一．Mifare 1非接觸式IC智能射頻卡特點

Mifare 1 IC智能(射頻)卡的核心是Philips 公司的Mifare 1 IC S50（-01，-02，-03，-04）系列微模塊（微晶片）。它確定了卡片的特性以及卡片讀寫器的諸多性能。

Mifare 1 IC智能(射頻)卡采用先進的芯片制造工藝制作。內建有高速的CMOS EEPROM，MCU等。卡片上除了IC微晶片及一副高效率天線外，無任何其他元件。

卡片上無源（無任何電池），工作時的電源能量由卡片讀寫器天線發送無線電載波信號耦合到卡片上天線而產生電能，一般可達2V以上，供卡片上IC工作。工作頻率 13.56MHZ。

?二、Mifare 1射頻卡所具有的獨特的MIFARE RF（射頻）非接觸式接口標準已被制定為國際標準：ISO/IEC 14443 TYPE A 標準。

射頻卡標準操作距離為100mm（由MCM500 作為讀寫器核心模塊）和25 mm （由MCM200 作為讀寫器核心模塊）。與卡片讀寫器的通信速率高達106Kbit/s。

Mifare 1 IC智能(射頻)卡上具有先進的數據通信加密并雙向驗證密碼系統；且具有防重疊功能：能在同一時間處理重疊在卡片讀寫器天線的有效工作距離內的多張重疊的卡片。

Mifare 1 IC智能(射頻)卡與讀寫器通信使用握手式半雙工通信協議；卡片上有高速的CRC協處理器，符合CCITT標準。

卡片制造時具有唯一的卡片系列號，沒有重復的相同的兩張MIFARE 卡片。

卡片上內建8K（bit） EEPROM存儲容量并劃分為16個扇區，每個扇區劃分為4個數據存儲塊，每個扇區可由多種方式的密碼管理。

卡片上還內建有增值/減值的專項的數學運算電路，非常適合公交/地鐵等行業的檢票/收費系統。典型的檢票交易時間最長不超過100ms(0.1秒)（包括卡片的認證，6個扇區的讀（768bit,2個扇區的認證），2個扇區的寫操作（256bit））。

卡片上的數據讀寫可超過10萬次以上；數據保存期可達10年以上，且卡片抗靜電保護能力達2KV以上。

?三．Mifare 1非接觸式IC智能射頻卡功能組成

（一）. RF射頻接口電路

在RF射頻接口電路中，主要包括有波形轉換模塊。它可將卡片讀寫器上的13.56MHZ的無線電調制頻率接收，一方面送調制/解調模塊，另一方面進行波形轉換，將正弦波轉換為方波，然后對其整流濾波，由電壓調節模塊對電壓進行進一步的處理，包括穩壓等，最終輸出供給卡片上的各電路。

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POR模塊主要是對卡片上的各個電路進行POWER-ON-RESET（上電復位），使各電路同步啟動工作。

（二）。 在數字電路部分模塊中：

1． ATR模塊：Answer to Request(“請求之應答“)

當一張Mifare 1卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內時，程序員控制讀寫器向卡片發出REQUEST all(或REQUEST std) 命令后，卡片的ATR將啟動，將卡片Block 0 中的卡片類型（TagType）號共2個字節傳送給讀寫器，建立卡片與讀寫器的第一步通信聯絡。

如果不進行第一步的ATR工作，讀寫器對卡片的其他操作（Read/Write等）將不會進行。

卡片的類型（TagType）號共2個字節，可能為：0004H

2．AntiCollision模塊：防止（卡片）重疊功能

如果有多張Mifare 1卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內時，AntiCollision模塊的防重疊功能將被啟動工作。在程序員控制下的卡片讀寫器將會首先與每一張卡片進行通信，取得每一張卡片的系列號。由于Mifare 1卡片每一張都具有其唯一的系列號，決不會相同，因此卡片讀寫器根據卡片的序列號來識別，區分已選的卡片，卡片讀寫器中的MCM中的AntiCollision防重疊功能配合卡片上的防重疊功能模塊，由程序員來控制讀寫器，根據卡片的序列號來選定一張卡片。被選中的卡片將直接與讀寫器進行數據交換，未被選擇的卡片處于等待狀態，隨時準備與卡片讀寫器進行通信。

AntiCollision模塊（防重疊功能）啟動工作時，卡片讀寫器將得到卡片的序列號Serial Number。序列號Serial Number存儲在卡片的Block 0中，共有5個字節，實際有用的為4個字節，另一個字節為序列號Serial Number的校驗字節，這在以后章節中詳細論述，包括對序列號Serial Number的校驗方法等。

序列號Serial Number中實際有用的4個字節，可能為：007e0a42h 。

3．Select Application 模塊：主要用于卡片的選擇。

當卡片與讀寫器完成了上述的二個步驟，程序員控制的讀寫器要想對卡片進行讀寫操

作，必須對卡片進行“Select” 操作。以使卡片真正地被選中。

被選中的卡片將卡片上存儲在Block 0中的卡片的容量“Size” 字節傳送給讀寫器。當讀寫器收到這一字節后，將明確可以對卡片進行深一步的操作了。例如，可以進行密碼驗證等等。

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讀寫器收到的“Size” 字節可能為：88h

4．Authentication & Access Control 模塊： 認證及存取控制模塊

在確認了上述的三個步驟，確認已經選擇了一張卡片時，程序員對卡片進行讀寫操作之前，必須對卡片上已經設置的密碼進行認證，如果匹配，則允許進一步的Read/Write操作。

Mifare 1 卡片上有16個扇區，每個扇區都可分別設置各自的密碼，互不干涉。因此每個扇區可獨立地應用于一個應用場合。整個卡片可以設計成“一卡通”形式來應用。

三遍認證：

認證過程是這樣進行的：

（A）環：由Mifare 1卡片 向讀寫器 發送一個隨機數據 Rndom B；

（B）環：由讀寫器收到RB后向Mifare 1卡片發送一個令牌數據TOKEN AB，其中包含了讀寫器發出的一個隨機數據 Rndom A；

（C）環：Mifare 1卡片收到 TOKEN AB 后，對TOKEN AB 的加密的部分進行解密，并校驗第一次由（A）環中Mifare 1卡片 發出去的隨機數RB是否與（B）環中接收到的TOKEN AB中的RB相一致；

（D）環：如果（C）環校驗是正確的，則Mifare 1卡片 向讀寫器 發送令牌TOKEN BA給讀寫器；

（E）環：讀寫器 收到令牌TOKEN BA后，讀寫器將對令牌TOKEN BA中的RB（隨機數）進行解密；并校驗第一次由（B）環中讀寫器發出去的隨機數RA是否與（D）環中接收到 的TOKEN BA中的RA相一致；

如果上述的每一個環都為“真”，都能正確通過驗證，則整個的認證過程將成功。讀寫器將能對剛剛認證通過的卡片上的這個扇區可以進入下一步的操作（READ/WRITE 等操作）。

卡片中的其他扇區由于有其各自的密碼，因此不能對其進行進一步的操作。如想對其他扇區進行操作，必須完成上述的認證過程。

認證過程中的任何一環出現差錯，整個認證將告失敗。必須從新開始。

如果事先不知卡片上的密碼，則由于密碼的變化可以極其復雜，因此靠猜測密碼而想打開卡片上的一個扇區的可能性幾乎為零。

這里提醒一下程序員和卡片的使用者，必須牢記卡片中的16個扇區的每一個密碼，否則，遺忘某一扇區的密碼，將使該扇區中的數據不能讀寫。沒有任何辦法可以挽救這種低級錯誤。但是，卡片上的其他扇區可以照樣使用。

上述的敘述已經可以充分地說明了Mifare 1 卡片的高度安全性，保密性，及卡片的應用場合多樣性，一卡多用（一卡通）。

5．Control & Arithmetic Unit 控制及算術運算單元：

這一單元是整個卡片的控制中心，是卡片的“頭腦”。它主要進行對整個卡片的各個單位進行微操作控制，協調卡片的各個步驟；同時它還對各種收/發的數據進行算術運算處理，遞增/遞減處理，CRC運算處理，等等。是卡片中內建的中央微處理機（MCU）單元。

6．RAM/ROM 單元：

RAM主要配合控制及算術運算單元，將運算的結果進行暫時存儲，如果某些數據需要存儲到EEPROM，則由控制及算術運算單元取出送到EEPROM存儲器中；如果某些數據需要傳送給讀寫器，則由控制及算術運算單元取出，經過RF射頻接口電路的處理，通過卡片上的天線傳送給卡片讀寫器。RAM中的數據在卡片失掉電源后（卡片離開讀寫器天線的有效工作范圍內）將被清除。

同時，ROM中還固化了卡片運行所需要的必要的程序指令，由控制及算術運算單元取出去對每個單元進行微指令控制。使卡片能有條不紊地與卡片的讀寫器進行數據通信。

7．Crypto Unit 數據加密單元：

該單元完成對數據的加密處理及密碼保護。加密的算法可以為DES標準算法或其他。

8． EEPROM INTERFACE/EEPROM MEMORY?? EEPROM存儲器及其接口電路：

該單元主要用于存儲數據。EEPROM中的數據在卡片失掉電源后（卡片離開讀寫器天線的有效工作范圍內）仍將被保持。用戶所要存儲的數據被存放在該單元中。Mifare 1卡片中的這一單元容量為8196bit(1 Kbyte)。分為16個扇區。

三．? Mifare 1 IC智能(射頻)卡的物理組成及卡片上天線的研究

????? 在卡片上的微晶片外面一般封裝了保護層。保護層可以防止微晶片被折疊，扭曲等眾多對卡片實施非正常的物理性損壞。同時也防止微晶片受到紫外線的輻射，使卡片能長久地被使用。

但從電性能的角度來看，由于加入了保護層，使IC與卡片上的天線組成的振蕩回路的頻率將發生變化。因為，保護層給IC微晶片增加了一個輸入回路電容Cmount。盡管這個電容只有幾個pf 至幾十個pf，但對于要求頻率精度，穩定度等都很高的非接觸式IC智能射頻卡來說，也將是很重要的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的非接触式IC智能(射频)卡的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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