ISO14443協(xié)議學(xué)習(xí)總結(jié)主講內(nèi)容非接觸式IC的工作原理信號(hào)能量及信號(hào)接口初始化和抗沖突特性數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議非接觸式IC的工作原理主講內(nèi)容工作原理簡(jiǎn)介IC卡技術(shù)指標(biāo)及物理特性非接觸式IC的工作原理交變的磁場(chǎng)RF，

頻率為L(zhǎng)C諧振回路，共振，產(chǎn)生電荷，累積到2V以上，作為內(nèi)部工作電壓PICC內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)PCD對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼后送至后臺(tái)計(jì)算機(jī)參數(shù)外形尺寸IS0標(biāo)準(zhǔn)卡85.72mm×54.03mm×0.76mm±容差存儲(chǔ)容量8Kbit,16個(gè)分區(qū)，每分區(qū)兩組密碼工作頻率13.56MHz通訊速率106KBoud讀寫(xiě)距離2.5~10cm讀寫(xiě)時(shí)間1~2ms工作溫度0℃~50℃擦寫(xiě)壽命>100,000次數(shù)據(jù)保存>10年封裝材料PVC、ABS、PET、PETG、0.13mm銅線封裝工藝超聲波自動(dòng)植線/自動(dòng)碰焊執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO14443，ISO10536功能支持一卡多用典型應(yīng)用企業(yè)/校園一卡通、公交儲(chǔ)值卡、高速公路收費(fèi)、停車(chē)場(chǎng)、小區(qū)/園區(qū)管理等非接觸式IC卡技術(shù)指標(biāo)主講內(nèi)容非接觸式IC的工作原理信號(hào)能量及信號(hào)接口初始化和抗沖突特性數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議信號(hào)能量及信號(hào)接口主講內(nèi)容信號(hào)能量RFID常用編碼、調(diào)制與解調(diào)技術(shù)PICC及PCD內(nèi)部運(yùn)作的過(guò)程信號(hào)能量耦合IC卡的能量是通過(guò)發(fā)送頻率為的閱讀器的交變磁場(chǎng)來(lái)提供。閱讀器產(chǎn)生的磁場(chǎng)必須在之間。兩種閱讀器和近耦合IC卡之間的數(shù)據(jù)傳輸方式：A型和B型。一張IC卡只需選擇兩種方法之一。符合標(biāo)準(zhǔn)的閱讀器必須同時(shí)支持這兩種傳輸方式，以便支持所有的IC卡。閱讀器在"閑置"的狀態(tài)時(shí)能在兩種通信方法之間周期的轉(zhuǎn)換。RFID常用編碼

反向不歸零(NRZ)編碼、曼徹斯特(Manchester)編碼、米勒(Miller)編碼、改進(jìn)Miller編碼等。RFID常用調(diào)制與解調(diào)技術(shù)ASK調(diào)制波形（幅移鍵控）ASK解調(diào)波形BPSK調(diào)制與解調(diào)（雙相移鍵控）PICC及PCD內(nèi)部編解碼與調(diào)制解調(diào)過(guò)程PCD<-PICC

PCD->PICC（TypeA）PICC及PCD內(nèi)部編解碼與調(diào)制解調(diào)過(guò)程PCD<-PICC

PCD->PICC（TypeB）信號(hào)接口小結(jié)主講內(nèi)容非接觸式IC的工作原理信號(hào)能量及信號(hào)接口初始化和抗沖突特性數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議初始化和抗沖突特性這一部分規(guī)定了鄰近卡（PICCs）進(jìn)入鄰近耦合設(shè)備（PCDs)時(shí)的輪尋。通信初始化階段的字符格式、幀結(jié)構(gòu)、時(shí)序信息、REQ和ATQ命令內(nèi)容。從多卡中選取其中的一張的方法，即如何抗沖突的。初始化階段的其它必須的參數(shù)。

以typea為代表，介紹PICC的幾種狀態(tài)以typea為代表，引入一個(gè)抗沖突的實(shí)例，說(shuō)明相關(guān)流程。分typea和typeb兩類(lèi)，總體介紹抗沖突流程。

主講內(nèi)容：協(xié)議內(nèi)容：

以A類(lèi)為代表的PICC狀態(tài)圖POWEROFFIDLE(休閑)狀態(tài)HALT狀態(tài)REQA命令READY狀態(tài)ACTIVE狀態(tài)防沖突循環(huán)Select命令HALT命令應(yīng)用Wake-up命令TYPEA防碰撞環(huán)流程

比特幀防沖突選擇時(shí)序如圖所示，操作分三階段：（1）Request（PCD發(fā)送請(qǐng)求命令）ATQAPICC#1b1（1000000000000000）b16卡＃1采用比特防沖突，b8b7=00,∴UID＝1ATQAPICC#2b1（1000001000000000）b16卡＃2采用比特防沖突，b8b7=01,∴UID＝2’26’所有卡PICC應(yīng)答ATQA例：假設(shè)在PCD場(chǎng)中有2張PICC卡，說(shuō)明初始化和防沖突過(guò)程。已知：PICC＃1的UID大?。?，UID0=“10”P(pán)ICC＃2的UID大?。?約定：PCDtoPICCPICCtoPCD（×××‥×）b發(fā)送的第1位（最低位）REQA

（2）Anticollisionloop,cascadelevel1（防沖突循環(huán)CL1）PICC#1b1（00001000）b8（此處為UID0編碼：10H）∵UID＝1PICC#2b1（00010001）b8（此處為CT編碼：88H）∵UID＝2’93’SELNVB’20’UID0UID1UID2UID3BCCCTUID0UID1UID2BCCFirstcollisionatbitpoint＃4SELNVB’93’’24’

UID0UID1UID2BCCb1（0001）b4

0001PICC#2∴coll＝4SELNVBCTUID0UID1UID2BCCCRC-ASEL命令’93’’70’b1（00010001）b8SAKCRC-Ab1（××1×××××）b8b3=1,UID不完整只有卡2響應(yīng)，故不沖突PCD發(fā)防沖突命令沖突發(fā)生之前被接收到的UIDCLn的一部分再加上(0)b或(1)b

（3）Anticollisionloop,cascadelevel2（防沖突循環(huán)CL2）’95’SELNVB’20’PICC#2UID3UID4UID5UID6BCCSELNVBCTUID0UID1UID2BCCCRC-ASEL命令SAKCRC-Ab1（××0×××××）b8b3=0,UID完整’95’’70’現(xiàn)在已完整，從UID0～UID7“7”－最大字節(jié)數(shù)

卡應(yīng)答SAK，指出UID完整，從Ready狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Active狀態(tài)REQA和WAKE-UP幀：請(qǐng)求和喚醒幀用來(lái)初始化通信通信開(kāi)始7個(gè)數(shù)據(jù)位發(fā)送，LSB首先發(fā)送。（標(biāo)準(zhǔn)REQA的數(shù)據(jù)內(nèi)容是‘26’，WAKE-UP請(qǐng)求的數(shù)據(jù)內(nèi)容是‘52’）通信結(jié)束b16b15b14b13b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1RFUUID長(zhǎng)度比特幀RFU比特幀防沖突ATQA：在PCD發(fā)送請(qǐng)求命令（REQA）之后，所有PICC以其在兩個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)中編碼了可用防沖突類(lèi)型的請(qǐng)求應(yīng)答（ATQA）表示同步地進(jìn)行響應(yīng)規(guī)則1：位b7和b8編碼了UID長(zhǎng)度（單個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)）規(guī)則2：b1、b2、b3、b4或b5中的一個(gè)應(yīng)置為(1)b以指出比特幀防沖突。ATQA的b8b7UID的大小最大級(jí)聯(lián)CLUID的字節(jié)數(shù)0001101231234710SELECT和ANTICOLLISION命令：用于防沖突循環(huán)，組成如下：SELNVBUIDCLn

數(shù)據(jù)位BCC校驗(yàn)位選擇代碼SEL（1字節(jié)）有效位數(shù)量NVB（1字節(jié)）：規(guī)定了PCD所發(fā)送的CLn的有效位的數(shù)目由NVB指定的UIDCLn（0～40位）1字節(jié)1字節(jié)0～4字節(jié)1字節(jié)校驗(yàn)位僅當(dāng)UID的數(shù)據(jù)位為4字節(jié)時(shí)（完整）才有。UID大?。?UID大小：2UID大?。?UIDCLnUID0CTCTUIDCL1UID1UID0UID0UID2UID1UID1UID3UID2UID2BCCBCCBCC

UID3CTUIDCL2UID4UID3UID5UID4UID6UID5BCCBBC

UID6UIDCL3UID7UID8UID9BCCCT為級(jí)聯(lián)標(biāo)志，編碼為88HBBC是檢驗(yàn)字節(jié)，以上4個(gè)字節(jié)的異或。b8b7b6b5b4b3b2b1含義10010011選擇串聯(lián)級(jí)別110010101選擇串聯(lián)級(jí)別210010111選擇串聯(lián)級(jí)別31001所有其他RFUb8b7b6b5b4b3b2b1含義0010----字節(jié)計(jì)數(shù)=20011----字節(jié)計(jì)數(shù)=30100----字節(jié)計(jì)數(shù)=40101----字節(jié)計(jì)數(shù)=50110----字節(jié)計(jì)數(shù)=60111----字節(jié)計(jì)數(shù)=7----0000比特計(jì)數(shù)=0----0001比特計(jì)數(shù)=1----0010比特計(jì)數(shù)=2----0011比特計(jì)數(shù)=3----0100比特計(jì)數(shù)=4----0101比特計(jì)數(shù)=5----0110比特計(jì)數(shù)=6----0111比特計(jì)數(shù)=7較高4位稱為字節(jié)計(jì)數(shù)，較低4位稱為比特計(jì)數(shù)，NVB的編碼（有效比特的數(shù)）b8b7b6b5b4b3b2b1RFUb6=1，PICC兼容14443RFUb3=0,UID完整b3=1,還有部分UIDCLn需確認(rèn)RFUSAK的編碼如果UID不完整，PICC應(yīng)保持READY狀態(tài)并且PCD應(yīng)以遞增的串聯(lián)級(jí)別來(lái)初始化新的防沖突環(huán)。如果UID完整，PICC應(yīng)發(fā)送帶有清空的串聯(lián)比特的SAK并從READY狀態(tài)轉(zhuǎn)換到ACTIVE狀態(tài)。當(dāng)提供了附加信息時(shí)，PICC應(yīng)設(shè)置SAK的第6位b6。TYPEB防碰撞環(huán)流程TYPEB防碰撞環(huán)流程初始化和抗沖突小結(jié)不同的防碰撞算法，對(duì)碰撞檢測(cè)的要求會(huì)有不同，如TYPEA防碰撞是必須辨別碰撞在哪一位發(fā)生的，而對(duì)于TPYEB的時(shí)隙ALOHA算法，可以不必追究哪一位發(fā)生了碰撞，只要判別在該時(shí)隙里是否發(fā)生碰撞即可。無(wú)論什么協(xié)議都需要判斷是否發(fā)生了碰撞才能進(jìn)行下一步的操作，因此碰撞檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)防碰撞算法和協(xié)議不可少的重要環(huán)節(jié)。主講內(nèi)容非接觸式IC的工作原理信號(hào)能量及信號(hào)接口初始化和抗沖突特性數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議PICC的激活過(guò)程和解除激活的流程。在流程圖上分別介紹RATS、ATS、PPS(協(xié)議和參數(shù)選擇)等命令結(jié)構(gòu)和編碼。介紹數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的分組（塊）結(jié)構(gòu)編碼及操作。介紹一個(gè)分組鏈傳輸?shù)睦印?/p>

主講內(nèi)容：TYPEARATRS(請(qǐng)求ATS)命令：第一字節(jié)：命令開(kāi)始，編碼為E0H。第二字節(jié)：高4位為FSDI，用于編碼PCD可接收的FSD(最大幀長(zhǎng)).

低4位為CID(卡標(biāo)識(shí)符),PICC尋址的邏輯號(hào)編碼值為0-14，15為備用。第三、四字節(jié)：校驗(yàn)碼?！瓻0’參數(shù)FSDI、CIDCRC1CRC2參數(shù)字節(jié)

編碼FSDI和CID開(kāi)始的字節(jié)FSDI0123456789-FFSD(字節(jié))16243240486496128256RFU>256FSD到FSDI的轉(zhuǎn)換表ATS(answertoselect)命令：長(zhǎng)度字節(jié)TL：給出ATS響應(yīng)的長(zhǎng)度，包括TL字節(jié)，但不包含兩個(gè)CRC字節(jié)，且ATS不能超出FSD的大小，因此TL的最大值應(yīng)不超過(guò)FSD-2。

FSCI若該位置為1,TA(1)被傳輸若該位置為1,TB(1)被傳輸若該位置為1,TC(1)被傳輸應(yīng)置為0,1為RFU格式字節(jié)T0：可選，只要出現(xiàn)，長(zhǎng)度字節(jié)TL就會(huì)>1。FSCI用于編碼FSC，即PICC可接收的最大幀長(zhǎng)，缺省值為2，即32字節(jié)。FSC的編碼等于FSD（之前）的編碼。ATS(answertoselect)命令：接口字節(jié)TA(1)：決定參數(shù)因子D、編碼DS(發(fā)送因子)和DR（接收因子）。最高有效位b8編碼了為每個(gè)方向處理不同除數(shù)的可能性。當(dāng)該位被置為1時(shí)，PICC不能為每個(gè)方向處理不同除數(shù)。位b7到b5為PICC到PCD方向編碼了PICC的位速率能力，稱為DS。其缺省值應(yīng)為(000)b。位b4被置為(0)b，其他值為RFU。位b3到b1為PCD到PICC方向編碼了PICC的位速率能力，稱為DR。其缺省值應(yīng)為(000)b。ATS(answertoselect)命令：SFGT=（256×16/fc）×2^SFGIFWT=（256×16/fc）×2^FWI其中：因FWI、SFGI的范圍為0-14,所以302us<=FWT、SFGT<=4949ms,FWT默認(rèn)為4.8ms,SFGT為302us。FWT：PICC在PCD幀結(jié)束后，開(kāi)始其響應(yīng)幀的最大時(shí)間（可擴(kuò)展）SFGT：在發(fā)送了ATS之后，準(zhǔn)備接收下一個(gè)幀之前，PICC所需的特定保護(hù)時(shí)間。接口字節(jié)TB(1)：編碼FWT(幀等待時(shí)間)和SFGT(啟動(dòng)幀保護(hù)時(shí)間)。ATS(answertoselect)命令：接口字節(jié)TC(1)：編碼協(xié)議選項(xiàng)。歷史字節(jié)：是可選項(xiàng)，包含了通用信息。ATS的最大長(zhǎng)度（TL）給出了歷史字節(jié)的最大可能數(shù)目。CID為卡標(biāo)識(shí)符NAD為結(jié)點(diǎn)地址b2b1位：定義了在PICC支持的開(kāi)端字段中的可選字段。允許PCD跳過(guò)已被指出被PICC支持的字段，但PICC不支持的字段應(yīng)不被PCD傳輸。PPS(協(xié)議和參數(shù)選擇)命令：起始字節(jié)(PPSS)。高4位編碼為(1101)b，其他值時(shí)RFU，低4位定義CID，即對(duì)PISS尋址的邏輯號(hào)。PPSSPPS0PPS1開(kāi)始字節(jié)參數(shù)字節(jié)0…..編碼PPS1的出現(xiàn)CRC1CRC2參數(shù)字節(jié)1…..編碼DR1和DS1PPS0

用于表明可選字節(jié)PPS1是否出現(xiàn)。該字節(jié)b8b7b6設(shè)置為(000)b，b4b3b2b1設(shè)置為(0001)b，b5=1時(shí)表示后面出現(xiàn)了PPS1字節(jié)。PPS(協(xié)議和參數(shù)選擇)命令：PPS1b8b7b6b5為(0000)b，b4b3為DSI(發(fā)送因子的值),b2b1為DRI(接收因子的值)。其中DSI和DRI的兩位編碼00,01,10,11時(shí)，對(duì)應(yīng)的D（參數(shù)因子）值為1,2,4,8。

PPSSPPS0PPS1開(kāi)始字節(jié)參數(shù)字節(jié)0…..編碼PPS1的出現(xiàn)CRC1CRC2參數(shù)字節(jié)1…..編碼DR1和DS1PPS響應(yīng)：它為PICC接收PPS請(qǐng)求后的應(yīng)答，由3個(gè)字節(jié)組成，第一字節(jié)為PPSS(同上)，后兩字節(jié)為CRC字節(jié)PPSSCRC1CRC2TYPEB防碰撞環(huán)流程TYPEB半雙工塊傳輸協(xié)議協(xié)議按ISO參考模型，定義了四層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、會(huì)話層和應(yīng)用層，其中物理層交換字節(jié)，數(shù)據(jù)鏈路層定義用于交換的分組（塊），會(huì)話層結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最小開(kāi)銷(xiāo)，應(yīng)用層處理命令。一個(gè)數(shù)據(jù)塊分為三個(gè)域，即報(bào)告頭域（強(qiáng)制），信息域（可選）和結(jié)束域（強(qiáng)制）。塊格式報(bào)告頭域：分為控制字節(jié)（強(qiáng)制），CID（可選），NAD（可選）。其中控制字節(jié)表明3種不同塊格式，即I塊，R塊，S塊：I塊為數(shù)據(jù)傳輸塊，包含數(shù)據(jù)域；R塊為應(yīng)答塊，分為正確接收應(yīng)答和錯(cuò)誤接收應(yīng)答，不帶數(shù)據(jù)域；S塊分為兩種，一種為等待延遲請(qǐng)求，帶一個(gè)byte數(shù)據(jù)域，另一種是DES命令，不帶數(shù)據(jù)域信息域：是可選的。如有INF，則在信息分組(I-block)中為應(yīng)用數(shù)據(jù)，在管理分組(S-block)中是狀態(tài)信息而不是應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)束域：結(jié)束域中包括2bytesCRC值。PCB域(控制字節(jié))：I-塊

：為應(yīng)用層提供使用的信息。用于傳送控制數(shù)據(jù)傳輸所需要的信息。定義了三種分組的基本類(lèi)型R-塊

：用于傳送確認(rèn)(ACK)或不確認(rèn)信息(NAK)。R-塊不包含INF域。CIDNADS-塊

：用于在PCD和PICC間交換控制信息的。

有兩類(lèi)管理分組：幀等待時(shí)間擴(kuò)展(WTX)或DESELECT命令

PCB域(控制字節(jié))：用于傳送控制數(shù)據(jù)傳輸所需要的信息。定義了三種分組的基本類(lèi)型最高有效位b8b7用于從PICC到PCD的功率水平指示。對(duì)于PCD到PICC的通信，這兩位應(yīng)被置為0。功率水平見(jiàn)下表位b6和b5用于傳送附加信息，它沒(méi)有被定義并應(yīng)置為(00)b，所有其他值為RFU。位b4到b1編碼CID。一個(gè)PICC若不支持CID，則它可忽略分組中所含的CID值。如果，則應(yīng)對(duì)在CID域中使用其CID的分組進(jìn)行應(yīng)答，對(duì)CID域不是其CID的分組不以應(yīng)答CID域：用于識(shí)別特定的PICC，它由三部分組成：(00)bPICC不支持功率水平指示(01)b功率不滿足全功能應(yīng)用(10)b功率滿足全功能應(yīng)用(11)b功率充裕功率水平指示的編碼NAD域應(yīng)僅用于I-塊。當(dāng)PCD使用NAD時(shí)，PICC也應(yīng)使用NAD。在鏈接期間，NAD僅在鏈的第一個(gè)塊內(nèi)傳輸。PCD應(yīng)不使用NAD編址不同的PICC(CID應(yīng)被用于編址不同的PICC）若PICC不支持NAD,則它忽略任何一個(gè)含有NAD域的分組。NAD域：用于PCD和PICC間建立和編址不同的邏輯連接：b8和b4置0;b7b6b5為目標(biāo)結(jié)點(diǎn)地址;b3b2b1為源結(jié)點(diǎn)地址。源結(jié)點(diǎn)地址置為0目標(biāo)結(jié)點(diǎn)地址置為0結(jié)構(gòu)：用途：位b6到b1編碼WTXM（臨時(shí)的）。WTXM在1到59范圍內(nèi)編碼。0和60到63為RFU。位b8，b7編碼功率水平指示（已介紹過(guò)了）。幀等待時(shí)間擴(kuò)展(WTX)：當(dāng)PICC需要比定義的FWT更多的時(shí)間用于處理接收到的塊時(shí)，應(yīng)使用S-block的(WTX)分組來(lái)請(qǐng)求等待時(shí)間擴(kuò)展。WTX分組請(qǐng)求含有1字節(jié)的信息域。WTX分組信息域的結(jié)構(gòu)：FWT的響應(yīng)的臨時(shí)值的公式計(jì)算：FWTTEMP=FWT×WTXMPICC需要的時(shí)間FWTTEMP，在PCD發(fā)送了S(WTX)響應(yīng)之后開(kāi)始，在PCD接收到下一個(gè)分組后失效。且當(dāng)公式得出的結(jié)果大于FWTMAX(4949ms)時(shí)，應(yīng)該使用FWTMAX。協(xié)議操作多PICC激活

：用使PCD可以同理處理多個(gè)處于Active的PICC，而無(wú)須為解除激活和激活新PICC而多花時(shí)間。PICC在激活后，等待PCD發(fā)送的正確分組。PCD發(fā)送一個(gè)分級(jí)組后,轉(zhuǎn)入接收工作模式;PICC發(fā)送對(duì)接收分組響應(yīng)的分組，然后轉(zhuǎn)回接收模式。PCD在處理完一對(duì)命令/響應(yīng)事務(wù)或FWT超時(shí)仍無(wú)響應(yīng)時(shí)，才能啟動(dòng)新的命令/響應(yīng)。PCD動(dòng)作PICC1狀態(tài)PICC2狀態(tài)PICC3狀態(tài)給場(chǎng)提供功率三張PICC