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ic卡和射频卡的区别

2017-04-17
类别:业界动态
eye 227
文章创建人 拍明

       IC卡也称为射频卡,是射频卡的一种。一般把可读可写,频率是13.56MHz的射频卡称为IC卡,而只能读,频率是125KHz的射频卡称为ID卡,可以简单的理解为,IC卡可以写入数据,而ID卡则只能读卡芯片内的UID号,也就是内码号。

IC(Integrated Circuit Card,集成电路卡),也称智能卡(Smart card)、智慧卡(Intelligent card)、微电路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中,做成卡片形式。IC卡与读写器之间的通讯方式可以是接触式,也可以是非接触式。根据通讯接口把IC卡分成接触式IC卡、非接触式IC和双界面卡(同时具备接触式与非接触式通讯接口)IC卡由于其固有的信息安全、便于携带、比较完善的标准化等优点,在身份认证、银行、电信、公共交通、车场管理等领域正得到越来越多的应用,例如二代身份证,银行的电子钱包,电信的手机SIM卡,公共交通的公交卡、地铁卡,用于收取停车费的停车卡等,都在人们日常生活中扮演重要角色。

IC卡是继磁卡之后出现的又一种信息载体。IC卡是指集成电路卡,一般用的公交车卡就是IC卡的一种,一般常见的IC卡采用射频技术与支持IC卡的读卡器进行通讯。IC卡与磁卡是有区别的,IC卡是通过卡里的集成电路存储信息,而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。IC卡的成本一般比磁卡高,但保密性更好。

非接触式IC卡又称射频卡,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。主要用于公交、电信、银行、车场管理等领域。主要的功能包括安全认证,电子钱包,数据储存等。常用的门禁卡、二代身份证属于安全认证的应用,而银行卡、地铁卡等则是利用电子钱包功能。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LC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;在这个电容的另一端,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。

制作流程IC卡制作流程分为:IC卡从设计到发行,可归纳成以下几个步骤:系统设计根据应用系统对卡的功能和安全的要求设计卡内芯片(或考虑设计通用芯片),并根据工艺水平和成本对智能卡的MPU、存储器容量和COS提出具体要求,或对逻辑加密卡的逻辑功能和存储区的分配提出具体要求。卡内集成电路设计其设计过程与ASIC(专用集成电路)的设计类似,包括逻辑设计、逻辑模拟、电路设计、电路模拟、版图设计和正确性验证等,可借助于WorkviewMentorCadence等计算机辅助设计工具来完成。对于智能卡,在国外经常采用工业标准微处理器作为核心,调整存储器的种类和容量,而不必重新设计。比较可行的办法是,由国内设计COS,由国外半导体厂家生产芯片,为可靠起见,这些芯片应该有自保护能力。软件设计(仅适于智能卡)包括COS和应用软件的设计,有相应的开发工具可供选用。由于智能卡的安全性与COS有关,因此在国家重要经济部门和机密部门使用的智能卡,应写入中国自行设计的COS

芯片制造在单晶硅圆片上制作电路设计者将设计好的版图或COS代码提交给芯片制造厂。制造厂根据设计与工艺过程的要求,产生多层掩膜版。在一个圆片上可制作几百~几千个相互独立的电路,每个电路即为一个小芯片。小片上除有按IC卡标准(8个触点)设计的压焊块外,还应有专供测试用的探针压块,但要注意这些压块是否会给攻击者以可乘之机。测试并在E2PROM中写入信息利用带测试程序的计算机控制探头测试圆片上的每个芯片。在有缺陷的芯片上做标记,在测试合格的芯片中写入制造厂代号等信息。如用户需要制造厂在E2PROM中写入内容,也可在此时进行。运输码也可在此时写入。运输码是为了防止卡片在从制造厂运输到发行商的途中被窃而采取的防卫措施,是仅为制造厂和发行商知道的密码。

发行商接收到卡片后要首先核对运输码,如核对不正确,卡将自锁,烧断熔丝。磨割圆片厚度要符合IC卡的规定,研磨后将圆片切割成众多小芯片。造微模块将制造好的芯片安装在有8个触点的印制电路薄片上,称作微模块。卡片制造将微模块嵌入卡片中,并完成卡片表面的印刷工作。卡初始化先核对运输码。如为逻辑加密卡,运输码可由制造厂写入用户密码区,发行商核对正确后改写成用户密码对于智能卡,在此时可进行写入密码、密钥、建立文件等操作。操作完毕,将熔丝烧断。此后该卡片进入用户方式,而且永远也不能回到以前的工作方式,这样做也是为了保证卡的安全。

处理发行发行商通过读写设备对卡进行个人化处理,根据应用要求写入一些信息。完成以上这些过程的卡,就成为一张能唯一标识用户的卡,即可交给用户使用。关键技术IC卡核心是集成电路芯片,是利用现代先进的微电子技术,将大规模集成电路芯片嵌在一块小小的塑料卡片之中。其开发与制造技术比磁卡复杂得多。IC卡主要技术包括硬件技术、软件技术及相关业务技术等。硬件技术一般包含半导体技术、基板技术、封装技术、终端技术及其他零部件技术等;而软件技术一般包括应用软件技术、通信技术、安全技术及系统控制技术等。EEPROM技术电擦除式可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)IC卡技术的核心。该技术使晶体管密度增大,改善了性能,增加了容量,达到在同样面

市面上的各种IC卡 积上存储更大数据量的目的。作为数据或程序的存储空间,EEPROM的数据可以至少保持 10年的时间,擦写次数达10万次以上。EEPROM技术还提供了很大的灵活性,通过设置不可修改的标志位,能够将EEPROM单元转变成可编程只读存储器、只读存储器或不可读的保密存储单元。该技术的先进性使得带有保密存储器的IC卡得到快速发展和应用。例如,在各种收费系统(公用电话、电表、公路收费等等)及访问控制等领域获得了广泛的应用。以EEPROM为核心的 CPU卡也广泛应用于移动电话、银行部门、多应用卡及要求有公共密钥算法的高安全性应用领域。RFID技术射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种利用电磁波进行信号传输IC卡 的识别方法,被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置。RFID系统使用的通信频段范围为<135kHz>300MHzGHz级。射频识别IC卡是一种使用电磁波和非触点来与终端通信的 IC卡。使用此卡时,不需要把卡片插入到特定读写器插槽之中。一般来说,通信距离在几厘米至1米范围内。

射频识别卡使用得较多,而且发展潜力较大。射频识别IC卡有主动式和被动式之分。主动式卡是指卡片需要主动靠近读卡器,用户需要将卡在读卡器上读卡区内读取卡上信息才完成交易;被动式卡不用出示卡片,只要走过读卡器的范围,即可读取卡上的信息,完成交易。加密技术IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技术,不仅可以验证信息的正确性,同时还能检查通信双方身份的合法性,从而保证信息传送的安全性。这是通过IC卡中存储的银行密钥与读卡器兼黑盒子中存储的银行密钥的相互校验来实现的,从而保证了持卡者本身和读卡器双方都具有合法身份。总之,采用先进的加密技术后,不仅具有高度安全性、严谨性,还具有灵活便捷、成本低等优势。

除上述技术之外,还有Java卡技术、ICISO标准化技术、IC卡生物认证技术及数据压缩技术等软、硬件新技术。接口标准IC卡读写器要能读写符合ISO7816标准的IC卡。IC卡接口电路作为IC卡与IFD内的CPU进行通信的唯一通道,为保证通信和数据交换的安全与可靠,其产生的电信号必须满足严格的时序要求。时序要求IC卡接口电路对IC卡插入与退出的识别,即卡的激活和释放,有很严格的时序要求。如果不能满足相应的要求,IC卡就不能正常进行操作;严重时将损坏IC卡或IC卡读写器。(1)激活过程为启动对卡的操作,接口电路应按图1所示顺序激活电路:

IC卡刷卡器 ◇RST处于L状态;◇根据所选择卡的类型,对VCC加电A类或B类,◇VPP上升为空闲状态;◇接口电路的I/O应置于接收状态;◇IC卡的CLK提供时钟信号(A类卡15MHzB类卡14MHz)。在t’a时间对IC卡的CLK加时钟信号。I/O线路应在时钟信号加于CLK200个时钟周期(ta)内被置于高阻状态Z(ta 时间在t’a之后)。时钟加于CLK后,保持RST为状态L至少400周期(tb)使卡复位(tbt’a之后)。在时间t’bRST被置于状态HI/O上的应答应在RST上信号上升沿之后的400~40 000个时钟周期(tc)内开始(tct’b之后)。在RST处于状态H的情况下,如果应答信号在40 000个时钟周期内仍未开始,RST上的信号将返回到状态L,且IC卡接口电路对IC卡产生释放。

图示1 (2)释放过程当信息交换结束或失败时(例如,无卡响应或卡被移出),接口电路应按图2所示时序释放电路:◇RST应置为状态L;◇CLK应置为状态L(除非时钟已在状态L上停止);◇VPP应释放(如果它已被激活);◇I/O应置为状态A(td时间内没有具体定义);◇VCC应释放。电源电压IC卡接口电路应能在表1规定的电压范围内,向IC卡提供相应稳定的电流。时钟信号IC卡接口电路向卡提供时钟信号。时钟信号的实际频率范围在复位应答期间,应在以下范围内:A类卡,时钟应在15MHz;B类卡,时钟应在14MHz

图示2 复位后,由收到的ATR(复位应答)信号中的F(时钟频率变换因子)D(比特率调整因子)来确定。时钟信号的工作周期应为稳定操作期间周期的40%60%。当频率从一个值转换到另一个值时,应注意保证没有比短周期的40%更短的脉冲。驱动模块(1)数据结构的确定编辑头文件ICDATA.H,确定在驱动模块程序中应用的公用数据结构。驱动模块的最终目的是读取和写入卡数据处理,所以规范整齐的数据结构是必须的。可以定义一个数据结构体来实现

图示3 卡数据的存储区域、数据地址索引、控制标志位等,如右图图示:这样在驱动模块中,只需要STruct ICDATA iccdata;一条语句便可定义全部的卡处理数据结构定义;Ic_fops则定义了设备操作映射函数结构。从这个数据结构看,我们实现了IC卡设备的打开、读、写和监控函数。(2)硬件接口控制线控制子函数以开发的硬件系统平台为例的硬件控制接口操作函数之一,用于控制IC卡的复位信号置。针对不同硬件平台,函数内部操作方法不尽相同。类似的其它操作函数还有:模块初始化函数是模块开发过程中必不可少的处理函数,用于实现设备的初始化、中断初始化及处理、设备注册等。在上面函数中,首先应用Initicdata实现了卡数据的初始化,然后定义了队列数据。再进行了中断处理函数的绑定、中断申请以及中断初始化。最后实现了IC卡字符设备的申请,设备名为IC。产品分类按结构分存储器卡其内嵌芯片相当于普通串行EEPROM存储器,这类卡信息存储方便,使用简单,价 格便宜,很多场合可替代磁卡,但由于其本身不具备信息保密功能,因此,只能用于保密性要求不高的应用场合。

IC卡 逻辑加密卡加密存储器卡内嵌芯片在存储区外增加了控制逻辑,在访问存储区之前需要核对密码,只有密码正确,才能进行存取操作,这类信息保密性较好,使用与普通存储器卡相类似。CPUCPU卡内嵌芯片相当于一个特殊类型的单片机,内部除了带有控制器、存储器、时序控制逻辑等外,还带有算法单元和操作系统。由于CPU卡有存储容量大、处理能力强、信息存储安全等特性。广泛用于信息安全性要求特别高的场合。超级智能卡在卡上具有MPU和存储器并装有键盘、液晶显示器和电源,有的卡上还具有指纹识别装置等。按界面分接触式IC卡该类卡是通过IC卡读写设备的触点与IC卡的触点接触后进行数据的读写。国际标准ISO7816对此类卡的机械特性、电器特性等进行了严格的规定。非接触式IC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(例如光或无线技术)。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ISO10536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。应用领域IC卡的开发、研制与应用是一项系统工程,涉及到计算机、通讯、网络、

IC卡 软件、卡的读写设备、应用机具等多种产品领域的多种技术学科。因此,全球IC卡产业在技术、市场及应用的竞争中迅速发展起来。IC卡已是当今国际电子信息产业的热点产品之一,除了在商业、医疗、保险、交通、能源、通讯、安全管理、身份识别等非金融领域得到广泛应用外,在金融领域的应用也日益广泛,影响十分深远。IC卡虽然进入中国较晚,但在政府的大力支持下,发展迅速。1995年底,国家金卡办为统筹规划全国IC卡的应用,组织拟定了 (金卡工程非银行卡应用总体规划)。为保证IC卡的健康发展,在国务院金卡办的领导下,信息产业部、公安部、卫生部、国家工商管理局等各个部委纷纷制定了IC卡在本行业的发展规划。

银行业IC卡既可以由银行独自发行,又可以与各企事业单位合作发行联名卡。这种联名卡形成银行IC卡的专用钱包账户。例如,医疗保险专用钱包不得消费,不得提取现金,只能在指定医院等场所使用。当前,联名卡主要有保险卡、财税卡、交通卡、校园卡等多种。由于IC卡既方便又快捷,因此在发达国家已相当流行。亚特兰大奥运会期间,大量采用IC卡电子钱包,以支付交通、通讯、税收等费用。电信行业电信通用版ICIC电话卡也叫集成电路卡,在其卡面上镶嵌着一个集成电路(IC)芯片。

使用IC电话卡插入电话机读卡器,实现通话,并由话机自动削减卡内储值的公用电话叫IC卡公用电话,相应的电话卡叫IC电话卡。在卡市中众多IC卡以IC纪念卡为收藏热门。收费系统IC卡收费系统包括电费、水费、煤气费、通信费、停车费等各种消费资源费用的收取,该类系统可以提高管理效率和可靠性。通过预先收费,可以增加管理部门的可用资金,为居民提供优质服务,改变对资源先消费后收费的不合理状况。对于用户而言,IC卡收费可消除收费人员入户的骚扰和准备现金零钱的烦恼;同时,还有利于用户根据自家用电、用水、用煤气的情况,进行计划消费。停车管理专业车场管理系统,大部分都是采用IC卡管理车辆进出,作为车辆出入凭证。医疗保险随着中国医疗体制的改革,居民持保险公司发行的IC卡到医院就医,就医费用将由保险公司支付。医疗IC卡除了具有医疗费用的支付功能外,卡内还可以存储病人的病历。

病人看病可以到不同的医院,医生可根据卡内的病历信息快速进行诊断和治疗。公共交通乘客持公交管理部门发行的预先付费IC卡乘车,上车时只需在汽车门口的收费机前晃一下,收费机自动完成收费。这样,能有效地减少上下车时间,加快车辆周转速度,提高管理效益,杜绝贪污、假币现象。还有交警管理系统、工商管理系统、IC卡电子门锁、IC卡税务管理系统、高速公路收费系统等多种IC卡应用系统。产品前景数据监测中心数据显示,随着城市化进程加快、金卡工程等项目的大力实施,再加上IC卡的下游产业如银行、通信、交通等行业均保持较快发展,IC卡的需求也将持续增长,并有加快之势。

该中心预测,到2016IC卡行业市场规模将达到185亿元。从上世纪80年代起,中国城市化以空前之势兴起,一如大潮澎湃。改革前,中国设市城市只有172个,如今已增至668个,建制镇从2800多个增至18000多个;城市化水平从20%提高到29%。到2011年,国设市城市超过1000个,镇超过20000;城市化水平将达到40%左右。随着经济、社会的发展,城市化是必然的趋势,也是城市现代化所必须的先导。产品优劣卡片优点IC卡的外形与磁卡相似,它与磁卡的区别在于数据存储的媒体不同。磁卡是通过卡上磁条的磁场变化来存储信息的,而IC卡是通过嵌入卡中的电擦式可编程只读存储器集成电路芯片(EEPROM)来存储数据信息的。因此,与磁卡相比较,IC卡具有以下优点:

IC1、存储容量大。磁卡的存储容量大约在200个字符;IC卡的存储容量根据型号不同,小的几百个字符,大的上百万个字符。2、安全保密性好,不容易被复制,IC卡上的信息能够随意读取、修改、擦除,但都需要密码。3CPU卡具有数据处理能力。在与读卡器进行数据交换时,可对数据进行加密、解密,以确保交换数据的准确可靠;而磁卡则无此功能。4、使用寿命长,可以重复充值。5IC卡具有防磁、防静电、防机械损坏和防化学破坏等能力,信息保存年限长,读写次数在数万次以上。6IC卡能广泛应用于金融、电信、交通、商贸、社保、税收、医疗、保险等方面,几乎涵盖所有的公共事业领域。卡片缺点IC卡的缺点是制造成本高。射频识别,RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频的话,一般是微波,1-100GHz,适用于短距离识别通信。RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如:图书馆,门禁系统,食品安全溯源等。射频标签是产品电子代码(EPC)的物理载体,附着于可跟踪的物品上,可全球流通 并对其进行识别和读写。RFID(Radio Frequency Identification)技术作为构建物联网的关键技术近年来受到人们的关注。RFID 技术早起源于英国,应用于第二次世界大战中辨别敌我飞机身份,20 世纪 60 年代开始商用。

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RFID 技术 是一种自动识别技术,美国国防部规定 2005 1 1 日以后,所有军需物资都要使用 RFID 标签;美国食品与药品管理局(FDA)建议制药商从 2006 年起利用 RFID 跟踪常 造假的药品。WalmartMetro 零售业应用 RFID 技术等一系列行动更是推动了 RFID 在全 世界的应用热潮。2000 年时,每个 RFID 标签的价格是 1 美元。许多研究者认为 RFID 标 签非常昂贵,只有降低成本才能大规模应用。2005 年时,每个 RFID 标签的价格是 12 美分 左右,现在超高频 RFID 的价格是 10 美分左右。RFID 要大规模应用,一方面是要降低 RFID 标签价格,另一方面要看应用 RFID 之后能否带来增值服务。欧盟统计办公室的统计数据表明,2010 年,欧盟有 3%的公司应用 RFID 技术,应用分布在身份证件和门禁控制、供应 链和库存跟踪、汽车收费、防盗、生产控制、资产管理。定义射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车,厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上,方便对牲畜与宠物的积极识别(积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份)。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分,汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。

某些射频标签附在衣物、个人财物上,甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息,这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。概念从概念上来讲,RFID类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。结构从结构上讲RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。近况最初在技术领域,应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块,近些年,由于射频技术发展迅猛,应答器有了新的说法和含义,又被叫做智能标签或标签。RFID电子标签的阅读器通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。

RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。在未来,RFID技术的飞速发展对于物联网领域的进步具有重要的意义。组成部分应答器:由天线,耦合元件及芯片组成,一般来说都是用标签作为应答器,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。阅读器:由天线,耦合元件,芯片组成,读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式rfid读写器或固定式读写器。应用软件系统 :是应用层软件,主要是把收集的数据进一步处理,并为人们所使用。特点射频技术射频识别系统最重要的优点是非接触识别,它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签,并且阅读速度极快,大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容的标准。射频识别系统的主要厂商提供的都是专用系统,导致不同的应用和不同的行业采用不同厂商的频率和协议标准,这种混乱和割据的状况已经制约了整个射频识别行业的增长。许多欧美组织正在着手解决这个问题,并已经取得了一些成绩。标准化必将刺激射频识别技术的大幅度发展和广泛应用。

适用性物流管理的本质是通过对物流全过程的管理,实现降低成本和提高服务水平两个目的。如何以正确的成本和正确的条件,去保证正确的客户在正确的时间和正确的地点,得到正确的产品,成为物流企业追求的最高目标。一般来说,企业存货的价值要占企业资产总额的25%左右,占企业流动资产的50%以上。所以物流管理工作的核心就是对供应链中存货的管理。在运输管理方面采用射频识别技术,只需要在货物的外包装上的安装电子标签,在运输检查站或中转站设置阅读器,就可以实现资产的可视化管理。与此同时,货主可以根据权限,访问在途可视化网页,了解货物的具体位置,这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。性能特点1.快速扫描。RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签!

2.体积小型化、形状多样化。RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制,不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外,RFID标签更可往小型化与多样形态发展,以应用于不同产品。  3.抗污染能力和耐久性。传统条形码的载体是纸张,因此容易受到污染,但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外,由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上,所以特别容易受到折损;RFID卷标是将数据存在芯片中,因此可以免受污损。  4.可重复使用。现今的条形码印刷上去之后就无法更改,RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据,方便信息的更新。  5.穿透性和无屏障阅读。在被覆盖的情况下,RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质,并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下,才可以辨读条形码。

6.数据的记忆容量大。一维条形码的容量是50Bytes,二维条形码最大的容量可储存23000字符,RFID最大的容量则有数MegaBytes.随着记忆载体的发展,数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大,对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。

7.安全性。由于RFID承载的是电子式信息,其数据内容可经由密码保护,使其内容不易被伪造及变造。  RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率,还可以让销售企业和制造企业互联,从而更加准确地接收反馈信息,控制需求信息,优化整个供应链。工作原理RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统, 是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量,用以驱动电路将内部的数据送出,此时Reader便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成:感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种式,而较高频大多采用第二种方式。阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。

阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中,可进一步通过EthernetWLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体,应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。产品分类RFID技术中所衍生的产品大概有三大类:无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。无源RFID产品发展最早,也是发展最成熟,市场应用最广的产品。比如,公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等,这个在我们的日常生活中随处可见,属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ,超高频915MHZ。有源RFID产品,是最近几年慢慢发展起来的,其远距离自动识别的特性,决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域,如智能监狱,智能医院,智能停车场,智能交通,智慧城市,智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起,属于远距离自动识别类。

产品主要工作频率有超高频433MHZ,微波2.45GHZ5.8GHZ。有源RFID产品和无源RFID产品,其不同的特性,决定了不同的应用领域和不同的应用模式,也有各自的优势所在。但在本系统中,我们着重介绍介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID产品,该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体,在门禁进出管理,人员精确定位,区域定位管理,周界管理,电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。半有源RFID产品,结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势,在低频125KHZ频率的触发下,让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术,也可以叫做低频激活触发技术,利用低频近距离精确定位,微波远距离识别和上传数据,来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。简单的说,就是近距离激活定位,远距离识别及上传数据。优势RFID是一项易于操控,简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术。可自由工作在各种恶劣环境下:短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,可以替代条码,例如用在工厂的流水线上跟踪物体;长距射频产品多用于交通上,识别距离可达几十米,如自动收费或识别车辆身份等。射频识别系统主要有以下几个方面系统优势:  读取方便快捷:数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更大,采用自带电池的主动标签时,有效识别距离可达到30米以上;  识别速度快:标签一进入磁场,解读器就可以即时读取其中的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别;  数据容量大:数据容量最大的二维条形码(PDF417),最多也只能存储2725个数字;若包含字母,存储量则会更少;RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数10K;

使用寿命长,应用范围广:其无线电通信方式,使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境,而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码;  标签数据可动态更改:利用编程器可以向标签写入数据,从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能,而且写入时间相比打印条形码更少;  更好的安全性:不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上,而且可以为标签数据的读写设置密码保护,从而具有更高的安全性;  动态实时通信:标签以与每秒50100次的频率与解读器进行通信,所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内,就可以对其位置进行动态的追踪和监控。接口协议空中接口空中接口通信协议规范 读写器与电子标签之间信息交互,目的是为 不同厂家生产设备之间的互联互通性。ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议,这种思想充分体现 标准统一的相对性,一个标准是对相当广泛的应用系统的共同需求,但不是所有应用系统的需求,一组标准可以满足更大范围的应用需求。ISO/IEC 18000-1 信息技术-基于单品管理的射频识别-参考结构和标准化的参数定义。它规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。这样每一个频段对应的标准不需要对相同内容进行重复规定。ISO/IEC 18000-2 信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于中频125134KHz,规定在标签和读写器之间通信的物理接口,读写器应具有与Type A(FDX)Type B(HDX)标签通信的能力;规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞方法。ISO/IEC 18000-3信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于高频段13.56MHz,规定 读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。关于防碰撞协议可以分为两种模式,而模式1又分为基本型与两种扩展型协议(无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议)。模式2采用时频复用FTDMA协议,共有8个信道,适用于标签数量较多的情形。ISO/IEC 18000-4信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于微波段2.45GHz,规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。

该标准包括两种模式,模式1是无源标签工作方式是读写器先讲;模式2是有源标签,工作方式是标签先讲。ISO/IEC 18000-6信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于超高频段860960MHz,规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeATypeBTypeC三种无源标签的接口协议,通信距离最远可以达到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的,并于20067月获得批准,它在识别速度、读写速度、数据容量、防碰撞、信息安全、频段适应能力、抗干扰等方面有较大提高。2006年递交 V4.0草案,它针对带辅助电源和传感器电子标签的特点进行 扩展,包括标签数据存储方式和交互命令。带电池的主动式标签可以提供较大范围的读取能力和更强的通信可靠性,不过其尺寸较大,价格也更贵一些。ISO/IEC 18000-7适用于超高频段433.92 MHz,属于有源电子标签。规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。

有源标签识读范围大,适用于大型固定资产的跟踪。数据标准数据内容标准主要规定数据在标签、读写器到主机(也即中间件或应用程序)各个环节的表示形式。因为标签能力(存储能力、通信能力)的限制,在各个环节的数据表示形式必须充分考虑各自的特点,采取不同的表现形式。另外主机对标签的访问可以独立于读写器和空中接口协议,也就是说读写器和空中接口协议对应用程序来说是透明的。RFID数据协议的应用接口基于ASN.1,它提供 一套独立于应用程序、操作系统和编程语言,也独立于标签读写器与标签驱动之间的命令结构。ISO/IEC 15961规定 读写器与应用程序之间的接口[3],侧重于应用命令与数据协议加工器交换数据的标准方式,这样应用程序可以完成对电子标签数据的读取、写入、修改、删除等操作功能。该协议也定义 错误响应消息。

ISO/IEC 15962规定 数据的编码、压缩、逻辑内存映射格式[3],再加上如何将电子标签中的数据转化为应用程序有意义的方式。该协议提供 一套数据压缩的机制,能够充分利用电子标签中有限数据存储空间再加上空中通信能力。ISO/IEC 24753扩展 ISO/IEC 15962数据处理能力[3],适用于具有辅助电源和传感器功能的电子标签。增加传感器以后,电子标签中存储的数据量再加上对传感器的管理任务大大增加 ,ISO/IEC 24753规定 电池状态监视、传感器设置与复位、传感器处理等功能。图1表明ISO/IEC 24753ISO/IEC 15962一起,规范 带辅助电源和传感器功能电子标签的数据处理与命令交互。它们的作用使得ISO/IEC 15961独立于电子标签和空中接口协议。ISO/IEC 15963规定 电子标签唯一标识的编码标准[5],该标准兼容ISO/IEC 7816-6ISO/TS 14816EAN.UCC标准编码体系、INCITS 256再加上保留对未来扩展。注意与物品编码的区别,物品编码是对标签所贴附物品的编码,而该标准标识的是标签自身。实时定位实时定位系统可以改善供应链的透明性[8],船队管理、物流和船队安全等。RFID标签可以解决短距离尤其是室内物体的定位,可以弥补GPS等定位系统只能适用于室外大范围的不足。GPS定位、手机定位再加上RFID短距离定位手段与无线通信手段一起可以实现物品位置的全程跟踪与监视。正在制订的标准有:ISO/IEC 24730-1 应用编程接口API,它规范 RTLS服务功能再加上访问方法,目的是应用程序可以方便地访问RTLS系统,它独立于RTLS的低层空中接口协议。ISO/IEC 24730-2 适用于2450MHzRTLS空中接口协议。它规范 一个网络定位系统,该系统利用RTLS发射机发射无线电信标,接收机根据收到的几个信标信号解算位置。发射机的许多参数可以远程实时配置。ISO/IEC 24730-3适用于433MHRTLS空中接口协议。内容与第2部分类似。

基本架构2006ISO/IEC开始重视RFID应用系统的标准化工作,将ISO/IEC 24752调整为6个部分并重新命名为ISO/IEC 24791。制定该标准的目的是对RFID应用系统提供一种框架,并规范 数据安全和多种接口,便于RFID系统之间的信息共享;使得应用程序不再关心多种设备和不同类型设备之间的差异,便于应用程序的设计和开发;能够支持设备的分布式协调控制和集中管理等功能,优化密集读写器组网的性能。该标准主要目的是解决读写器之间再加上应用程序之间共享数据信息,随着RFID技术的广泛应用RFID数据信息的共享越来越重要。技术标准早在二十世纪九十年代,ISO/IEC已经开始制定集装箱标准ISO 10374标准,后来又制定集装箱电子官方标准ISO 18185,动物管理标准ISO 11784/5ISO 14223等。随着RFID技术的应用越来越广泛,ISO/IEC认识到需要针对不同应用领域中所涉及的共同要求和属性制定通用技术标准,而不是每一个应用技术标准完全独立制定,这就是上一节的通用技术标准。在制定物流与供应链ISO 1736317367系列标准时,直接引用ISO/IEC 18000系列标准。通用技术标准提供的是一个基本框架,而应用标准是对它的补充和具体规定,这样既保证 不同应用领域RFID技术具有互联互通与互操作性,又兼顾 应用领域的特点,能够很好地满足应用领域的具体要求。应用技术标准与用户应用系统的区别,应用技术标准针对一大类应用系统的共同属性,而用户应用系统针对具体的一个应用。如果用面向对象分析思想来比喻的话,把通用技术标准看成是一个基础类,则应用技术标准就是一个派生类。集装箱ISO TC 104技术委员会专门负责集装箱标准制定,是集装箱制造和操作的最高权威机构。与RFID相关的标准,由第四子委员会(SC4)负责制定。

包括如下标准:1)ISO 6346 集装箱编码、ID和标识符号,1995制订该标准提供集装箱标识系统。集装箱标识系统用途很广泛,比如在文件、控制和通信(包括自动数据处理),象集装箱本身显示一样。在集装箱标识中的强制标识再加上在自动设备标识AEI(Automatic Equipment Identification)和电子数据交换EDI(Electronic Data Interchange)应用的可选特征。该标准规定集装箱尺寸、类型等数据的编码系统再加上相应标记方法,操作标记和集装箱标记的物理展示。2)ISO 10374 集装箱自动识别标准,1991制订,1995年修订该标准基于微波应答器的集装箱自动识别系统,是把集装箱当作一个固定资产来看。应答器为有源设备,工作频率为850MHz950Mhz2.4GHz2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz20kHz之间被调制。因为它在1991年制定,还没有用RFID这个词,实际上有源应答器就是今天的有源RFID电子标签。此标准和ISO 6346共同应用于集装箱的识别,ISO 6346规定 光学识别,ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。3)ISO 18185,集装箱电子官方标准草案(陆、海、空)该标准是海关用于监控集装箱装卸状况[9],包含7个部分,它们是:空中接口通信协议、应用要求、环境特性、数据保护、传感器、信息交换的消息集、物理层特性要求。以上两个标准涉及到的空中接口协议并没有引用ISO/IEC 18000系列空中接口协议,主要原因它们的制定时间早于ISO/IEC 18000系列空中接口协议。物流管理为使RFID能在整个物流供应链领域发挥重要作用,ISO TC 122包装技术委员会和ISO TC 104货运集装箱技术委员会成立联合工作组JWG,负责制定物流供应链系列标准。工作组按照应用要求、货运集装箱、装载单元、运输单元、产品包装、单品五级物流单元,制定六个应用标准。1)ISO 17358 应用要求这是供应链RFID的应用要求标准,由TC 122技术委员会主持,正在制订过程中。该标准定义 供应链物流单元各个层次的参数,定义 环境标识和数据流程。2)ISO 1736317367系列标准供应链RFID物流单元系列标准分别对货运集装箱、可回收运输单元、运输单元、产品包装、产品标签的RFID应用进行规范。该系列标准内容基本类同,如空中接口协议采用ISO/IEC 18000系列标准。在具体规定上存在差异,分别针对不同的使用对象做 补充规定,如使用环境条件、标签的尺寸、标签张贴的位置等特性,根据对象的差异要求采用电子标签的载波频率也不同。货运集装箱、可回收运输单元和运输单元使用的电子标签一定是重复使用的,产品包装则要根据实际情况而定,而产品标签来说通常是一次性的。

另外还要考虑数据的完整性、可视识读标识等。可回收单元在数据容量、安全性、通信距离要求较高。这个系列标准正在制订过程中。这里需要注意的是ISO 10374ISO 18185ISO 17363三个标准之间的关系,它们都针对集装箱,但是ISO 10374是针对集装箱本身的管理,ISO 18185是海关为监视集装箱,而ISO 17363是针对供应链管理目的而在货运集装箱上使用可读写的RFID标识标签和货运标签。动物管理ISO TC 23/SC 19负责制订动物管理RFID方面标准,包括ISO 11784/11785ISO 14223三个标准。ISO 11784 编码结构它规定动物射频识别码的64位编码结构,动物射频识别码要求读写器与电子标签之间能够互相识别。通常由包含数据的比特流再加上为 保证数据正确所需要的编码数据。代码结构为64位,其中的2764位可由各个国家自行定义。零售商据Sanford C.Bernstein公司的零售业分析师估计,通过采用RFID,沃尔玛每年可以节省83.5亿美元,其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。尽管另外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观,但毫无疑问,RFID有助于解决零售业两个最大的难题:商品断货和损耗(因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品),而单是盗窃一项,沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元,如果一家合法企业的营业额能达到这个数字,就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计,这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。典型应用物流和供应管理、生产制造和装配 、航空行李处理、邮件/快运包裹处理 、文档追踪/图书馆管理、动物身份标识 、运动计时、门禁控制/电子门票 、道路自动收费、一卡通、仓储中塑料托盘、周转筐中等读写设备只有当有读写设备时,RFID才能发挥其作用。RFID读写设备有RFID读卡器,RFID读写模块等。这些设备可以将RFID的数据读取或写入,读卡器连接的识别系统有密钥芯片,能做到很好的加密。射频识别

射频识别技术(2) 射频识别技术,是20世纪80年代发展起来的一种新兴自动识别技术,射频识别技术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。原理射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递),在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)1948年哈里斯托克曼发表的"利用反射功率的通信"奠定了射频识别技术的理论基础生产商南宁新歌山电子科技有限公司是一家专业从事物联网关键技术—RFID电子标签、射频识别(RFID)读写系统及电子标签专用集成电路的研发、生产、销售及应用为一体的高新技术企业。新歌山科技致力于为全球用户提供RFID整体应用解决方案。社交关联通常活动上都会分发NFC腕带,但你也可以使用其它类型的高频收发器或超高频标签,同时还需要与收发器匹配的RFID读取器。软件方面,需要一个应用,可以将RFID收发器上的序列号与用户社交媒体的网站凭证关联起来。同时还需要一个应用程序接口,能通过读取标签这一活动自动登录Facebook或其它社交媒体。  一般,活动方可以让访客登录后在特定读取器上触碰收发器来启动这个动作。至于照片,通常需要设置专门的读写器让用户通过触碰收发器拍照并自动上传到活动Facebook页面!标签类别

电子标签(2) RFID backscatter.RFID标签分为被动、半被动(也称作半主动)、主动三类。被动式被动式标签没有内部供电电源。其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动,这些电磁波是由RFID读写器发出的。当标签接收到足够强度的讯号时,可以向读写器发出数据。这些数据不仅包括ID(全球唯一标示ID),还可以包括预先存在于标签内EEPROM中的数据。由于被动式标签具有价格低廉,体积小巧,无需电源的优点。市场的RFID标签主要是被动式的。半主动式一般而言,被动式标签的天线有两个任务,第一:接收读写器所发出的电磁波,藉以驱动标签IC;第二:标签回传信号时,需要靠天线的阻抗作切换,才能产生01的变化。问题是,想要有最好的回传效率的话,天线阻抗必须设计在开路与短路,这样又会使信号完全反射,无法被标签IC接收,半主动式标签就是为了解决这样的问题。半主动式类似于被动式,不过它多了一个小型电池,电力恰好可以驱动标签IC,使得IC处于工作的状态。这样的好处在于,天线可以不用管接收电磁波的任务,充分作为回传信号之用。比起被动式,半主动式有更快的反应速度,更好的效率。主动式与被动式和半主动式不同的是,主动式标签本身具有内部电源供应器,用以供应内部IC所需电源以产生对外的讯号。

一般来说,主动式标签拥有较长的读取距离和较大的记忆体容量可以用来储存读写器所传送来的一些附加讯息。射频识别技术包括了一整套信息技术基础设施,包括:射频识别标签,又称射频标签、电子标签,主要由存有识别代码的大规模集成线路芯片和收发天线构成,主要为无源式,使用时的电能取自天线接收到的无线电波能量;射频识别读写设备以及 与相应的信息服务系统,如进存销系统的联网等。将射频识别技术与条码(Barcode)技术相互比较,射频类别拥有许多优点,如:可容纳较多容量、通讯距离长、难以复制、对环境变化有较高的忍受能、可同时读取多个标签等。相对地有缺点,就是建置成本较高。不过透过该技术的大量使用,生产成本就可大幅降低。技术发展发展进程1940-1950年:雷达的改进和应用催生了射频识别技术,1948年奠定了射频识别技术的理论基础。1950-1960年:早期射频识别技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。1960-1970年:射频识别技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。1970-1980年:射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期,各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。1980-1990年:射频识别技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。1990-2000年:射频识别技术标准化问题日趋得到重视,射频识别产品得到广泛采用,射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。2000年后:标准化问题日趋为人们所重视,射频识别产品种类更加丰富,有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低,规模应用行业扩大。射频识别射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。

 


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