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基础篇3

第1章　绪论3

1.1　非接触IC卡的发展与现状3

1.1.1　非接触IC卡在国外的发展与现状3

1.1.2　非接触IC卡在国内的发展与现状7

1.2　非接触IC卡的未来发展趋势9

1.3　非接触IC卡的特点与分类14

1.3.1　特点14

1.3.2　分类15

1.4.1　相关国际组织和机构17

1.4　非接触IC卡国际标准概况17

1.4.2　相关国际标准概况19

1.4.3　ISO/IEC14443的Type A与Type B差别20

参考文献23

第2章　非接触IC卡的系统结构和卡-机通信原理26

2.1　非接触IC卡的系统结构26

2.2　标准非接触IC卡系统的卡-机间能量传输27

2.3　标准非接触IC卡系统的卡-机间信息传输28

2.3.1　编码类型29

2.3.2　调制方式40

2.3.4　卡片→读写器的信息传输46

2.3.3　读写器→卡片的信息传输46

2.4.1　信息传输50

2.4　高频远距离电子标签的能量和信息传输50

2.4.2　能量传输51

参考文献52

第3章　非接触IC卡的卡片原理与结构54

3.1　频率范围55

3.2　物理结构56

3.2.1　芯片模块56

3.2.2　天线57

3.3　非接触存储卡与逻辑加密卡58

3.2.3　卡体58

3.3.1　高频界面59

3.3.2　地址与安全逻辑60

3.3.3　存储器61

3.4　非接触CPU卡与双界面卡62

3.5　电子标签的特点及其与标准非接触IC卡的差别63

3.5.1　封装形式64

3.5.2　遵循协议64

3.5.4　传输距离65

3.5.5　天线65

3.5.3　工作频率65

3.5.6　功能结构66

参考文献66

第4章　非接触读写器的原理与结构68

4.1　高频接口68

4.2　控制单元69

4.3　读写芯片与模块70

4.3.1 SHC150X与SHC170X70

4.3.2 MF RC53071

4.3.3 SLF900074

4.3.4 U2270B77

4.4　天线82

4.4.1　卡机耦合方式82

4.4.2　最佳电感耦合效果的获取83

4.5　发展趋势89

参考文献91

第5章　射频识别中的多路存取与反碰撞92

5.1　纯ALOHA法93

5.2　时隙ALOHA法93

5.3　动态时隙ALOHA法94

5.4　二进制搜索法94

5.5　动态二进制搜索法97

参考文献99

第6章　ISO/IEC14443-3国际标准：初始化与反碰撞100

6.1　轮询100

6.2 Type A类型PICC的初始化与反碰撞100

6.2.1　字节和帧格式100

6.2.2 PICC状态103

6.2.3 PCD命令集104

6.2.4　初始化和反碰撞流程107

6.2.5　反碰撞示例109

6.3.1　字节与帧格式111

6.3 Type B类型PICC的初始化与反碰撞111

6.3.2 PICC状态与反碰撞原理112

6.3.3 PCD命令集115

6.3.4　反碰撞示例121

参考文献122

第7章　ISO/IEC15693-3国际标准：反碰撞与传输协议123

7.1　要素定义123

7.2　协议原理125

7.3　工作模式126

7.4　格式、标志和错误代码126

7.4.1　请求格式和标志126

7.4.2　应答格式、标志和错误代码128

7.5 VICC状态及转换129

7.6　反碰撞130

7.6.1　请求参数130

7.6.2 VICC对请求的处理131

7.6.3 VCD的反碰撞伪码132

7.6.4　反碰撞序列说明133

7.7　命令134

7.7.1　命令类型134

7.7.2　命令代码135

7.7.3　必备命令136

7.7.4　可选命令137

7.7.5 自定义命令145

7.7.6　专用命令146

参考文献146

原理篇149

第8章　AT24RF08非接触式（双端口）存储卡149

8.1　主要特点150

8.2　存储空间150

8.3　访问保护与ID识别150

8.3.1　访问保护151

8.4　串行口访问153

8.3.2 ID页153

8.5 RF端口访问156

8.6 RF信号编码159

8.7　特性参数160

参考文献161

第9章　Mifare系列非接触IC卡162

9.1 非接触式逻辑加密卡芯片MF1 IC S50162

9.1.1　系统结构及工作过程162

9.1.2　主要特性163

9.1.3　功能框图163

9.1.4　E2PROM存储结构165

9.1.5　操作指令与交易流程167

9.1.6　初始化和反碰撞169

9.1.7　安全可靠性172

9.2　MF RC500高集成度读写芯片173

9.2.1　主要特性173

9.2.2　功能框图174

9.2.3　引脚配置175

9.2.4　并行接口176

9.2.5　控制寄存器组181

9.2.6　E2PROM存储结构199

9.2.7　FIFO缓存器202

9.2.8　中断请求系统203

9.2.9　定时单元204

9.2.10　节电模式206

9.2.11　发送端口配置208

9.2.12　接收电路208

9.2.13　串行信号转换开关209

9.2.14　测试信号210

9.2.15　指令系统212

9.2.16　典型应用221

9.3.1　主要特性230

9.3　MF RC522低功耗读写芯片230

9.3.2　功能框图231

9.3.3　封装形式及引脚配置232

9.3.4　控制寄存器组236

9.3.5　指令系统237

9.3.6　应用239

参考文献240

第10章　FeliCa系列非接触式智能卡242

10.1　 Felica卡片243

10.1.1　概述243

10.1.2　功能结构245

10.1.3　存储器逻辑格式246

10.1.4 PICC模式转换253

10.1.5　交易过程253

10.1.6　不同命令格式下的命令重试256

10.2 Felica读写器260

10.2.1　概述260

10.2.2　工作流程与认证261

10.2.3　通信协议264

10.2.4 PCD模式转换264

10.2.5　反碰撞处理264

10.3.1 PCD与PICC间的卡操作与管理命令265

10.3 FeliCa指令系统265

10.3.2　控制器与PCD间的卡操作与管理命令270

10.3.3　读写器内部操作与管理命令275

10.4　系统构成278

参考文献280

第11章　双界面IC卡281

11.1　结构类型281

11.2　芯片范例281

11.2.1 PHILIPS半导体公司产品282

11.2.2 Infineon公司产品287

11.2.3 ST半导体公司产品292

11.2.4 AT05SC4808RF297

11.2.5　中同双界面CPU卡299

11.3　技术发展与市场应用300

11.3.1 国外概况300

11.3.2　国内概况301

参考文献302

第12章　TI公司的电子标签系统304

12.1　Tag-it HF系列Inlays304

12.1.2　存储结构305

12.1.1　主要特性305

12.1.3　通信方式306

12.1.4　请求／应答帧结构与请求／应答协议帧310

12.1.5　指令系统312

12.2　Tag-it HF-I Inlays321

12.2.1　主要特点321

12.2.2　存储结构321

12.2.3　通信方式323

12.2.4　指令系统324

12.3.1　主要特性329

12.3.2　功能结构329

12.3 S6700多协议收发IC329

12.3.3 引脚配置及功能332

12.3.4　命令结构333

12.3.5　操作模式337

12.3.6　通信338

12.3.7　电源管理341

参考文献342

第13章 PHILIPS公司的电子标签系统343

13.1 I-CODE1智能标签IC343

13.1.1　基本特性343

13.1.2　逻辑框图与存储器结构344

13.1.3　通信方式346

13.1.4　通信帧结构348

13.1.5　状态流程350

13.1.6　指令系统352

13.1.7　利用散列值计算时隙361

13.1.8　利用散列值计算Quit值364

13.1.9　读写命令序列示例367

13.2 SL RC400高集成度读写芯片368

13.2.1　主要特性369

13.2.2　功能框图和引脚配置369

13.2.3　控制寄存器组369

13.2.4 E2PROM存储结构383

13.2.6　指令系统385

13.2.5　串行信号转换开关385

13.2.7　典型应用电路386

13.3 SL RM900长距离阅读器组件388

13.3.1　基本特性388

13.3.2　功能结构388

13.3.3　碰撞检测与数据辨识389

参考文献393

14.1 AT88RF256 RFID应答器芯片394

14.1.1 125 kHz芯片AT88RF256-12394

第14章　Atmel公司的几种RFID芯片394

14.1.2 13.56 MHz芯片AT88RF256-13400

14.2 T5557 330位射频读写IDIC406

14.2.1　主要特点406

14.2.2　逻辑结构407

14.2.3　模式字416

14.2.4　芯片操作和命令格式420

参考文献424

应用篇427

第15章　非接触IC卡的应用市场427

15.1　城市公共交通427

15.2　路桥隧自动收费429

15.3　汽车加油431

15.4　电子身份证卡431

15.5　电子护照433

15.6　专业人员从业资格证435

15.6.1　导游智能卡436

15.6.2　会计从业资格证IC卡436

15.7　电子钱包437

15.7.1　小额支付卡437

15.7.2　手机付费438

15.8.1　空运439

15.8　票务运用439

15.7.3　交通卡电子钱包功能439

15.8.2　铁路440

15.8.3　其他441

15.9　生物跟踪与识别441

15.9.1　动物的识别与跟踪441

15.9.2　对人的识别与跟踪445

15.10　物流追踪与定位448

15.10.1　交通运输448

15.10.2　医药界451

15.10.4　服装业453

15.10.3　食品行业453

15.10.5　废弃物处理454

15.10.6　零售业455

15.10.7　出版物456

15.10.8　大型物流仓储457

15.10.9　军事部门458

15.10.10　其他460

15.11　防伪防盗461

15.11.1　防伪461

15.11.2　防盗462

15.12　工业控制463

15.13　小结467

参考文献468

第16章　校园卡与校园一卡通472

16.1　系统结构472

16.1.1　卡管理中心与卡结算中心473

16.1.2　网络474

16.1.3　终端474

16.1.4　卡片477

16.2　系统功能480

16.2.1　食堂售饭480

16.2.4　门禁控制481

16.2.2　机房管理481

16.2.3　图书馆管理481

16.2.5　小额消费482

16.2.6　打水洗浴483

16.2.7　校医院管理483

16.2.8　金融服务483

16.2.9　教务管理484

16.2.10　中小学生管理484

16.3　小结485

参考文献486

第17章　路桥隧自动收费488

17.1　半自动收费（MTC）489

17.1.1　系统构成489

17.1.2　工作过程492

17.2　全自动收费（ETC）493

17.2.1　系统构成493

17.2.2　加拿大407高速公路ETC系统499

17.2.3　澳大利亚墨尔本都市连接线ETC系统500

17.3　组合式收费（MTC+ETC）501

17.3.1　组合式收费系统的技术特点501

17.3.3 组合式收费系统的密钥管理与应用502

17.3.2　组合式收费系统的服务功能502

17.3.4　广东虎门大桥组合式收费系统506

17.4　小结508

参考文献509

第18章　城市公共交通自动收费（AFC）511

18.1　公共汽车AFC511

18.1.1　卡型选择511

18.1.2　遵循标准513

18.1.3　读写机具513

18.1.4　售卡／充值518

18.1.5　数据采集521

18.1.6　收费模式523

18.2　城市轨道交通AFC一卡通524

18.2.1　收费模式525

18.2.2　系统结构525

18.2.3　票卡类型和介质选取529

18.2.4　运营模式532

18.3　城市公共交通AFC一卡通533

18.3.1 “一卡通”与“一卡多用”的差别533

18.3.2　公交一卡通建设的必要性534

18.3.3　公交一卡通的体系结构535

18.3.4　公交一卡通的安全技术536

18.3.5　区域公共交通AFC一卡通539

18.4　小结542

参考文献544

第19章 ICC、GPS技术与大型体育赛事的安全防卫、管理控制546

19.1　该类应用的必然必要性546

19.1.1　社会发展和科学管理的需要546

19.1.2　安全保卫的需要546

19.2　集成电路卡（ICC）的应用形式及作用547

19.2.1　参会人员证卡547

19.2.2　专用安控卡549

19.2.3　辅助竞赛550

19.2.4　入场证券553

19.3　卫星全球定位系统（GPS）的应用系统结构与功能554

19.3.1　系统结构555

19.3.2　主要功能559

19.4　小结560

参考文献561

附录A　世界部分非接触IC卡芯片特性参数563

附录B　世界部分非接触读写芯片及模块特性参数579

附录C　缩略语584