公交卡系统的原理！

公交卡系统的原理！

公交一卡通或同类型的卡是一种非接触式的IC卡，非接触式IC卡由IC芯片、感应天线组成，并完全密封在一个的标准PVC卡中，不易受外界的不良因素影响。非接触式IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写。存储容量大，传递速度快，读写寿命长，它具有下述优良特性:
　　1、非接触式IC卡与读写器之间非机械接触。
　　2、表面没有裸露器件，不会因为污损、弯曲而损坏IC卡。卡本身是无源件，体积小，耐用可靠。
　　3、读写器不需要卡座，可以完全放置在盒子内。
　　4、使用时没有方向性，卡可以从任意方向掠过读写器表面，完成读写工作。
　　5、读写器与IC卡的无线通讯联系。
　　6、读写器与IC卡实施双向密码鉴别制，采用三级DES算法验证。读写器识别IC卡的合法性，IC卡能识别读写器，还可读写器的读写权限。
　　7、非接触式IC卡的发行有严格的规则。采用国际公认的mifare标准，其卡号的唯一性，在世界上是唯一的。其次，将密码一部分保存在车载机里，一部分放在卡上，保证系统的高度保密性。

　　非接触式IC卡工作原理：
　　IC卡 (Integrated Circuit Card，集成电路卡)在有些国家和地区也称智能卡(smart card)、智慧卡(intelligent card)、微电路卡(microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中，做成卡片形式；主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。
　　IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁，在ISO国际标准中称之为接口设备IFD(Interface Device)。IFD内的CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分，根据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。
　　IC卡原理:IC卡工作的基本原理是:射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC协振电路产生共振，从而使电容内有了电荷;在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。

　　接触式IC卡接口技术原理
　　IC卡读写器要能读写符合ISO7816标准的IC卡。IC卡接口电路作为IC卡与IFD内的CPU进行通信的唯一通道，为保证通信和数据交换的安全与可靠，其产生的电信号必须满足下面的特定要求。
　　1.1 完成IC卡插入与退出的识别操作
　　IC卡接口电路对IC卡插入与退出的识别，即卡的激活和释放，有很严格的时序要求。如果不能满足相应的要求，IC卡就不能正常进行操作;严重时将损坏IC卡或IC卡读写器。
　　(1)激活过程
　　为启动对卡的操作，接口电路应按图1所示顺序激活电路:
　　◇RST处于L状态;
　　◇根据所选择卡的类型，对VCC加电A类或B类，
　　◇VPP上升为空闲状态;
　　◇接口电路的I/O应置于接收状态;
　　◇向IC卡的CLK提供时钟信号(A类卡1～5MHz，B类卡1～4MHz)。
　　在t’a时间对IC卡的CLK加时钟信号。I/O线路应在时钟信号加于CLK的200个时钟周期(ta)内被置于高阻状态Z(ta 时间在t’a之后)。时钟加于CLK后，保持RST为状态L至少400周期(tb)使卡复位(tb在t’a之后)。在时间t’b，RST被置于状态H。I/O上的应答应在RST上信号上升沿之后的400~40 000个时钟周期(tc)内开始(tc在t’b之后)。
　　在RST处于状态H的情况下，如果应答信号在40 000个时钟周期内仍未开始，RST上的信号将返回到状态L，且IC卡接口电路按照图2所示对IC卡产生释放。
　　(2)释放过程
　　当信息交换结束或失败时(例如，无卡响应或卡被移出)，接口电路应按图2所示时序释放电路:
　　◇RST应置为状态L;
　　◇CLK应置为状态L(除非时钟已在状态L上停止);
　　◇VPP应释放(如果它已被激活);
　　◇I/O应置为状态A(在td时间内没有具体定义);
　　◇VCC应释放。
　　1.2 通过触点向卡提供稳定的电源
　　IC卡接口电路应能在表1规定的电压范围内，向IC卡提供相应稳定的电流。
　　1.3 通过触点向卡提供稳定的时钟
　　IC卡接口电路向卡提供时钟信号。时钟信号的实际频率范围在复位应答期间，应在以下范围内:A类卡，时钟应在1～5MHz;B类卡，时钟应在1～4MHz。
　　复位后，由收到的ATR(复位应答)信号中的F(时钟频率变换因子)和D(比特率调整因子)来确定。
　　时钟信号的工作周期应为稳定操作期间周期的40%～60%。当频率从一个值转换到另一个值时，应注意保证没有比短周期的40%更短的脉冲。

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