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安徽大学学报(自然科学版) March 2002
2∞2 年 3 月
第 26 卷第 1 期 Jourτlal of Anhui University Natural Science Edition Vo1.26 No.l
提高无源非接触 IC 卡作用范围的有效方法
沈广鸿,吴先良
(安徽大学电子工程与信息科学系,安徽合肥 23∞39)
摘 要:详细介绍元源非接触 IC 卡读写系统的工作原理。通过对 IC 卡收发电路和收发
天线的改进,有效增加了元源非接触 IC 卡有效作用范围。
关键词:射频天线;非接触卡;读卡机
中图分类号:TN802 文献标识码:A 文章编号:1∞0-2162(2∞2)01 - 0066 - 05
。引言
IC 卡产生于 70 年代初期,开始只用作银行业金融卡,最早在法国应用。我国于 1994 年
推出金卡工程,IC 卡首先在金融领域获得应用。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展
以及 IC 卡技术不断成熟, IC 卡应用领域不断扩大,已广泛应用于金融、交通、医疗卫生、保
险、电信、国防以及日常生活等方面[1) 。
目前使用最多的 IC 卡是接触式 IC 卡,即卡中的芯片通过其表面触点与读写设备接触
而完成二者之间的通讯。这种接触式 IC 卡存在一些问题,如来自触点的静电可能会破坏
数据,接触不良会导致数据出错或不能进行数据传送,以及卡上触点与读写设备频繁的机
械接触造成二者的磨损等。
非接触式 IC 卡则可避免这些问题。非接触式 IC 卡又称射频卡,是世界上最近几年发
展起来的一项新技术,它成功地将射频识别技术和 IC 卡技术结合起来,解决了元源(卡中
元电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。非接触式 IC 卡是当今世界先进
的射频技术和 IC 卡技术相结合的产物,使用时无需插/拔卡,操作快捷;并且由于使用时
无机械触点磨损,提高了应用的可靠性及设备寿命。这些特点使它在诸如公路自动收费系
统、公交车和地铁自动售票系统、门禁系统及电子钱包等领域得到了广泛应用。
目前非接触式 IC 卡应用中实际读写距离比较近,一般仅为lOcm 以下,使得非接触式
IC 卡在应用中受到限制。本文就提高非接触 IC 卡读写距离提出了一些有效方法,并给出了
具体设计例子和实验结果。
1 非接触式 IC 卡系统工作原理
非接触式 IC 卡读写系统框图如图 l 所示。系统由上位机、读写器、无源非接触 IC 卡组
成,中心工作频率为 10 = 13 .56MHz ,频宽约为 1MHz ,以半双工方式在读写器与 IC 卡之间双
收稿日期:2001 - 09 - 21
基金项目:安徽省十五攻关项目 (0101却09)
作者简介:沈广鸿(1966 - ),男,安徽全椒人,蚌埠坦克学院讲师,现为安徽大学硕士研究生.
沈广鸿,等:提高元源非接触 IC 卡作用范围的有效方法
第 1 期 67
向传递数据。
上
位
机
串行口
无源 IC 卡
图 1 非接触 IC 卡系统框图
非接触 IC 卡系统的工作过程为[2 1.上位机向读写器发送命令,读写器接到该命令后分
析执行,将上位机的命令信号编码后加载在频率为 13.56MHz的载波信号上经天线向外发
送,如无源非接触 IC 卡进入读写器工作区域则可接收到此脉冲信号,此时卡内芯片中的射
频接口模块由此信号获得电源电压后产生复位信号建立时钟信号;同时卡内芯片中的有关
电路对此信号进行调制、解码、解密,然后由内部管理程序对命令请求、密码、权限等进行判
断,如果命令请求、密码、权限正确,由 IC 卡内部控制逻辑电路执行相应功能,并向读写器返
回处理结果信息,若经判
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