物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用 課件 3.2 ID卡原理與識(shí)別

低頻RFID識(shí)別技術(shù)應(yīng)用ID卡原理與識(shí)別低頻RFID概述低頻RFID通訊原理常用ID卡常用閱讀器開發(fā)實(shí)踐項(xiàng)目場(chǎng)景ID卡全稱為身份識(shí)別卡（IdentifiCationCard），是一種不可寫入的感應(yīng)卡，含固定的編號(hào)。ID卡卡內(nèi)只有卡號(hào)，無任何保密功能，其“卡號(hào)”是公開、裸露的。ID卡用于智能門禁控制器，智能門鎖，考勤機(jī)系統(tǒng)等。以其通信高速性，使用方便性，成本日漸低廉等而被廣泛使用，給人們生活質(zhì)量帶來了很大的提高。任務(wù)目標(biāo)了解ID卡工作原理、分類與應(yīng)用、了解ID卡串口協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。通過實(shí)踐操作，掌握EM4100卡和T5577卡的讀取，掌握T5577卡的復(fù)制方法。低頻RFID概述RFID技術(shù)首先在低頻得到應(yīng)用和推廣。低頻RFID系統(tǒng)的工作頻率范圍為30kHz-300kHz，RFID常用的低頻工作頻率有125kHz和134.2kHz。低頻系統(tǒng)的特點(diǎn)是電子標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少，閱讀距離較短，電子標(biāo)簽外形多樣，天線方向性不強(qiáng)。目前低頻RFID系統(tǒng)比較成熟，有相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，主要用于距離短、數(shù)據(jù)量低的射頻識(shí)別系統(tǒng)。動(dòng)物識(shí)別工具識(shí)別汽車電子防盜資產(chǎn)管理門禁安全管理低頻RFID通訊原理RFID系統(tǒng)主要包含兩個(gè)部分，讀寫器（讀卡器）和電子標(biāo)簽（應(yīng)答器）。隨著應(yīng)用的不同，系統(tǒng)的組成也不同，但RFID系統(tǒng)工作的本質(zhì)是相同的。閱讀器發(fā)射信號(hào)，標(biāo)簽感應(yīng)到信號(hào)，并返回標(biāo)簽信號(hào)；閱讀器接收到標(biāo)簽返回的信號(hào)后，把信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。低頻RFID通訊原理電感耦合在決定無源標(biāo)簽的讀取范圍方面發(fā)揮著重要的作用。LF(低頻)和HF（高頻）RFID系統(tǒng)使用電感耦合。能量通過共享磁場(chǎng)從讀取器線圈傳送到應(yīng)答器（標(biāo)簽）線圈。低頻RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18000-2標(biāo)準(zhǔn)定義了低于135kHz空氣界面無線電頻率識(shí)別(RFID)設(shè)備操作用于項(xiàng)目管理的應(yīng)用程序。定義了讀寫器和應(yīng)答器之間的物理接口、協(xié)議、命令和防碰撞機(jī)制。標(biāo)準(zhǔn)包含兩種通信模式:TYPEA（全雙工),TYPEB（半全雙工)。ISO/IEC18000-2協(xié)議（部分標(biāo)準(zhǔn)）應(yīng)答器即電子標(biāo)簽由一個(gè)64位（bits）的唯一標(biāo)識(shí)符來唯一標(biāo)識(shí)。UID永久地由ID卡制造商設(shè)定。UID包括：8位（bits）MSB應(yīng)為'E0'；IC制造商編碼為8位（bits）；由制造商制定的48位（bits）唯一流水號(hào)。常用ID卡：EM4100卡EM4100芯片電路以交變磁場(chǎng)上的外部天線線圈為電能驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由線圈終端之一得到它的時(shí)鐘頻率。另一線圈終端受芯片內(nèi)部調(diào)制器影響,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍烷_關(guān)調(diào)制，向讀卡機(jī)傳送制造商預(yù)先程序排列的64bit信息和命令。參數(shù)存儲(chǔ)容量：64bit工作頻率：125KHz讀寫距離：2-15cm擦寫壽命：不限外形尺寸：ISO標(biāo)準(zhǔn)卡/厚卡封裝材料：PVC、ABS典型應(yīng)用：身份識(shí)別、考勤系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、財(cái)物標(biāo)識(shí)等EM4100卡內(nèi)數(shù)據(jù)格式EM4100卡的核心芯片由EMMicroelectronic（瑞士微電）公司生產(chǎn)。EM4100卡存儲(chǔ)64bits只讀數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式如下：EM4100卡數(shù)據(jù)格式EM4100卡與RFID讀卡器的交互過程中，按照上表的數(shù)據(jù)格式循環(huán)傳輸，連續(xù)9個(gè)1表示一次傳輸?shù)拈_始，每組5位中最后一位（P0~P9）是偶校驗(yàn)（每組5位中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)），在進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)的同時(shí)，確保了不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)9個(gè)1與傳輸開始標(biāo)志沖突。PC0~PC3為校驗(yàn)位，S0位停止位。以下為一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)情況，該卡的生產(chǎn)廠商標(biāo)志位為0x06，卡號(hào)為06001259E3（hex），對(duì)應(yīng)卡內(nèi)64位二進(jìn)制如下圖所示

常用ID卡：T5557卡T5557卡是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的多功能非接觸式R/W辨識(shí)集成電路，適用于125KHz頻率范圍。芯片連接一個(gè)天線線圈，線圈為芯片電路提供電力驅(qū)動(dòng)補(bǔ)給和雙向信息的溝通接口。天線和芯片一起構(gòu)成感應(yīng)卡片或標(biāo)簽。該芯片共有330bit的EPROM(分布為10個(gè)區(qū)塊,每個(gè)區(qū)塊33bit)，能從T5557讀寫器上被讀/寫。330bit安排在0和1頁的10個(gè)塊中，每個(gè)塊（包含被同時(shí)規(guī)劃的bit鎖塊位）有33bit。常用閱讀器形式讀寫器沒有一個(gè)確定的模式。根據(jù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能和設(shè)備制造商的生產(chǎn)習(xí)慣，讀寫器具有各種各樣的結(jié)構(gòu)和外觀形式。根據(jù)讀寫器外形和應(yīng)用場(chǎng)合，讀寫器可以分為固定式讀寫器、手持式讀寫器、工業(yè)讀寫器和讀卡器等。常用ID卡形式ISO標(biāo)準(zhǔn)ID卡的規(guī)格為：85.6x54x0.80±0.04mm（高/寬/厚），市場(chǎng)上也存在厚、薄卡或異型卡。ID厚卡：厚度1.8mm，是目前最經(jīng)濟(jì)的射頻IC卡片，印有ID號(hào)碼，帶有一個(gè)便攜孔，可以絲網(wǎng)印刷LOGO文字信息標(biāo)準(zhǔn)ID薄卡尺寸大小85.6x54x0.80±0.04mm，可以膠印、絲網(wǎng)印刷、打印照片等。異形卡尺寸大小形狀等不一，可以膠印、絲網(wǎng)印刷、打印照片等。項(xiàng)目實(shí)踐通過PC端上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)125K標(biāo)簽的讀卡、寫卡號(hào)、復(fù)制卡號(hào)操作。使用RFIDDemo軟件和使用串口工具都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)EM4100卡的讀卡操作和對(duì)T5577卡的讀寫操作。由于T5577卡內(nèi)存較大，且可以讀寫，因此可以使用T5577卡對(duì)EM4100卡內(nèi)信息復(fù)制從而達(dá)到復(fù)制卡號(hào)的目的。項(xiàng)目實(shí)踐實(shí)踐所用到平臺(tái)上的射頻模塊為125K&13.56M二合一模塊（Sensor-EL）。該模塊特點(diǎn)如下：125K&13.56M射頻模塊：接口UART(TTL)；支持卡片：EM4100、T5577、MIFARE系列。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)1.讀EM4100卡EM4100卡屬于ID卡，其卡號(hào)固定，在印刷時(shí)，廠商已經(jīng)將卡號(hào)噴印到卡片上，通過卡片上的數(shù)字只能讀取到卡內(nèi)部分卡號(hào)信息。使用USB線將讀寫器模塊與電腦連接，將讀寫器模塊的跳線跳至USB端。打開RFIDDemo軟件，在ID卡選項(xiàng)中選EM4100，打開串口，軟件將自動(dòng)設(shè)置串口號(hào)及波特率。點(diǎn)擊讀取卡號(hào)。其中，19為廠商代碼，00為固定位。6D202F可以通過卡片正面噴印的數(shù)字計(jì)算得出。讀取卡號(hào)為:19006D202F。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2.在ID卡選項(xiàng)中選EM4100，打開串口，軟件將自動(dòng)設(shè)置串口號(hào)及波特率。點(diǎn)擊讀取卡號(hào)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)3.串口操作讀取卡號(hào)那么RFIDDemo軟件是如何實(shí)現(xiàn)讀取卡號(hào)的？保持連線不變，關(guān)閉RFIDDemo軟件的串口。打開串口工具，將自動(dòng)設(shè)置串口號(hào)，波特率為115200、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位、無檢驗(yàn)，打開串口，選擇HEX發(fā)送以及HEX發(fā)送。其中CDDC為協(xié)議頭，0081為讀取卡片信息成功的返回命令，05為數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，19006D202F是讀取到的卡號(hào)信息，最后一位FF是校驗(yàn)位，將00810519006D202F進(jìn)行異或運(yùn)算可得出。發(fā)送：ABBA00150015在接收區(qū)收到：CDDC00810519006D202FFF。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)4.串口通信界面項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)5.向T5577卡寫入數(shù)據(jù)通過讀寫器模塊向T