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处于E时代的今天,我们看到社会进入了信息盛世时代。IC(集成电路)智能卡以其小巧、使用便捷、安全性高 等特点正在并已经融入当今信息技术的主流。随着信息流量的不断增大和信息处理速度的不断提高的需求,非接触
IC卡以其特有的优势,在IC卡行业已成为一个耀眼的亮点。
一、 非接触IC卡概念及特点
非接触IC卡又称射频卡,是世界上近几年发展起来的一项新技术,同时也是射频识别技术和IC卡技术有机结合的
产物。
非接触卡属于半导体卡。半导体卡片采用微电子技术进行信息的存储、处理。按照其组成结构,非接触卡可以分为一般存储卡、加密存储卡、CPU卡和超级智能卡;根据不同的载波频率,非接触式IC卡可分为高频卡(915MHz、
2.45GHz、5.8GHz)和低频卡(125KHz、13.56MHz)。载波频率为13.56MHz的非接触卡根据不同的工作距离对应
有不同的国际标准,如表1所示。
ICC 读写器 国际标准 读写距离
CICC CCD ISO/IEC10536 <2mm
PICC PCD ISO/ICE14443 <10cm
VICC VCD ISO/IEC15693 <50cm
其中:
CICC--Close -CoupledICC 紧贴式IC卡
PICC--Proximity ICC 邻近式IC卡
VICC--Vicinity ICC 接近式
CD--为Coupling Device 是读写器中发射电磁波的部分
目前市场上应用较多的是载波频率为13.56MHz、工作距离在2.5~10cm的非接触卡,其国际标准ISO/ICE14443。
根据信号发送和接收方式的不同,ISO/IEC14443定义了TYPEA、TYPEB两种卡型。它们的不同主要在于载波的调制深度(如图1所示)及二进制数的编码方式(图2所示)。
图1 TYPEA 100%调制与TYPEB 10%调制的比较
图2 TYPEA与TYPEB编码图
从读写机具向卡传送信号时,二者是通过13.56MHz的射频载波传送信号。TYPEA方案是同步、改进的Miller
编码方式,通过100% ASK传送;TYPEB 方案是异步、NRZ编码方式,通过用10% ASK 传送。
从卡向读写机具传送信号时,二者均通过调制载波传送信号。TYPEA 用847KHz的副载波传送Manchester
编码。
TYPEB通过847KHz的副载波传送信号,由BPSK 进行调制。
非接触式IC卡与传统的接触式IC卡相比,它在继承了接触式IC卡的优点的同时,如大容量、高安全性等,又克服了接触式IC卡无法避免的缺点,如不便的插拔卡操作过程;由于依赖于卡与卡头可靠接触的工作原理的限制,使读写故障率高;
由于触点外露而导致的污染、损伤、磨损、静电等对芯片造成的破坏等。非接触式IC卡完全密封的形式及无接触的工作方式, 使之免受外界不良因素的影响,
从而使用寿命完全接近IC芯片的自然寿命, 因而卡本身的使用频率和期限以及操作的便利性都大大的高于接触式IC卡。具有防冲突机制,读写机具可以同时对多张卡进行操作,也可以从多张卡里提取合法的一张卡进行操作,十分方便。可见,非接触式IC卡不仅代表卡技术发展多年的结晶,
也是卡的应用又提高到一个新阶段的里程碑。
二、 主要应用领域
非接触卡的应用正如雨后春笋般的应用于人类生活中的各个领域。主要为:
一) 身份识别
卡片里存储个人或集体身份信息,甚至生物特征信息,如指纹,照片等,能自由读,只有通过一定的权限后才能写,这与一般的证卡比较,具有更高的防伪性,而且能存储更多的信息,便于管理。我国第二代公民身份证将采用非接触IC卡,之中放入生物信息及身份信息,以进一步加强防伪,同时便于全国实时管理。
二) 公交、高速公路收费
公交、高速公路收费系统中应用非接触IC卡进行收费,控制交易时间不超过200毫秒,公交车上,只要把装有卡片的皮包在读写器的天线附近晃一下,即可完成计费收费,几个人同时上车也没关系;高速公路上,不用停车,只要车通过计费、收费口,就可完成缴费过程,大大提高了工作效率,带来了极大的便利。
三) 门禁、考勤
通过非接触卡门禁系统,不仅可以完成门禁的功能,而且如果配以软件可以进行考勤等管理,为管理提供了自动
化手段,与接触式IC卡门禁、考勤系统比较,因为没有插拔卡的过程,操作很方便,也不必考虑定期更换读卡头等易磨损件,减少了维护量。
四) 一卡通
所谓"一卡通"是指一卡通用的意思,但是由于目前技术规范的限制和现有管理模式等局限性因素,一卡通只能是一定范围,一定领域中的一卡通。如智能住宅小区一卡通,实现门禁、消费、娱乐、物业管理等一卡多用的功能;办公楼、酒店、宾馆等一卡通可以实现门禁、消费、娱乐等一卡多用的功能。
五) 加油站收费应用
在加油站等这种油污多的应用环境中,非接触IC卡的使用应是首选方案。
六) 停车场
停车场应用非接触卡计费收费系统,既解放了劳动力,同时也提供了便利。
我国不同行业也对非接触IC卡在本行业应用的模式及技术要求作了规范。如建设行业IC卡应用规范,我国第二代公民身份证应用规范等。
三、 非接触IC卡应用发展趋势总结
回顾非接触IC卡应用历程及其技术特点,展望未来,作者给出以下几个预言与大家探讨。
一) 管理模式对非接触IC卡应用发展的趋势有重要影响。
IC卡在人类生活中的广泛应用,给我们的生活观念和管理模式带来了巨大的变革,如数字化的IC卡电子货币即将取消现在的纸币,有关部门或管理机构通过发行IC卡,使用IC卡系统,可以有效的提高工作效率和现代化管理水平。
同时为了促进信息技术的不断发展,使之更好的服务于人类生活,我们现用的一些管理模式限制现代技术发展也要进行改革,这是十分必要的。
二) 建立合理的应用规范是非接触IC卡应用发展的有利保障
为了持续有序的发展IC卡的应用技术,并且有效利用已有资源,避免重复浪费,提高应用的可靠性,通用性,降低成本,使应用发展井然有序,离不开规范的支持。目前ISO/IEC14443是一个国际通用的标准规范,但是其中涉及到许多国外专利,照搬其技术,可能会需支付大量的专利费,而作为一个用卡大国,这是一个相当可观的数目。为了保护民族利益,有关部门正在积极筹划制定符合我国国情的不涉及国外专利的我国的非接触IC卡规范。目前不同行业也制定了或正在制定行业应用规范,这对本行业的IC卡应用有着功不可没的作用。但是,不同行业、领域之间的IC卡如何通用?这是一个亟待解决的问题。
三) 非接触IC卡应用技术模块化是一发展趋势
模块化设计为应用提供了便利,如非接触IC卡读写模块,将射频技术封装起来,作为商品出售,不但优化了设计,而且减少了外围电路,提高了可靠性和抗干扰性,为用户提供了方便的接口。
从第一节描述中不难发现TYPEA和TYPEB两种类型在应用中各有优缺点,不同应用场合有不同优势,为了满足不同需求,作为产品,则出现了同时支持两种类型的卡和机具,如华旭金卡股份有限公司的HX-FDX3.1.1CSTAB非接触读卡器,同时支持两种协议。我国将要制定的非接触卡技术规范的一个主要方案是对TYPEA、TYPEB的技术优化组合。所以在技术上,如果准备同时支持TYPEA、TYPEB的读写模块,或分成不同的发送、接收模块,再与软件配合构成能对TYPEA、TYPEB的关键技术点进行组合应用的卡和读写机具,是一大发展趋势。这为应用提供了更大的便利。
四)操作简便,价格低廉,应用灵活,安全、可靠性高是对非接触卡应用的需求趋势。
应用上,在保证安全性、可靠性等基本需求的前提下,更趋向于设计简单、价格低廉、应用灵活的应用需求,这样才能更快的深入各个生活领域。
五)大容量、高保密、支持多应用是非接触IC卡适应市场的必然趋势
随着非接触IC卡应用领域的不断扩大,对IC卡的容量、保密性和多应用的需求日益强烈。目前容量
几十兆字节的IC卡已问世 .随着电子工艺的不断提高 ,更大容量的IC卡也完全有可能成为明天的现实。非接触CPU卡等高安全性的卡片将会大大降低成本应用于我们的日常生活。
集众家之大成的非接触IC卡将在身份识别、金融、电子货币、公共交通、智能楼宇、小区物业、社会保障、建设事业等诸多领域独领风骚。
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