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1、 摘 要随着社会的进步与发展,我们的信息数量和种类都迅速的增长，每天都要都要处理很多和个人有关的信息，而这些信息管理信息非常不便。因此，现实生活在中IC卡的应用十分广泛，它有助我们解决问题。IC卡读写器是IC卡和计算机之间的传输媒介载体，他与计算机之间通过串行口相连，本文主要使用STC89C52RC单片机为核心对RC522射频芯片技术结合的产物。关键字：单片机；IC卡；射频芯片第 I页 共 II页 ABSTRACT With the progress and development of society, the number and type of information that we h
2、ave rapid growth, we must have to handle a lot of information about individuals daily management information and this information is very inconvenient. Thus, real-life applications of the IC card in a very wide range, it will help us solve the problem. IC card reader is a carrier transmission medium
3、 between the IC card and a computer connected via serial port between him and the computer, the paper use STC89C52RC micro controller as the core of the RC522 RF chip technology combined with the product. Keywords: microcontroller；IC card；rfid chip第 II页 共II页 第1章 绪 论1.1课题研究的背景和意义 IC卡是集成电路卡(Integrated
4、CircuitCard)的英文简称，有些国家也称IC卡为智能卡、微芯片卡等，IC卡最初设想是由日本人提出来的，是在原始的磁卡的基础上开发出来的。1974年，法国的罗兰莫雷诺(RolandMoreno)发明了带集成电路芯片的塑料卡片，并取得了专利权，这就是早期的IC卡。1976年法国布尔(Bull)公司研制出世界第一枚IC卡1。目前，IC卡家族中档次最高的智能IC卡，又称CPU卡。顾名思义，这种卡片上不但有存储数据的存储器和对外联络的通讯接口，还带有具备数据处理能力的微处理器，实际上是一台卡上的单片微机系统。为了管理这一系统中的硬件和软件资源,卡上存储有进行数据读写和安全管理的程序,以及管理这些
5、程序的卡上操作系统，即COS(Chip Operating system)。COS与我们在PC机上常见的DOS和WINDOWS等操作系统有很大不同，它是根据IC卡特点而开发的专用操作系统.COS受IC卡存储容量和微处理器性能的限制,主要功能是：控制IC卡与外界的信息交换；管理IC卡上各种存储器；在IC卡内执行读写器的各种操作命令有了CPU与COS，IC卡就有了智能。因此智能IC卡具有超强的存储性能，提供很高的信息安全性和可靠性。非接触式IC卡又称感应IC卡、射频IC卡。非接触式IC卡系统是世界上最近几年发才展起来的一项新的技术，事由当今世界先进的射频技术和IC卡技术结合的产物，它将射频识别技术
6、和IC技术成功地结合起来，解决了器件无源和免接触的难题，使卡片在靠近读写器既射频模块表面时即可完成卡中数据的读写操作，是电子器件领域的一大突破。非接触式IC卡一经问世，便立即引起世界的关注。非接触式IC卡操作方便、抗干扰性高、可靠性高、安全性强的特点，使得它在一些接触式卡不适用或者无法使用的场所，更有优势和实用价值，被广泛应用于门禁、公交、收费系统等领域。 本选题的目的是利用STC89C52单片机设计一个IC卡读写器，在理解单片机应用原理的前提下，来提高IC卡读/写器的可靠性。在IC卡读/写中出现问题时，能及时告警并恢复到正常状态。理解IC的读写软件结构，用具体的软件系统来完成IC卡的读和写的
7、功能。 对于STC89C52单片机它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。而且现在应用单片机编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。所以，深入掌握单片机的功能可以有效的用单片机来实现IC卡的读与写。 IC卡虽然有很强的功能，但是只当IC卡在应用系统中，构成发行方、应用系统和持卡人之间的数据交换媒介的时候，才能有效地发挥其极大的优势。一个好的IC卡应用系统，应具备良好的应用特性和性能价格比，还要有好的安全特性
8、。 由于IC卡的存储容量大，安全保密性好，使用方便，具有数据处理能力，使用寿命长。它除了涵盖传统磁卡的全部功能外，还拓展到多磁卡所不胜的领域。目前，IC卡除了在金融系统外，在非金融系统也得到了广泛应用。如在通信领域中的公用电话卡、移动电话的SIM卡；在交通领域中的驾驶员执照卡、停车收费卡、公共交通设施的自动收费卡及公共交通工具的自动收费卡等；另外在医疗保健、身份识别、校园及消费娱乐领域中也得到了具体的应用。如今IC卡已深入到人们的各项生活中，无处不在。因此，基于IC卡读写系统设计的研究是一个非常有意义的课题。1.2国内外研究现状国内外IC卡的市场经过近年的发展，已经进入到发展的调整阶段，虽然还
9、存在着一些弊端，但总的发展方向已经在朝着良好的未来前进。展望未来几年IC卡市场状况，前景将更加美好。具体将体现在以下几个方面： 1.在移动电话领域：移动手机卡仍将是市场的主流产品之一。从出货量来看，未来五年会增长至20亿张，而发到最终用户手中的卡片也将呈现增长的趋势。特别是随着4G时代的来临，将会有大量的增长。 2.在第二代居民身份证换发领域：按照公安部的统一的部署，到2008年底，基本换发完毕，即换发9亿张。第二代居民身份证除公安应用领域外，其应用领域涉及百余种，如银行、旅馆、餐饮、交通、股票、邮政、机场、社会保障、工作就业等等。 3.在银行与金融服务业：尽管EMV迁移的动力不足，但它的前景
10、还是非常的广阔。同时随着我国各个方面的进一步增强，虽然EMV迁移的风险转移越来越突出，但符合EMV2000标准的发卡数量在未来5年内仍旧会有突破性地增长，其数量将以千万计。 4.在学生教育系统的领域：目前教育部和各级地方教育系统正在探讨教育系统学生证件卡和校园一卡通的统一标准问题。如果一旦实现统一的标准，将进一步推动学生信息安全和教育事业的发展，其发卡数量量将数以亿计。 5.在城市交通卡方面：城市交通卡将向一卡通方向发展，如从长三角地区延伸。 6.在劳动与社会保障卡方面：随着我国社会保障体系的不断完善，加之劳动与社会保障卡已有行业标准，其在五年内发卡量将有明显增长。如上海的社保卡已向乡镇及流动
11、人口发展。 7.在政府机构和企业身份识别和存取管理卡方面：这种卡是解决在共享信息和信息化基础设施的同时，保证系统和信息安全的重要措施。它是基于PKI技术，解决信息的真实性、完整性和不可否认性的要求，保证系统和信息安全，以求不同身份的用户共享信息，各取所需。这种卡的需求量将与日俱增。当然这种卡的形式可以是智能卡的形式，也可以是USB KEY的形式。 8.IC卡向射频识别(RFID)领域发展：国家金卡办自2004年第七届全国IC卡应用工作会后，已把RFID技术和电子标签应用正式列入国家金卡工程重点工作，并着手组织应用试点。经过一年多的调研和探讨，经有关行业和地方申报，已在有条件的部门和地方启动了试
12、点工作，正积极、稳妥地推进RFID应用示范工程建设。如面向工业生产过程与安全生产管理，促进生产力发展；服务于“三农”，推进农业（农产品）产业化；重要物品的防伪和动态管理；供应链与现代物流管理；数字旅游产业与现代服务业等。1.3安全技术非接触式IC卡以卡用芯片的物理安全技术、卡片制造的安全技术和卡的通讯安全技术这三个方面的内容构成其强大的安全技术。 卡用芯片的物理安全技术通过设置高/低电压检测器、低频时钟探测器、熔丝、存储器物理保护层、存储器逻辑保护、金属化结构等措施防止对芯片存储器和其他逻辑电路的分析，并防止再激活芯片的测试功能。卡片制造的安全技术将荧光安全图象印刷、微线条、激光雕刻签名和图象
13、、安全背景图象等技术用于IC卡塑封表面的印制和防伪识伪。卡的通讯安全技术通过三次相互认证、传输数据加密、设置存储区密码和访问条件、每个芯片设置唯一序列号以及在芯片运送过程中设置传输代码防止对数据的非法截取分析、对存储区的非法访问和对芯片的非法个人化2。第2章 非接触式IC卡技术 2.1射频识别技术射频识别技术是非接触式智能卡系统的基础，是在射频技术、通信技术和计算机术等现代信息技术发展的基础上于20世纪80年代中期问世的。自出现以来，由于它大加速了信息的收集和处理，近年来获得迅速的发展。与传统的条码或磁条识别技术比，射频识别技术具有非接触、作用距离远、精度高、信息的收集和处理快捷等一系的优点，
14、在工业自动化、商品控制、交通运输控管等众多领域得到广泛的发展。 射频识别技术是自动识别技术中的一种(AutomatciEuqipmnet dInetifiaction，简称AEI)。自动识别技术是目前国际上发展很快的一项新技术。该项技术的基本思是通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。目前应用最广泛的自动识别技术大致可以分为两个方面:光学技术和无线电技术两个方面。其中光学技术中普遍应用的产品有条形码和摄像两大类。这两类产品目前己泛应用于人们的日常生活中，并已为人们所熟知。比如，条形码用于商品管理，摄像于抓拍违章车辆等
15、。无线电技术在自动识别领域应用中更具体的技术名称为射频识别射频识别系统的组成一般至少包括两个部分，一部分是电子标签(Tag)，另一部分是读器(Raeder)。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子签附着在待识别物体的表面。阅读器又称为读写装置，可无接触地读取并识别电子标中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的，进一步通过计算机及计算机网实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能11。 依据射频识别技术实现的射频卡系统，可按照以下5种方式分类: 1.根据整个系统工作频率的不同可分为高频、中频及低频系统； 2.根据射频卡工作方式的不同可分成三种:可读写卡(RW)、一次写入多次读出(WORM)和只读卡(RO)系统；3.根据射频卡供电方式可分为有源卡系统及无源卡系统；4.根据调制方式的不同可分为主动式和被动式系统；5.根据读取卡片数据的技术实现手段，可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大不同系统。射频识别系统由两部分组成，应答器和录呼器。寻呼器的主要组成部分是无线收发机，在应答器内有感应线圈（天线）及用于存储有关应用标识信息的存储器。2.1.1射频技术在非接触式IC卡中的实现 非接触IC卡又称为射频I
