Page: 1主要内容主要内容第6章高频RFID技术6.1高频RFID标签6.2高频RFID接口芯片6.3高频RFID读写器开发举例第第6章章 高频高频RFID技术技术 Page: 26.1高频高频RFID标签标签高频(高频(High FrequencyHigh Frequency,HFHF)载波频率位于)载波频率位于3MHz-30 3MHz-30 MHzMHz多数高频多数高频RFIDRFID系统的电子标签工作在读写器天线的系统的电子标签工作在读写器天线的无功近场区,向读写器发送数据使用负载调制方式无功近场区,向读写器发送数据使用负载调制方式高频高频RFIDRFID技术常用的载波频率主要是技术常用的载波频率主要是13.56 MHz13.56 MHz高频高频RFIDRFID电子标签主要用于小额支付、证卡等场合,电子标签主要用于小额支付、证卡等场合,读写距离小于读写距离小于1m1m相关的国际标准有相关的国际标准有ISO/IEC14443ISO/IEC14443和和ISO/IEC15693ISO/IEC15693等等 Page: 36.1.1MIFARE系列电子标签系列电子标签1. Mifare UltraLight1. Mifare UltraLight(1 1)主要特性)主要特性遵守遵守ISO/IEC14443A 1-3ISO/IEC14443A 1-3设计用于各类有限制的应用,比如活动入场券、设计用于各类有限制的应用,比如活动入场券、积分优惠券和限次使用车票等。
积分优惠券和限次使用车票等使用使用3DES3DES认证确保数据访问安全认证确保数据访问安全7 7字节全球唯一序列号支持防克隆字节全球唯一序列号支持防克隆具有具有1536bits1536bits的内存容量,数据传输速率为的内存容量,数据传输速率为106 106 kb/skb/s,典型的票务交易时间小于,典型的票务交易时间小于35ms35ms Page: 4(2)内部结构)内部结构整个芯片主要由整个芯片主要由1536bits1536bits的的EEPROMEEPROM、射频接口和、射频接口和数字控制单元三部分组成数字控制单元三部分组成 Page: 5(3)存储结构)存储结构页地址页地址描述描述0序列号序列号1序列号序列号21字节序列号字节序列号+1字节内部数据字节内部数据+2锁定字节锁定字节3OTP4-39用户存储空间用户存储空间402锁定字节锁定字节+2未用字节未用字节412字节字节16位计数器位计数器+2未用字节未用字节42认证配置认证配置43认证配置认证配置44-47认证密钥认证密钥7字节字节UID及及2字节的校验码(字节的校验码(Block Check Character, BCC)共)共9字节占据第字节占据第0-1页及第页及第2页的第页的第1个字节,其中个字节,其中BCC0=CT(88H) SN0 SN1 SN2,BCC1=SN3 SN4 SN5 SN6 Page: 6锁定字节锁定字节设置为只读模式。
设置为只读模式LxLx由由0 0编程为编程为1 1,Page3-15Page3-15的的对应页对应页设置为只读设置为只读BLxBLx用于冻结锁定位本身用于冻结锁定位本身BL15-10BL15-10锁定锁定L15-L10L15-L10锁定位的编程是不可逆的,即只能从锁定位的编程是不可逆的,即只能从0 0改变为改变为1 1芯片使用第芯片使用第4040页的前两个字节锁定页地址页的前两个字节锁定页地址1616之后的存储区之后的存储区域域 Page: 73-41页页OTPOTP出厂时出厂时32bits32bits数据初始化为数据初始化为0 0,实际使用时只能改写为,实际使用时只能改写为1 1;4-394-39页为用户可以自由使用的存储空间,共计页为用户可以自由使用的存储空间,共计144144字节;字节;4141页页2Byte2Byte为为1616位单增计数器,出厂初始值为位单增计数器,出厂初始值为0000H0000H;当计数器值为当计数器值为0000H0000H时,对其写操作可以将计数器的值写成时,对其写操作可以将计数器的值写成0001H-FFFFH0001H-FFFFH之间的任意值;之间的任意值;当计数器不为当计数器不为0000H0000H时,对其写操作为增量操作,增量操作每时,对其写操作为增量操作,增量操作每次的增量值为次的增量值为0-150-15之间的某个数;之间的某个数;3OTP4-39用户存储空间用户存储空间402锁定字节锁定字节+2未用字节未用字节412字节字节16位计数器位计数器+2未用字节未用字节 Page: 842-47页页412字节字节16位计数器位计数器+2未用字节未用字节42认证配置认证配置43认证配置认证配置44-47认证密钥认证密钥4242和和4343页存放认证配置,每页仅使用了第页存放认证配置,每页仅使用了第1 1个字节。
其中个字节其中4242页的页的Byte0Byte0存放了需要认证的起始页地址,有效值为存放了需要认证的起始页地址,有效值为3-483-48;4343页的页的Byte0Byte0仅使用仅使用bit0bit0,为,为0 0时表示读和写都需要严格的时表示读和写都需要严格的认证,为认证,为1 1时表示写操作需要认证,而读操作不需要认证;时表示写操作需要认证,而读操作不需要认证;44-4744-47页存储用于页存储用于3DES3DES加密的两组密钥,共加密的两组密钥,共1616字节 Page: 9(4)通信命令)通信命令命令命令对应的对应的ISO/IEC14443命令命令说明说明RequestREQA卡请求Wake-upWUPA卡唤醒AnticollisionCL1AnticollisionCL1第1层级防冲突SelectCL1SelectCL1第1层级卡选择AnticollisionCL2AnticollisionCL2第2层级防冲突SelectCL2SelectCL2第2层级卡选择HaltHalt卡暂停READ-读卡WRITE-写卡COMPATIBILITYWRITE-兼容写AUTHENTICATE-认证 Page: 102.MifareClassic(1 1)主要特性)主要特性又常被称为又常被称为Mifare StandardMifare Standard、Mifare OneMifare One、MF1MF1,是遵守,是遵守ISO14443AISO14443A标准的卡片中应用最为广泛、影响力最大的一员标准的卡片中应用最为广泛、影响力最大的一员MIFARE ClassicMIFARE Classic包括包括S50S50和和S70S70两个型号,主要设计用于各类两个型号,主要设计用于各类公共交通票证以及小额支付,完整的交易时间小于公共交通票证以及小额支付,完整的交易时间小于100ms100ms。
MIFARE ClassicMIFARE Classic使用基于使用基于ISO/IEC DIS 9798-2ISO/IEC DIS 9798-2的的3 3次握手认证,次握手认证,芯片具有芯片具有7 7字节全球唯一序列号或字节全球唯一序列号或4 4字节不唯一序列号(字节不唯一序列号(Non-Non-Unique ID,NUIDUnique ID,NUID),读写距离可达),读写距离可达100mm100mm可应用于公共交通、电子收费、校园卡、网吧、门禁管理、可应用于公共交通、电子收费、校园卡、网吧、门禁管理、停车场收费、考勤管理、会员积分等场合停车场收费、考勤管理、会员积分等场合 Page: 11(2)内部结构)内部结构整个芯片可以分为射频接口和数字模块两部分,其整个芯片可以分为射频接口和数字模块两部分,其中数字模块又分为中数字模块又分为1k1k字节的字节的EEPROMEEPROM和数字控制单元和数字控制单元两个子模块两个子模块 Page: 12(3)存储结构)存储结构扇区号扇区号块号块号块类型块类型总块号总块号扇区扇区0块块0厂商代码厂商代码厂商块厂商块0块块1数据块数据块1块块2数据块数据块2块块3密码密码A存取控制存取控制密码密码B区尾块区尾块3扇区扇区1块块0数据块数据块4块块1数据块数据块5块块2数据块数据块6块块3密码密码A存取控制存取控制密码密码B区尾块区尾块7.扇区扇区15块块0数据块数据块60块块1数据块数据块61块块2数据块数据块62块块3密码密码A存取控制存取控制密码密码B区尾块区尾块63 Page: 13厂商块、数据块与值块厂商块、数据块与值块S50S50扇区扇区0 0块块0 0用于存放厂商代码,不可更改。
用于存放厂商代码,不可更改MF1S503yXMF1S503yX芯片芯片前前4 4个字节为其个字节为其NUIDNUID,MF1S500yXMF1S500yX芯片前芯片前7 7个字节为其个字节为其UIDUID除了厂商块和区尾块,其余的块都是数据块数据块可作两除了厂商块和区尾块,其余的块都是数据块数据块可作两种应用,一种是用作一般的数据保存,可以进行读、写操作;种应用,一种是用作一般的数据保存,可以进行读、写操作;另一种是用于保存数据值,可以进行初始化值、加值、减值、另一种是用于保存数据值,可以进行初始化值、加值、减值、读值等操作读值等操作值块有一个比较严格的格式要求值块中值的长度为值块有一个比较严格的格式要求值块中值的长度为4 4个字节个字节的补码,其表示的范围为的补码,其表示的范围为(-2147483648(-21474836482147483647)2147483647) 0012D687H=1234567D 11H=17D0012D687H=1234567D 11H=17D Page: 14区尾块区尾块新卡出厂密码新卡出厂密码A A一般是一般是A0 A1 A2 A3 A4 A5A0 A1 A2 A3 A4 A5密码密码B B是是B0 B1 B2 B3 B4 B5B0 B1 B2 B3 B4 B5或者密码或者密码A A和密码和密码B B都是都是6 6个个FFFF存取控制字为存取控制字为 FF 07 80 69FF 07 80 69。
Page: 15(4)EEPROM操作操作操作操作描述描述适用的数据块类型适用的数据块类型Read读取指定读取指定Block的内容的内容数据块、值块、区尾块数据块、值块、区尾块Write改写指定改写指定Block的内容的内容数据块、值块、区尾块数据块、值块、区尾块Increment增增加加指指定定值值块块的的值值,并并将将结结果果保保存存在在内内部部传传送送缓冲区缓冲区值块值块Decrement 减减少少指指定定值值块块的的值值,并并将将结结果果保保存存在在内内部部传传送送缓冲区缓冲区值块值块Transfer将将内内部部传传送送缓缓冲冲区区的的内内容写入到指定的容写入到指定的Block值块和数据块值块和数据块Restore读读取取指指定定的的Block内内容容到内部传送缓冲区到内部传送缓冲区值块值块 Page: 16(5)EEPROM存取控制存取控制存取条件共有四种:存取条件共有四种:“验证密码验证密码A A可以操作可以操作(KeyA)”(KeyA)”、“验证验证密码密码B B可以操作可以操作(KeyB)”(KeyB)”、“验证密码验证密码A A或密码或密码B B中的任一个可中的任一个可以操作以操作(KeyA|B)”(KeyA|B)”、“验证哪个密码都不可以操作验证哪个密码都不可以操作(Never)”(Never)”存取控制位存取控制位存取操作所需符合的条件存取操作所需符合的条件适合的应用适合的应用C1C2C3ReadWriteIncrementDecrementTransferRestore000keyA|BkeyA|BkeyA|BkeyA|B芯芯片片出出厂厂后后的的运运输输配置配置010keyA|Bnever nevernever普通数据块普通数据块100keyA|BkeyB nevernever普通数据块普通数据块1。