCglobal成員，美國IBM公司、微軟公司和Auto-ID實(shí)驗(yàn)室等為EPCglobal提供技術(shù)研究支持。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)EPCglobal是一個(gè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，致力于建立一個(gè)向全球電子標(biāo)簽用戶提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)的EPCglobal網(wǎng)絡(luò)，遵循該公司制定的技術(shù)規(guī)范，以推廣RFID電子標(biāo)簽的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用為宗旨，不但發(fā)布了電子標(biāo)簽和讀寫器方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還推廣RFID在物流管理領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)化管理和應(yīng)用，此外還負(fù)責(zé)EPCglobal號(hào)碼注冊(cè)管理組織。EPCglobalNetwork技術(shù)規(guī)范給出了所有的系統(tǒng)定義和功能要求。EPCglobal已經(jīng)在加拿大、日本、中國等國家建立了分支機(jī)構(gòu)，專門負(fù)責(zé)EPC碼段在這些國家的分配與管理、EPC相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定、EPC相關(guān)技術(shù)在本土的宣傳普及和推廣應(yīng)用等工作。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于數(shù)據(jù)采集，即讀寫器與標(biāo)簽之間進(jìn)行通信的方式，而在物品編碼規(guī)則和數(shù)據(jù)采集后處理方面，EPCglobal制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)則更加成熟。EPCglobal旨在搭建一個(gè)可以自動(dòng)識(shí)別任何地方、任何事物的開放性全球網(wǎng)絡(luò)，即EPC物聯(lián)網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想中，RFID標(biāo)簽中儲(chǔ)存的EPC代碼，可以通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)采集到信息系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的識(shí)別，進(jìn)而通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的透明化管理。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)三、UbiquitousID標(biāo)準(zhǔn)體系UbiquitousIDCenter（泛在識(shí)別中心）是由日本政府的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省牽頭，主要由日本廠商組成，目前有日本本土的諸如NEC、日立、東芝、三菱、日電等300多家電子廠商、信息企業(yè)和印刷公司參與，少數(shù)來自國外的著名廠商，如微軟、三星、LG和SKT等也有參與，該識(shí)別中心實(shí)際上就是日本有關(guān)電子標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)化組織。UbiquitousIDCenter的泛在識(shí)別技術(shù)體系架構(gòu)由泛在識(shí)別碼（ucode）、信息系統(tǒng)服務(wù)器、泛在通信器和ucode解析服務(wù)器等4部分構(gòu)成，其核心是賦予現(xiàn)實(shí)世界中任何物理對(duì)象的唯一識(shí)別碼ucode。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)UbiquitousID標(biāo)準(zhǔn)體系的主要特點(diǎn)包括：①確保廠商獨(dú)立的可用性；②確保安全的對(duì)策；③ucode標(biāo)識(shí)的可讀性；④使用頻率不做強(qiáng)制性規(guī)定。UbiquitousIDCenter對(duì)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用安全問題非常重視，針對(duì)未來可能出現(xiàn)的安全問題如截聽和非法讀取等，要求節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交換需要相互認(rèn)證，而且通信內(nèi)容加密，以避免非法識(shí)讀。!提示國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是不斷充實(shí)和完善的，即使是已經(jīng)通過的標(biāo)準(zhǔn)，仍有修改的可能性，請(qǐng)注意RFID標(biāo)準(zhǔn)的最新版本。學(xué)習(xí)RFID三大標(biāo)準(zhǔn)ucode具備了128位的充裕容量，并可以用128位為單元進(jìn)一步擴(kuò)展至256，384或512位。若使用128字節(jié)代碼長度的ucode，則其包含的號(hào)碼數(shù)量約為34×1037個(gè)。ucode的最大優(yōu)勢是能包容現(xiàn)有編碼體系的元編碼設(shè)計(jì)，可以兼容各種已有ID代碼的編碼體系。例如，可以將使用條形碼的JAN代碼、UPC代碼、EAN代碼、書籍上的ISBN和ISSN、Internet上使用的IP地址、分配在語音終端上的電話號(hào)碼等各種號(hào)碼或ID，均包含其中。ucode標(biāo)簽具有多種形式，包括條碼、射頻標(biāo)簽、智能卡、有源芯片等。UbiquitousIDCenter把標(biāo)簽進(jìn)行分類，設(shè)立了9個(gè)級(jí)別的不同認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。信息系統(tǒng)服務(wù)器存儲(chǔ)并提供與ucode相關(guān)的各種信息。ucode解析服務(wù)器確定與ucode相關(guān)的信息存放在哪個(gè)信息系統(tǒng)服務(wù)器上。ucode解析服務(wù)器的通信協(xié)議為ucodeRP和eTP，其中eTP是基于eTron（PKI）的密碼認(rèn)證通信協(xié)議。泛在通信器主要由IC標(biāo)簽、標(biāo)簽讀寫器和無線廣域通信設(shè)備等部分構(gòu)成，用來把讀到的ucode送至ucode解析服務(wù)器，并從信息系統(tǒng)服務(wù)器獲得有關(guān)信息。了解智能卡信息安全智能卡又稱集成電路卡（IntegratedCircuitCard，即IC卡），是將一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片嵌裝于塑料基片中而制成的卡片?？ㄆ瑑?nèi)的集成電路具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和運(yùn)算、判斷功能，并能與外部交換數(shù)據(jù)。三務(wù)任了解智能卡信息安全常見的非接觸式IC卡及其內(nèi)部組成如下圖所示。智能卡的外形尺寸通常是85.6mm×53.98mm×0.76mm，與銀行所使用的磁卡相同。當(dāng)然，智能卡也可封裝為標(biāo)簽、紐扣、鑰匙、飾物等特殊形狀。了解智能卡信息安全一、智能卡的分類智能卡種類繁多，可按不同形式分類。從應(yīng)用的角度可分為金融卡和非金融卡，其中金融卡即銀行卡，包括信用卡、借記卡、電子錢包等，非金融卡則涉及金融卡之外的所有領(lǐng)域，諸如電信、交通、社保、醫(yī)療、教育等，而從技術(shù)的角度則多按照卡內(nèi)鑲嵌的芯片或卡與讀寫器的接口方式來分類。（一）按芯片分類按照卡內(nèi)鑲嵌芯片的不同，可將智能卡分為存儲(chǔ)器卡、邏輯加密卡和智能CPU卡。了解智能卡信息安全存儲(chǔ)器卡內(nèi)嵌入的芯片多為通用EEPROM或FlashMemory；無安全控制邏輯，可對(duì)片內(nèi)信息不受限制地任意存??；卡片制造中也很少采取安全保護(hù)措施；不完全符合或支持ISO/IEC7816國際標(biāo)準(zhǔn)，而多采用2線串行通信協(xié)議（I2C總線協(xié)議）或3線串行通信協(xié)議。存儲(chǔ)器卡功能簡單，沒有或很少有安全保護(hù)邏輯，但價(jià)格低廉，開發(fā)使用簡便，存儲(chǔ)容量增長迅猛，因此多用于某些簡單的、內(nèi)部信息無需保密或不允許加密的場合，如急救卡。1存儲(chǔ)器卡了解智能卡信息安全邏輯加密卡也稱加密存儲(chǔ)卡，由非易失性存儲(chǔ)器和硬件加密邏輯構(gòu)成，一般均為專門為IC卡設(shè)計(jì)的芯片，具有安全控制邏輯，安全性能較好；同時(shí)采用ROM，PROM，EEPROM等存儲(chǔ)技術(shù)；從芯片制造到交貨，均采取較好的安全保護(hù)措施，如運(yùn)輸密碼的取用；支持ISO/IEC7816國際標(biāo)準(zhǔn)。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(xiǎn)卡、加油卡、駕駛卡、借書卡、IC卡電話、小額電子錢包等。2邏輯加密卡了解智能卡信息安全智能CPU卡也稱芯片卡、微處理器卡，它在IC卡家族中出現(xiàn)最晚，也最具生命力。CPU卡具有微型計(jì)算機(jī)軟硬件配置，其硬件構(gòu)成包括CPU、存儲(chǔ)器（含RAM，ROM，EEPROM等）、卡與讀寫終端通信的I/O接口，用于信息安全保護(hù)的加密運(yùn)算協(xié)處理器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器及物理攻擊自毀電路，ROM中則裝載有COS（ChipOperatingSystem，片內(nèi)操作系統(tǒng)）。3智能CPU卡由于CPU卡具有很高的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算能力、較大的存儲(chǔ)容量、開放式的應(yīng)用設(shè)計(jì)平臺(tái)，因此應(yīng)用的靈活性、適應(yīng)性較強(qiáng)；而在硬件結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、制作工藝上采取的多層次安全措施，則保證了其極強(qiáng)的安全防偽能力。CPU卡不僅可以驗(yàn)證卡和持卡人的合法性，而且可以鑒別讀寫終端，已成為一卡多用及對(duì)數(shù)據(jù)安全保密性特別敏感場合的最佳選擇，如金融信用卡、手機(jī)SIM卡、社保卡、電子護(hù)照等。了解智能卡信息安全!提示雖然通常將所有IC卡都稱為智能卡，但嚴(yán)格地講，存儲(chǔ)器卡與邏輯加密卡都只具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，只有CPU卡才真正具有智能特征，也即只有CPU卡才是真正意義上的“智能卡”。（二）按接觸面分類根據(jù)卡片與外界數(shù)據(jù)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。其中，接觸式IC卡通過卡表面的多個(gè)金屬觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與讀寫機(jī)具的信息和能量傳遞，成本低，實(shí)施相對(duì)簡便；非接觸式IC卡則不用觸點(diǎn)，而是在卡中敷設(shè)天線，借助無線收發(fā)傳送信息，因此在前者難以勝任的交通運(yùn)輸?shù)戎T多場合有較多應(yīng)用。此外，還有兼?zhèn)浣佑|式和非接觸式兩種接口的雙界面卡。了解智能卡信息安全接觸式IC卡是指在使用時(shí)通過有形的金屬電極觸點(diǎn)將卡的集成電路與外部接口設(shè)備直接抵觸連接，提供集成電路工作的電源并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的IC卡。接觸式IC卡由半導(dǎo)體芯片、電極膜片（卡觸點(diǎn)）、塑料基片組成，其特點(diǎn)是在卡的表面有符合ISO/IEC7816標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)金屬觸點(diǎn)。1接觸式IC卡半導(dǎo)體芯片它是IC卡的核心部分。一般采用0.3μm～0.8μm的HCMOS或NMOS工藝制造的超大規(guī)模集成電路。隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步，目前已更多采用0.6μm、0.25μm甚至0.13μm的嵌入式存儲(chǔ)器工藝設(shè)計(jì)制造智能CPU卡芯片。在IC卡半導(dǎo)體芯片中集成了存儲(chǔ)器、譯碼電路、接口驅(qū)動(dòng)電路、邏輯加密控制電路、微處理器單元（CPU）等各種功能電路。其外形大小約為2mm×

1mm×0.3mm。了解智能卡信息安全電極膜片通常稱為“觸點(diǎn)”，它是半導(dǎo)體芯片各輸入/輸出信號(hào)引腳與外部設(shè)備接觸連接的導(dǎo)電體，實(shí)際上是一種精密的印制電路板（PCB）。其基底為一層絕緣材料（一般為環(huán)氧樹脂玻璃或聚酰亞胺薄膜）。在基底的絕緣材料上沉積一層銅合金，并在其外端表面鍍金，以提高其導(dǎo)電性能和防氧化能力。電極膜片的外形大小為：長9.62mm～13.65mm，寬9.32mm～11.56mm，形狀一般為矩形或橢圓形。這種形狀上的差異主要是為了改善卡片在抗扭曲方面的機(jī)械特性。知識(shí)庫接觸式IC卡有8個(gè)觸點(diǎn)，即集成電路引腳，從C1到C8，IC卡觸點(diǎn)之間的排列順序、尺寸及位置必須符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC7816-2的規(guī)定。通常，半導(dǎo)體廠商提供給制卡商的是由半導(dǎo)體芯片和電極膜片封裝而成的IC卡模塊。了解智能卡信息安全塑料基片它是半導(dǎo)體芯片和電極膜片的載體。根據(jù)各生產(chǎn)廠家制卡工藝設(shè)備的要求，一般采用PVC（聚氯乙烯）、PET和ABS塑料材料。塑料基片的大小，對(duì)于滿足國際標(biāo)準(zhǔn)——識(shí)別卡的ID-1型的尺寸是85.6mm（寬）×53.98mm（高）×

0.76mm（厚）?？ㄆa(chǎn)廠商在基片上沖孔、填入封裝樹脂并通過熱壓將IC卡模塊嵌入其中，即制成一張接觸式IC卡。了解智能卡信息安全非接觸式IC卡是在卡中敷設(shè)天線，利用天線的接收發(fā)射，與讀寫器的天線交換信號(hào)，實(shí)現(xiàn)一種無線通信，它是卡技術(shù)與射頻技術(shù)的結(jié)合。因此，非接觸式IC卡又稱射頻卡（RadioFrequencyCard，RFC），簡稱RF卡。非接觸式IC卡系統(tǒng)是射頻識(shí)別系統(tǒng)的一種。非接觸式IC卡中嵌有耦合元件（天線線圈）和集成電路芯片。通常，非接觸式IC卡沒有自己的供電電源（電池），當(dāng)卡片處于讀寫器響應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)，卡片所需要的能量、時(shí)鐘脈沖及數(shù)據(jù)，均通過耦合單元的電磁耦合作用傳輸給卡片。非接觸式IC卡的外形尺寸符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC7810對(duì)ID-1型卡的規(guī)定（85.72mm×

54.03mm×0.76mm），其制造工藝是在四層PVC薄膜（兩層嵌入薄膜和兩層覆蓋薄膜）之間黏合一個(gè)非接觸式IC卡模塊及耦合零件。其中，耦合元件一般為電磁感應(yīng)天線線圈，起電感耦合作用。將設(shè)計(jì)成線圈狀的天線安放在承載薄膜的上面，并且用適當(dāng)?shù)倪B接技術(shù)將其與芯片模塊連接在一起。天線的制造主要采用4種方法：繞制工藝、布線工藝、絲網(wǎng)印刷工藝和蝕刻工藝。2非接觸式IC卡了解智能卡信息安全在智能卡推出之前，從世界范圍來看，磁卡已得到廣泛應(yīng)用，為了從磁卡平穩(wěn)過渡到智能卡，也是為了兼容，通常在智能卡上仍貼有磁條，為此，智能卡中封裝集成電路芯片的位置受到磁條位置的限制。毫無疑問，智能卡本身并不能單獨(dú)或直接使用，它必須與相關(guān)設(shè)備組合，才能共同構(gòu)成符合某種需求的應(yīng)用系統(tǒng)。那么，一個(gè)完整的智能卡應(yīng)用系統(tǒng)究竟包括哪些構(gòu)成要素？可采取哪種結(jié)構(gòu)模式呢？一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)智能卡應(yīng)用系統(tǒng)的最基本的構(gòu)件包括智能卡、接口設(shè)備（智能卡讀寫器）、PC機(jī)，較大的系統(tǒng)還包括通信網(wǎng)絡(luò)和主計(jì)算機(jī)等。（1）智能卡（ICC，ICCard）是指由持卡人掌管，記錄有持卡人的特征代碼、文件資料的便攜式信息載體。二、智能卡應(yīng)用系統(tǒng)了解智能卡信息安全（2）接口設(shè)備（InterFaceDevice，IFD）即通常所說的IC卡讀寫器，是卡片與PC機(jī)進(jìn)行信息交換的橋梁，而且常常是IC卡的能量來源。其核心通常為工作可靠的工業(yè)控制單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)。IFD與IC卡之間遵循符合ISO/IEC國際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，通過自身的機(jī)械卡座或射頻（RF）、紅外等無線信道，以接觸或非接觸方式對(duì)智能卡進(jìn)行讀寫，并通過RS232/485串行接口、USB接口或以太網(wǎng)接口等以實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)方式與PC機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)智能卡與PC機(jī)間信息的上傳/下送。（3）PC機(jī)是智能卡應(yīng)用系統(tǒng)的核心，其根據(jù)實(shí)際需求選用普通微機(jī)或服務(wù)器，配有專用的智能卡應(yīng)用系統(tǒng)管理軟件，通常是基于數(shù)據(jù)庫管理軟件的信息管理系統(tǒng)，完成信息匯總、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、處理、報(bào)表的生成與輸出、指令的發(fā)放、系統(tǒng)的監(jiān)控管理、卡片的發(fā)行與掛失、黑名單的建立等。

了解智能卡信息安全

（4）在金融服務(wù)等相對(duì)大型的系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)是使前端PC機(jī)與上級(jí)控制/授權(quán)/服務(wù)/管理中心（即主計(jì)算機(jī)）連接的必備條件。其借助通信線路、設(shè)備和完善的網(wǎng)絡(luò)通信軟件，將地理位置不同的各個(gè)子系統(tǒng)，有機(jī)地連接為一功能完備的大型系統(tǒng)。主計(jì)算機(jī)則是對(duì)此大系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控管理的核心，是重大決策管理要素的源頭。綜上所述，智能卡應(yīng)用工程融合電子技術(shù)、嵌入式應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、安全技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)以及數(shù)字印刷技術(shù)等多種高新技術(shù)于一身，是一個(gè)綜合性的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。了解智能卡信息安全智能卡從最初的設(shè)計(jì)到最后失效，一般要經(jīng)過以下幾個(gè)階段。三、智能卡的生存周期（一）設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)設(shè)計(jì)是指根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)卡片功能和安全的要求設(shè)計(jì)卡內(nèi)芯片（或考慮設(shè)計(jì)通用芯片），并根據(jù)工藝水平和成本對(duì)智能卡的微處理器（MPU）、存儲(chǔ)器容量和片內(nèi)操作系統(tǒng)（COS）提出具體要求，或?qū)壿嫾用芸ǖ倪壿嫻δ芎痛鎯?chǔ)區(qū)的分配提出具體要求。了解智能卡信息安全卡內(nèi)集成電路的設(shè)計(jì)過程與專用集成電路（ASIC）的設(shè)計(jì)類似，包括邏輯設(shè)計(jì)、邏輯模擬、電路設(shè)計(jì)、電路模擬、版圖設(shè)計(jì)和正確性驗(yàn)證等。對(duì)于智能卡，經(jīng)常采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)微處理器作為其核心，只需要調(diào)整存儲(chǔ)器的種類和容量，而不必重新設(shè)計(jì)。為可靠起見，這些芯片應(yīng)該具有自保護(hù)能力。例如，當(dāng)外電壓不正常時(shí)（高低電壓檢測），芯片應(yīng)停止工作；時(shí)鐘頻率超出正常范圍時(shí)也應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施。軟件設(shè)計(jì)包括COS和應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，有相應(yīng)的開發(fā)工具可供選用。由于智能卡的安全性與COS有關(guān)，因此在國家重要經(jīng)濟(jì)部門和機(jī)密部門使用的智能卡，應(yīng)寫入具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的COS。了解智能卡信息安全（二）制造階段芯片電路制作在單晶硅圓片上，設(shè)計(jì)者將設(shè)計(jì)好的版圖或COS代碼提交給芯片制造廠。制造廠根據(jù)設(shè)計(jì)與工藝過程的要求，產(chǎn)生多層掩膜版。在一個(gè)圓片上可以制作幾百至幾千個(gè)相互獨(dú)立的電路，每個(gè)電路即為一個(gè)小芯片。對(duì)于接觸式IC卡，小芯片上除了有按IC卡標(biāo)準(zhǔn)（8個(gè)觸點(diǎn)）設(shè)計(jì)的壓焊塊外，還應(yīng)有專供測試用的探針壓塊，但也要注意這些壓塊是否會(huì)給攻擊者以可乘之機(jī)。利用帶測試程序的計(jì)算機(jī)控制探頭測試圓片上的每個(gè)芯片，在有缺陷的芯片上做標(biāo)記，在測試合格的芯片中寫入制造廠商代號(hào)及傳輸密碼等信息。厚度要符合IC卡的規(guī)定，研磨后將圓片切割成眾多小芯片。再將制造好的芯片安裝在有8個(gè)觸點(diǎn)的印制電路薄片上，稱為微模塊。最后將微模塊嵌入卡片中，并完成卡片表面的印刷工作。了解智能卡信息安全（三）發(fā)行階段發(fā)行商從制造商手中取得卡片后，先核對(duì)傳輸密碼。比如說邏輯加密卡，傳輸密碼由制造廠寫入用戶密碼區(qū)，發(fā)行商核對(duì)正確后改寫成用戶密碼；對(duì)于智能卡，在此時(shí)可以進(jìn)行寫入密碼、密鑰、建立文件等操作。操作完畢，將熔絲燒斷。此后該卡片進(jìn)入用戶方式，而且永遠(yuǎn)也不能回到以前的工作方式，以保證用卡安全。一般來說，卡片制造商提供的卡片都是僅具備最基本軟硬件配置的“白卡”，必須在發(fā)行階段對(duì)卡進(jìn)行個(gè)人化后，才能實(shí)際應(yīng)用。發(fā)行商根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，通過讀寫設(shè)備將系統(tǒng)應(yīng)用信息及持卡人個(gè)人信息寫入或制作于卡片上，使具有普遍通用意義的白卡變?yōu)榫哂袀€(gè)人特殊意義的可用卡的過程，稱為卡片的個(gè)人化。了解智能卡信息安全個(gè)人化的內(nèi)容通常包括：①卡的軟硬件邏輯格式化；②系統(tǒng)應(yīng)用信息和個(gè)人應(yīng)用信息的初始化寫入，前者包括表明卡片的來源的發(fā)行商代碼、用作金融交易的充值憑證、保護(hù)發(fā)行商利益的發(fā)行商密碼等，后者則包括持卡人密碼、姓名、年齡、應(yīng)用數(shù)據(jù)等；③在卡面上印刷文字或持卡人的照片等。了解智能卡信息安全!提示對(duì)于大規(guī)模應(yīng)用，個(gè)人化可由卡片制造商或發(fā)行部門完成，例如公交卡由公交公司發(fā)行；而中小規(guī)模應(yīng)用則由應(yīng)用部門或應(yīng)用開發(fā)商完成，例如智能小區(qū)門禁、停車卡可由物業(yè)管理公司來發(fā)卡。（四）使用與回收階段完成以上這些過程的卡片，就成為一張能唯一標(biāo)識(shí)用戶的卡，即可交給用戶使用。在使用階段，持卡人用卡，并由相關(guān)部門對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督管理；如卡片出現(xiàn)損壞、過期、解約等情況，則予以回收，卡片進(jìn)入回收階段而失效。了解智能卡信息安全金融卡是人們?nèi)粘Ｉ钪杏玫米疃嗟囊环N卡片，下面分別以磁卡金融卡和智能卡金融卡為例，說明金融卡的用卡過程。例如，某銀行（發(fā)卡方）核對(duì)了客戶（持卡人）的賬目（如余額為1000元）后，發(fā)給客戶一張儲(chǔ)蓄卡（也稱扣款卡、現(xiàn)金卡、電子存折），卡內(nèi)存有該客戶的賬號(hào)、最多可一次使用的金額等?？蛻舫诌@張卡到某商場（受卡方）去購物的操作順序如下。四、金融卡的用卡過程了解智能卡信息安全（一）磁卡金融卡購物過程磁卡存儲(chǔ)容量僅幾百字節(jié)，一般僅存儲(chǔ)用戶的主賬號(hào)、最多一次可使用的金額等。在金融行業(yè)，作為金融交易卡的磁卡，必須配合強(qiáng)大、可靠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用，才能獲取用戶的各方面信息，諸如賬戶金額（1000元）、PIN碼、交易記錄等，均保存在金融機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。磁卡的交易過程如下（見圖1-9）。圖1-9使用磁卡金融卡購物的過程了解智能卡信息安全（1）客戶將儲(chǔ)蓄卡插入商場的POS機(jī)中。（2）售貨員輸入交易金額（如360元）。（3）客戶輸入PIN碼后，POS機(jī)讀出卡中磁條上的數(shù)據(jù)，如客戶賬號(hào)等，并通過網(wǎng)絡(luò)將客戶賬號(hào)、PIN碼傳送到銀行的計(jì)算機(jī)，由銀行的計(jì)算機(jī)在其數(shù)據(jù)庫中檢查該賬號(hào)（查對(duì)黑名單），以防止他人使用已掛失或偷竊來的金融卡。同時(shí)核對(duì)客戶的賬面記錄，查明可供支用的金額，以及核對(duì)PIN碼，以確認(rèn)持卡人是否是卡的主人。此外，為了避免某些可能發(fā)生的弊端（如已掛失但尚未列入黑名單），還要核查金融卡在一天內(nèi)允許使用的次數(shù)和一天內(nèi)允許提取現(xiàn)金的總金額。（4）核查客戶賬號(hào)和PIN碼無誤后，銀行計(jì)算機(jī)將通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)回授權(quán)信息，授權(quán)商場進(jìn)行交易。商場POS機(jī)將客戶賬號(hào)、所購物金額數(shù)（360元）記錄下來，顯示板顯示交易結(jié)束，給客戶打印收據(jù)?？蛻羧∽呱唐泛蛢?chǔ)蓄卡。了解智能卡信息安全（5）在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間（例如晚上）通知商場的開戶銀行（代理方），告訴它該客戶今天在這兒花了多少錢。隨后，商場的開戶銀行就會(huì)通過信息交換系統(tǒng)與發(fā)卡的銀行聯(lián)系，發(fā)卡銀行以客戶的賬號(hào)為索引在它的數(shù)據(jù)庫中找到客戶在該銀行中的賬目，并加以修正（扣款，余額640元），同時(shí)將交易金額（360元）轉(zhuǎn)入商場在開戶銀行的賬戶，整個(gè)交易過程結(jié)束。從上述使用過程不難發(fā)現(xiàn)，一方面，磁卡的應(yīng)用必須有其他條件的支持，例如強(qiáng)大可靠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中央數(shù)據(jù)庫等，其應(yīng)用方式是集中式的，除需要巨大的網(wǎng)絡(luò)投入外，還受限于網(wǎng)絡(luò)速度、網(wǎng)絡(luò)吞吐率等；另一方面，磁條容易讀出和偽造，為了防范磁卡詐騙行為，各行業(yè)采取了一些方法對(duì)磁卡的使用加以限制，如要求授權(quán)、限制一天內(nèi)的交易次數(shù)和交易金額等，這在某種程度上給客戶帶來了不便。所有這些問題都是由磁卡中磁條存儲(chǔ)容量小、保密性差引起的。了解智能卡信息安全（二）智能卡金融卡購物過程智能卡的容量比磁卡大得多，一般分為4個(gè)存儲(chǔ)區(qū)。公開的存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)含公用信息，如發(fā)行標(biāo)志符、持卡人賬號(hào)等。外部不可讀的存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)的內(nèi)容是供內(nèi)部決策用的，如PIN碼、密鑰等，在卡片發(fā)行時(shí)寫入。PIN碼校驗(yàn)或密鑰認(rèn)證成功后，允許修改，但在任何情況下都不允許向外界傳送。了解智能卡信息安全保密存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)含賬面余額、允許卡使用的服務(wù)類型及限額等。當(dāng)PIN碼校驗(yàn)或密鑰認(rèn)證成功后，允許讀取本存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行交易，并根據(jù)應(yīng)用情況寫入正確數(shù)據(jù)（如修改余額等）。記錄區(qū)內(nèi)含每次交易細(xì)節(jié)，稱為“日志”，可供查詢。了解智能卡信息安全商場中與智能卡配合使用的接口設(shè)備（如智能卡POS機(jī)）提供附加的存儲(chǔ)器和邏輯電路，它本身就是一臺(tái)微機(jī)。商場中的智能卡接口設(shè)備（POS機(jī)）包含如下內(nèi)容。交易數(shù)據(jù)內(nèi)含每次交易記錄，一般于每天晚上將當(dāng)天交易細(xì)節(jié)匯總后傳送到商場開戶銀行，供轉(zhuǎn)賬或清算之用。銀行應(yīng)保證及時(shí)將應(yīng)付款存入商場的賬戶。黑名單即止付名單或非法卡表。列出所有掛失、被竊或透支超過限額的賬戶清單，在每天向銀行遞交交易細(xì)節(jié)時(shí)，也遞交此清單。同時(shí)銀行經(jīng)匯總后，應(yīng)將修改后的黑名單提供給商戶。凡登在黑名單上的賬戶或透支超額的稅戶要進(jìn)行交易時(shí)，須由商戶通過網(wǎng)絡(luò)或用專用電話和銀行進(jìn)一步授權(quán)核實(shí)后方可受理，也可拒絕受理，甚至可根據(jù)實(shí)際情況將卡沒收。了解智能卡信息安全保密數(shù)據(jù)密鑰和授權(quán)號(hào)碼即屬于保密數(shù)據(jù)。密鑰用以生成校驗(yàn)碼，以防交易日志被修改。至于授權(quán)號(hào)，在商戶希望成交某些超額交易時(shí)，用它通過網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)卡銀行，經(jīng)銀行授權(quán)后方可受理。智能卡的交易過程如下（見圖1-10）。圖1-10使用智能卡金融卡購物的過程了解智能卡信息安全（1）將儲(chǔ)蓄卡（余額1000元）插入商場的POS機(jī)中。（2）售貨員輸入交易金額（如360元）。（3）客戶輸入個(gè)人PIN碼，由POS機(jī)自動(dòng)與智能卡中存儲(chǔ)的PIN碼相比較（或認(rèn)證），如比較一致（或認(rèn)證通過），就打開智能卡的保密存儲(chǔ)區(qū)，準(zhǔn)備受理交易。（4）接著POS機(jī)內(nèi)部進(jìn)行一連串的處理，如讀出卡中的客戶賬號(hào)，并與POS機(jī)中的黑名單進(jìn)行查對(duì)；讀出卡中的余額，核實(shí)資金是否夠用；計(jì)算交易后的余額，修改卡中余額（扣款，余額640元）；將交易金額（360元）登入POS機(jī)的交易日志記錄并計(jì)算出安全校驗(yàn)碼加在日志記錄里以保證數(shù)據(jù)的安全，同時(shí)把這筆交易記錄也寫到儲(chǔ)蓄卡中，最后給客戶打印收據(jù)?？蛻羧∽呱唐泛蛢?chǔ)蓄卡。（5）在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間（例如晚上）將POS機(jī)的交易細(xì)節(jié)匯總到商場的開戶銀行（代理方）。隨后，商場的開戶銀行就會(huì)通過信息交換系統(tǒng)與發(fā)卡的銀行聯(lián)系，發(fā)卡銀行根據(jù)開戶銀行發(fā)來的交易細(xì)節(jié)將交易金額（360元）轉(zhuǎn)入商場在開戶銀行的賬戶，整個(gè)交易過程結(jié)束。了解智能卡信息安全從上述使用過程不難發(fā)現(xiàn)，由于智能卡容量大、保密性好，持卡人的賬目信息（包括金額）可直接存儲(chǔ)在智能卡中，因此持卡人消費(fèi)時(shí)，受卡方只需查看卡中的信息并直接在卡中處理交易，過一段時(shí)間（如晚上）受卡方再同異地銀行進(jìn)行清算（清算是指最終記賬，對(duì)前期完成的一筆或多筆交易進(jìn)行資金轉(zhuǎn)賬）。這樣大大方便了用戶，縮短了交易時(shí)間。智能卡的使用相當(dāng)于將持卡人從集中式數(shù)據(jù)庫管理方式下解脫出來。每張卡相當(dāng)于一個(gè)流動(dòng)的小數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫非實(shí)時(shí)地與中央數(shù)據(jù)庫打交道、交換數(shù)據(jù)。也就是說，將集中式數(shù)據(jù)處理方式轉(zhuǎn)化為分布式數(shù)據(jù)處理，這將大大減小對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性、安全性的要求，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)/非實(shí)時(shí)聯(lián)機(jī)處理，降低了網(wǎng)絡(luò)成本。了解智能卡信息安全智能卡系統(tǒng)擁有其他卡系統(tǒng)無法比擬的安全可靠性，它集成了當(dāng)今較為先進(jìn)、成熟的諸多安全技術(shù)和研究成果，已成為實(shí)現(xiàn)信息安全存儲(chǔ)和傳輸?shù)闹匾琳?。一般來講，信息安全至少應(yīng)具有以下5個(gè)方面的特性。五、智能卡的安全性保密性防止未經(jīng)授權(quán)的信息存取，如未經(jīng)授權(quán)無法理解信息本身的真正含義（加密信息）等。完整性防止未經(jīng)授權(quán)的信息更改（修改、刪除、增加）。一般用于防止對(duì)信息的主動(dòng)、惡意的篡改。了解智能卡信息安全真實(shí)性利用數(shù)字簽名等技術(shù)手段，對(duì)信息的發(fā)送和接收方以及信息的真?zhèn)芜M(jìn)行鑒別。持久性長時(shí)間保存信息的可靠性、準(zhǔn)確性?？色@取性防止未經(jīng)授權(quán)的信息截留（在信息傳輸過程中的非法截?。Ａ私庵悄芸ㄐ畔踩ㄒ唬┩{信息安全的因素信息安全的目的就是保證數(shù)據(jù)信息在確定的時(shí)間內(nèi)，在確定的地點(diǎn)、條件下只能（可以）被確定的人（或一組人）所使用。一般來講，威脅信息安全的因素主要來自以下兩個(gè)方面。（1）人為的威脅，具有主動(dòng)性及蓄意性，此種威脅的英文術(shù)語稱為“Security”，是對(duì)信息安全的主要威脅，關(guān)系到信息的保密性、完整性、可獲取性及真實(shí)性等。（2）非人為的、客觀存在的對(duì)信息安全的威脅，主要表現(xiàn)為對(duì)信息載體的干擾、破壞等，如強(qiáng)磁場對(duì)存于磁性介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的威脅，此種威脅的英文術(shù)語稱為“Safety”，主要指信息的持久性、準(zhǔn)確性等。了解智能卡信息安全威脅信息安全的客觀因素是指客觀環(huán)境對(duì)智能卡的干擾和破壞，如電氣、靜電、輻射、腐蝕、塵污、溫度、濕度、磁場等因素，影響信息的持久性和準(zhǔn)確性。1威脅信息安全的客觀因素威脅信息安全的人為因素主要是指對(duì)信息保密性、完整性、可獲取性和真實(shí)性的人為蓄意或無意侵犯，是安全技術(shù)重點(diǎn)考慮防范的主要威脅對(duì)象。其具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。（1）截取智能卡與讀寫器間的信息流，分析、復(fù)制或插入假信號(hào)。（2）使用偽造卡。（3）交易過程中更換智能卡：開始插入合法卡，在讀寫器認(rèn)可后更換另一張卡（或假卡），使響應(yīng)信息（交易信息）寫入后者而非前者。2威脅信息安全的人為因素了解智能卡信息安全（4）對(duì)智能卡提供錯(cuò)誤信息，如更改信用余額和使用日期，以獲取最高授權(quán)金額等。（5）私自拆卸、改裝讀寫器，篡改數(shù)據(jù)。（6）對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行竊取和篡改。（7）發(fā)卡過程中，對(duì)發(fā)卡機(jī)構(gòu)人員安全管理的漏洞。（8）持卡人的非法使用。（二）智能卡的安全技術(shù)實(shí)際上，智能卡的安全技術(shù)就是主要針對(duì)上述幾點(diǎn)威脅因素而提出和實(shí)施的。智能卡的安全性可從以下3個(gè)方面逐步全面實(shí)施。智能卡用芯片的安全技術(shù)。智能卡卡片的安全制造技術(shù)。智能卡軟件的安全技術(shù)。了解智能卡信息安全I(xiàn)