10ISO14443协议学习总结

ISO/IEC14443-4协议——学习总结主讲内容非接触式IC的工作原理信号能量及信号接口初始化和抗冲突特性数据传输协议非接触式IC的工作原理主讲内容工作原理简介IC卡技术指标及物理特性非接触式IC的工作原理交变的磁场RF，频率为13.56MLC谐振回路，共振，产生电荷，累积到2V以上，作为内部工作电压PICC内的数据发射出去或接受读写器的数据PCD对接收到的信号进行解调、解码后送至后台计算机参数外形尺寸IS0标准卡85.72mm×54.03mm×0.76mm±容差存储容量8Kbit,16个分区，每分区两组密码工作频率13.56MHz通讯速率106KBoud读写距离2.5~10cm读写时间1~2ms工作温度0℃~50℃擦写寿命100,000次数据保存10年封装材料PVC、ABS、PET、PETG、0.13mm铜线封装工艺超声波自动植线/自动碰焊执行标准ISO14443，ISO10536功能支持一卡多用典型应用企业/校园一卡通、公交储值卡、高速公路收费、停车场、小区/园区管理等非接触式IC卡技术指标主讲内容非接触式IC的工作原理信号能量及信号接口初始化和抗冲突特性数据传输协议信号能量及信号接口主讲内容信号能量RFID常用编码、调制与解调技术PICC及PCD内部运作的过程信号能量耦合IC卡的能量是通过发送频率为13.56MHz的阅读器的交变磁场来提供。阅读器产生的磁场必须在1.5A/m-7.5A/m之间。两种阅读器和近耦合IC卡之间的数据传输方式：A型和B型。一张IC卡只需选择两种方法之一。符合标准的阅读器必须同时支持这两种传输方式，以便支持所有的IC卡。阅读器在闲置的状态时能在两种通信方法之间周期的转换。RFID常用编码反向不归零(NRZ)编码、曼彻斯特(Manchester)编码、米勒(Miller)编码、改进Miller编码等。RFID常用调制与解调技术ASK调制波形（幅移键控）ASK解调波形BPSK调制与解调（双相移键控）PICC及PCD内部编解码与调制解调过程改进米勒编码100%ASK调制解调PCDPICC13.56M正弦载波解码Manchester编码OOK调制控制开关正弦载波ASK解调OOK副载波解调Manchester解码OOK副载波调制信号PCDPICC847K副载波PCD-PICCPCD-PICC（TypeA）PICC及PCD内部编解码与调制解调过程PCD-PICCPCD-PICC（TypeB）信号接口小结主讲内容非接触式IC的工作原理信号能量及信号接口初始化和抗冲突特性数据传输协议初始化和抗冲突特性这一部分规定了邻近卡（PICCs）进入邻近耦合设备（PCDs)时的轮寻。通信初始化阶段的字符格式、帧结构、时序信息、REQ和ATQ命令内容。从多卡中选取其中的一张的方法，即如何抗冲突的。初始化阶段的其它必须的参数。以typea为代表，介绍PICC的几种状态以typea为代表，引入一个抗冲突的实例，说明相关流程。分typea和typeb两类，总体介绍抗冲突流程。主讲内容：协议内容：以A类为代表的PICC状态图POWEROFFIDLE(休闲)状态HALT状态REQA命令READY状态ACTIVE状态防冲突循环Select命令HALT命令应用Wake-up命令TYPEA防碰撞环流程比特帧防冲突选择时序如图所示，操作分三阶段：（1）Request（PCD发送请求命令）ATQAPICC#1b1（1000000000000000）b16卡＃1采用比特防冲突，b8b7=00,∴UID＝1ATQAPICC#2b1（1000001000000000）b16卡＃2采用比特防冲突，b8b7=01,∴UID＝2’26’所有卡PICC应答ATQA例：假设在PCD场中有2张PICC卡，说明初始化和防冲突过程。已知：PICC＃1的UID大小：1，UID0=“10”PICC＃2的UID大小：2约定：PCDtoPICCPICCtoPCD（×××‥×）b发送的第1位（最低位）REQA（2）Anticollisionloop,cascadelevel1（防冲突循环CL1）PICC#1b1（00001000）b8（此处为UID0编码：10H）∵UID＝1PICC#2b1（00010001）b8（此处为CT编码：88H）∵UID＝2’93’SELNVB’20’UID0UID1UID2UID3BCCCTUID0UID1UID2BCCFirstcollisionatbitpoint＃4SELNVB’93’’24’UID0UID1UID2BCCb1（0001）b40001PICC#2∴coll＝4SELNVBCTUID0UID1UID2BCCCRC-ASEL命令’93’’70’b1（00010001）b8SAKCRC-Ab1（××1×××××）b8b3=1,UID不完整只有卡2响应，故不冲突PCD发防冲突命令冲突发生之前被接收到的UIDCLn的一部分再加上(0)b或(1)b（3）Anticollisionloop,cascadelevel2（防冲突循环CL2）’95’SELNVB’20’PICC#2UID3UID4UID5UID6BCCSELNVBCTUID0UID1UID2BCCCRC-ASEL命令SAKCRC-Ab1（××0×××××）b8b3=0,UID完整’95’’70’现在已完整，从UID0～UID7“7”－最大字节数卡应答SAK，指出UID完整，从Ready状态转换到Active状态REQA和WAKE-UP帧：请求和唤醒帧用来初始化通信通信开始7个数据位发送，LSB首先发送。（标准REQA的数据内容是‘26’，WAKE-UP请求的数据内容是‘52’）通信结束b16b15b14b13b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1RFUUID长度比特帧RFU比特帧防冲突ATQA：在PCD发送请求命令（REQA）之后，所有PICC以其在两个数据字节中编码了可用防冲突类型的请求应答（ATQA）表示同步地进行响应规则1：位b7和b8编码了UID长度（单个、两个或三个）规则2：b1、b2、b3、b4或b5中的一个应置为(1)b以指出比特帧防冲突。ATQA的b8b7UID的大小最大级联CLUID的字节数0001101231234710SELECT和ANTICOLLISION命令：用于防冲突循环，组成如下：SELNVBUIDCLn数据位BCC校验位选择代码SEL（1字节）有效位数量NVB（1字节）：规定了PCD所发送的CLn的有效位的数目由NVB指定的UIDCLn（0～40位）1字节1字节0～4字节1字节校验位仅当UID的数据位为4字节时（完整）才有。UID大小：1UID大小：2UID大小：3UIDCLnUID0CTCTUIDCL1UID1UID0UID0UID2UID1UID1UID3UID2UID2BCCBCCBCCUID3CTUIDCL2UID4UID3UID5UID4UID6UID5BCCBBCUID6UIDCL3UID7UID8UID9BCCCT为级联标志，编码为88HBBC是检验字节，以上4个字节的异或。b8b7b6b5b4b3b2b1含义10010011选择串联级别110010101选择串联级别210010111选择串联级别31001所有其他RFUb8b7b6b5b4b3b2b1含义0010----字节计数=20011----字节计数=30100----字节计数=40101----字节计数=50110----字节计数=60111----字节计数=7----0000比特计数=0----0001比特计数=1----0010比特计数=2----0011比特计数=3----0100比特计数=4----0101比特计数=5----0110比特计数=6----0111比特计数=7较高4位称为字节计数，较低4位称为比特计数，NVB的编码（有效比特的数）b8b7b6b5b4b3b2b1RFUb6=1，PICC兼容14443RFUb3=0,UID完整b3=1,还有部分UIDCLn需确认RFUSAK的编码如果UID不完整，PICC应保持READY状态并且PCD应以递增的串联级别来初始化新的防冲突环。如果UID完整，PICC应发送带有清空的串联比特的SAK并从READY状态转换到ACTIVE状态。当提供了附加信息时，PICC应设置SAK的第6位b6。TYPEB防碰撞环流程TYPEB防碰撞环流程HaltPower-offYNN=1N1HLTBREQB或WUPB匹配时隙REQB或WUPBYREQB或WUPBNAFI匹配M＝000?选择N等待SlotMarker匹配送ATQBHaltPower-off等待REQB或WUPBActive等待ATTRIB匹配或HLTBActiveReadyIdleReadyRequestedReadyDeclaredATTRIBDESELECTWUPB初始化和抗冲突小结不同的防碰撞算法，对碰撞检测的要求会有不同，如TYPEA防碰撞是必须辨别碰撞在哪一位发生的，而对于TPYEB的时隙ALOHA算法，可以不必追究哪一位发生了碰撞，只要判别在该时隙里是否发生碰撞即可。无论什么协议都需要判断是否发生了碰撞才能进行下一步的操作，因此碰撞检测是实现防碰撞算法和协议不可少的重要环节。主讲内容非接触式IC的工作原理信号能量及信号接口初始化和抗冲突特性数据传输协议数据传输协议PICC的激活过程和解除激活的流程。在流程图上分别介绍RATS、ATS、PPS(协议和参数选择)等命令结构和编码。介绍数据传输过程中的分组（块）结构编码及操作。介绍一个分组链传输的例子。主讲内容：TYPEA进入能量场发送REQA接收ATQA防碰撞循环可以使用ATS？使用ISO/IEC14443-4协议？发送RATS接收ATS支持PPS？改变参数？交换传输数据发送PPS请求接收PPS应答发送WUPA发送HLTA非ISO/IEC14443-4协议发送DECELECT请求接收DECELECT响应是否否是是否是否ISO/IEC14443-3ISO/IEC14443-4RATRS(请求ATS)命令：第一字节：命令开始，编码为E0H。第二字节：高4位为FSDI，用于编码PCD可接收的FSD(最大帧长).低4位为CID(卡标识符),PICC寻址的逻辑号编码值为0-14，15为备用。第三、四字节：校验码。‘E0’参数FSDI、CIDCRC1CRC2参数字节编码FSDI和CID开始的字节FSDI0123456789-FFSD(字节)16243240486496128256RFU256FSD到FSDI的转换表ATS(answertoselect)命令：长度字节TL：给出ATS响应的长度，包括TL字节，但不包含两个CRC字节，且ATS不能超出FSD的大小，因此TL的最大值应不超过FSD-2。FSCI若该位置为1,TA(1)被传输若该位置为1,TB(1)被传输若该位置为1,TC(1)被传输应置为0,1为RFU格式字节T0：可选，只要出现，长度字节TL就会1。FSCI用于编码FSC，即PICC可接收的最大帧长，缺省值为2，即32字节。FSC的编码等于FSD（之前）的编码。ATS(answertoselect)命令：接口字节TA(1)：决定参数因子D、编码DS(发送因子)和DR（接收因子）。最高有效位b8编码了为每个方向处理不同除数的可能性。当该位被置为1时，PICC不能为每个方向处理不同除数。位b7到b5为PICC到PCD方向编码了PICC的位速率能力，称为DS。其缺省值应为(000)b。位b4被置为(0)b，其他值为RFU。位b3到b1为PCD到PICC方向编码了PICC的位速率能力，称为DR。其缺省值应为(000)b。ATS(answertoselect)命令：SFGT=（256×16/fc）×2^SFGIFWT=（256×16