第一部分-RFID系统的工作原理

射频识别技术

RFIDTechnologyRFID系统的工作原理何谓RFID?即无线射频辨识系统RadioFrequencyIdentification

之简称。早期RFID的应用要回溯到第二次世界大战时期，其功用主要是用来辨识友方的飞机。(反向散射型)RFID系统组成天线(Antenna,orcoil)读卡器(Reader,transceiver)感应标签(Transponder,orRFTag,或硅芯片)感应标签有哪几种？感应标签(Transponder)的主要功用在于接收到Reader的命令后，将本身所储存的编码(Code)回传给Reader。根据不同的功能可区分为：只读(Read-onlymemory,ROM)： 成本最低，其程序及数据编码于制造时便写入，使用者无法更改数据内容。单次写入多次读取(Onetimeprogramming,OTP)：允许使用者单次写入数据，在写入数据后便成为只读，数据无法更改。因良率问题，故目前市面上此规格芯片较少。多次读写(EEPROM)：价格最为昂贵，但它却可以让使用者多次写入。感应标签(Transponder)的分类根据有无电源而区分为Passive和Active两种：PassiveTag(被动式)Passive感应器本身并无电源，其电源是来自Reader，由Reader发射一频率使感应器产生能量而将数据回传给Reader。体积比较轻薄短小并且拥有相当长的使用年限。感应的距离较短。ActiveTag(主动式)价格较高；因内建电池，所以体积比Passivetag大。有使用之年限。较长的感应距离。感应标签(Transponder)的分类根据频率的高低，大致上可分为以下三类:低频率(LowFrequency)：100~500KHz（125KHz）

低频率的感应距离较短以及读取速度较慢，以125KHz为主。穿透能力好。高频率(HighFrequency)：10~15MHz（13.56MHz）高频率的感应距离略长，读取速度也较低频率来的快，以13.56MHz为主。超高频率(UltraHighFrequency/Microwave)

介于850~950MHz(UHF)以及2.45GHz之间，超高频率的感应距离最长，速度也最快。穿透性差。（915MHz、2.4GHz、5.8GHz）频率分配低频RFID高频RFID超高频RFIDRFID芯片卡构造示例RFID芯片卡构造示例RFID读卡器示例RFID为什么能读写信息？RFID运作原理RFID运作原理（电感耦合）电阻负载调制：开关S用于控制负载调制电阻的Rmod的接入与否，开关S的通断由二进制数据编码信号控制。二进制数据编码信号用于控制开关S，当二进制数据编码信号为1时，设开关S闭合，则此时应答器负载电阻为RL和Rmod并联；而二进制数据编码信号为0时，开关S断开，应答器负载电阻为RL。应答器的负载电阻值有两个对应值，即RL和RL与Rmod的并联值。ASK（AmplitudeShiftKeying）RFID运作原理（电磁反向散射耦合）RFID运作原理以汽车收费站监控的例子说明。RFID系统由Tag芯片、天线、读卡器所组成，接收信息并传至计算机系统处理电子标签里面都有什么？21MifareS50主要指标容量为8K位EEPROM分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位每个扇区有独立的一组密码及访问控制每张卡有唯一序列号，为32位具有防冲突机制，支持多卡操作无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次工作温度：-20℃~50℃(湿度为90%)工作频率：13.56MHZ通信速率：106KBPS读写距离：10cm以内（与读写器有关）22MifareS50存储容量：1024×8位字长（即1KB），存储介质：EEPROM分为16个扇区（扇区0~15）每个扇区有4个块（Block）块0、块1、块2和块3。每个块有16个字节。一个扇区共有16Byte×4=64Byte2.Mifare1卡片的存储结构块功能详解1）厂商块地址：扇区0块0内容：IC卡厂商标志，包含卡序列号SN、卡类型号TagType及卡容量字节等关键数据。特性：只读，安全防伪例：420A7E00368804004481740630373937H卡类型号TagType卡序列号SN卡容量字节SIZE块功能详解2）数据块（块0~2）每块16字节。可由区尾块中的存取控制位（accessbits）配置为：读写块：用作一般的数据操作，可用读/写命令直接读/写整个块值块：用作定值操作，可以进行加值/减值（INC/DEC）的运算。数据块数据的读/写/加值/减值条件：符合该块存取条件的要求+通过该扇区的密码认证。

块功能详解

3）区尾块

（SectorTrailer）每个扇区的块3为区尾块，包含：

KEYA（6B）+Accessbits（4B）+KEYB（6B）例：

A0A1A2A3A4A5FF078069B0B1B2B3B4B5

密钥A默认值存取控制位默认值密钥B默认值MifareS50利用每张卡全球唯一的SN实现二进制树状搜索防冲突算法。例：SN1：420A7E00SN2：420A7E01SN3：421A7E013.MIFARE1卡防冲突特性MIFARE1卡特点：支持多卡同时操作卡芯片与读写芯片中都内嵌防冲突模块，可实现真正的（硬件）防冲突，可高速识别天线范围内的多张卡，适应多人同时刷卡。MifareS504.MIFARE1卡的安全特性密码认证：所有扇区需通过密码认证才能进行读/修改操作。存取控制：所有块可通过设置存取控制条件限制存取。MifareS504.2Mifare1卡存取控制设置Accessbits（存取控制位）：定义该扇区中4个块的访问条件，及定义数据块的类型（读写或值）Mifare1卡出厂初始化时，所有扇区块3的初始化值均为

A0A1A2A3A4A5FF078069B0B1B2B3B4B5

卡初始化后的存取控制条件为：

密码A永不可读，校验密码A或密码B正确后可以修改；密码B：在校验密码A或密码B正确后可读，可修改；存取控制位：在校验密码A或密码B正确后可读，可修改；数据块：在校验密码A或密码B正确后可读，可修改。

MifareS50MifareS50每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区中的每个块（包括数据块和控制块）的存取条件是由密码和存取控制共同决定的，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下：

4.2MifareS50卡存取控制设置MifareS504.2MifareS50卡存取控制设置MifareS50数据块（块0、块1、块2）的存取控制如下：例如：当块0的存取控制位C10C20C30=100时，验证密码A或密码B正确后可读；验证密码B正确后可写；不能进行加值、减值操作。4.2MifareS50卡存取控制设置MifareS50控制块：块3的存取控制与数据块（块0、1、2）不同，它的存取控制如下例如：当块3的存取控制位C13C23C33=100时，表示：密码A：不可读，验证KEYB正确后，可写（更改）。存取控制：验证KEYA或KEYB正确后，可读。不可写。密码B：验证KEYB正确后，可写。C2X3_bC2X2_bC2X1_bC2X0_bC1X3_bC1X2_bC1X1_bC1X0_bC1X3C1X2C1X1C1X0C3X3_bC3X2_bC3X1_bC3X0_bC3X3C3X2C3X1C3X0C2X3C2X2C2X1C2X0BX7BX6BX5BX4BX3BX2BX1BX0存取控制位的结构11111111000001111000000001101001MifareS50MIFARE卡特点：支持开放环境下的安全可靠应用高保密性：全球唯一SN；密钥及传输密码保护，各扇区密码独立且有三套（KEYSET0、1、2）二个（KEYA、KEYB）密码。密码认证采用三次相互认证；存取控制位保护，用户可以定义每一个存储器块的访问条件

RF信道数据加密高可靠性：无线通讯链路使用各种校验机制确保数据可靠传输MifareS505.工作原理卡片的电气部分只由一个天线和ASIC（专用集成电路）组成。天线：卡片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到片中。ASIC：卡片的ASIC由一个高速（106KB波特率）的RF接口，一个控制单元和一个8K位EEPROM组成。工作原理：读写器向M1卡发一组固定频率