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轨道交通IC卡分类

 

1、 IC卡简介

  IC卡诞生与1976年,是集成电路卡的简称,也称为智能卡、微芯片卡等。IC卡的核心部件是一块系统集成电路芯片,人们用塑料将这个芯片封装起来,做成信用卡大小的卡片,这就是我们今天见到的IC卡。

  相对磁卡等存储方式,IC卡在可靠性、安全性、容量等方面具有明显的优势。

  可靠性:IC卡具有防磁、防静电、防机械损坏和防化学破坏等能力,信息可保存100年以上,读写次数在10万次以上,至少可用10年;

  安全性:IC卡内置一个专用的芯片,通过设置密码的方式可大大增强卡的安全性。现代技术可对IC卡进行32位加密,基本杜绝了仿制卡的可能性。

  存储容量:芯片技术的发展使IC卡可以存储越来越多的内容。新型的IC卡甚至具备了记忆功能,可直接与手机、电脑等现代设备进行通讯。

  另外,IC卡的种类也越来越多,不仅可制作成传统的卡片式IC卡,还可以制作成手表式、纽扣式、钥匙式等等,大大方便了人们的携带。而且IC卡的应用领域也越来越广,公共交通、电信、金融财务、社会保险、交通旅游、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校管理等等都可以见到它的身影。

2、 IC卡的分类

  IC卡可从内置芯片、外界数据交换界面、数据传输方式、应用领域等多个方面进行分类。这里我们着重从内置芯片和外界数据交换界面两个角度来介绍IC卡。

2.1根据IC卡内部镶嵌芯片的不同进行分类

1)存储卡

  卡内芯片为电可擦除可编程只读存储器EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-only Memory),以及地址译码电路和指令译码电路。为了能把它封装在0.76mm的塑料卡基中,特制成0.3mm的薄型结构。存储卡属于被动型卡,通常采用同步通信方式。这种卡片存储方便、使用简单、价格便宜,在很多场合可以替代磁卡。但该类IC卡不具备保密功能,因而一般用于存放不需要保密的信息。例如医疗上用的急救卡、餐饮业用的客户菜单卡。常见的存储卡有ATMEL公司的AT24C16、AT24C64等。

2)逻辑加密卡

  该类卡片除了具有存储卡的EEPROM外,还带有加密逻辑,每次读/写卡之前要先进行密码验证。如果连续几次密码验证错误,卡片将会自锁,成为死卡。从数据管理、密码校验和识别方面来说,逻辑加密卡也是一种被动型卡,采用同步方式进行通信。该类卡片存储量相对较小,价格相对便宜,适用于有一定保密要求的场合,如食堂就餐卡、电话卡、公共事业收费卡。常见的逻辑加密卡有SIEMENS公司的SLE4442、SLE4428,ATMEL公司的AT88SC1608等。

3)CPU卡

  该类芯片内部包含微处理器单元(CPU)、存储单元(RAM、ROM和EEPROM)、和输入/输出接口单元。其中,RAM用于存放运算过程中的中间数据,ROM中固化有片内操作系统COS(Card Operating System),而EEPROM用于存放持卡人的个人信息以及发行单位的有关信息。CPU管理信息的加/解密和传输,严格防范非法访问卡内信息,发现数次非法访问,将锁死相应的信息区(也可用高一级命令解锁)。CPU卡的容量有大有小,价格比逻辑加密卡要高。但CPU卡的良好的处理能力和上佳的保密性能,使其成为IC卡发展的主要方向。CPU卡适用于保密性要求特别高的场合,如金融卡、军事密令传递卡等。国际上比较著名的CPU卡提供商有Gemplus、G&D、Schlumberger等。

2.2   根据卡与外界数据交换的界面不同进行分类

1)接触式IC卡

  该类卡是通过IC卡读写设备的触点与IC卡的触点接触后进行数据的读写。国际标准ISO7816对此类卡的机械特性、电器特性等进行了严格的规定。

2)非接触式IC卡

  该类卡与IC卡设备无电路接触,而是通过非接触式的读写技术进行读写(如光或无线技术)。其内嵌芯片除了CPU、逻辑单元、存储单元外,增加了射频收发电路。国际标准ISO10536系列阐述了对非接触式IC卡的规定。该类卡一般用在使用频繁、信息量相对较少、可靠性要求较高的场合。

3)双界面卡

  将接触式IC卡与非接触式IC卡组合到一张卡片中,操作独立,但可以共用CPU和存储空间。

3、 非接触IC卡的标准

  目前世界上主流的非接触IC卡标准主要有TYPE A和TYPE B。TYPE A标准以菲利蒲和西门子为代表,出现的比较早,是目前市场上的主要标准之一,市场占有率较大。TYPE B标准以摩托罗拉、意法半导体、三星为代表,出现时间晚,技术比TYPE A标准新,但市场占有率较小。

1)TYPE A

  TYPE A是目前应用最为广泛的一种非接触IC卡标准,世界上应用的自动售票系统中约85%使用的是TYPE A型卡片,当然这与其出现比较早有很大关系。TPYE A型卡芯片的主要提供者是菲利蒲公司、西门子公司。

  TYPE A型卡与读卡器通讯采用100%的ASK调制方式,简单说,就是用0和1来表示信息。当纪录信息“1”时,信号会有0.2-0.3微妙的间隙,当表示信息“0”时,信号根据其前后的信息,可能有间隙也可能没有。这种方式的优点是信息区别明显,受干扰的机会少,反应速度快,不容易误操作;缺点是在需要持续不断的提供能量到IC卡上时,能量有可能会出现波动,影响数据传输,产生不读卡的情况。

  TYPE A型卡的信号表现方式如下图所示:

 

图表 1 TYPE A型卡的信号表现方式

2)TYPE B

  TYPE B是一种新型的非接触式IC卡标准,其典型供应商代表是摩托罗拉公司、意法半导体公司、三星公司。由于技术较新,TYPE B标准在大数据、高频使用等方面存在明显的优势,所以在TYPE B标准出台后也得到了很多用户的响应,目前上升势头良好。

TYPE B型卡与读写器通讯采用的是10%ASK的调制方式,即通讯过程是持续的,如果来来表示信息“1”的信号强度用100表示的话,那么表示信息“0”的信号强度则为90。这种方式的优点是有持续不断的信号传递,不会出现能量波动的情况,就是说不会产生不读卡的现象;缺点是信息区别不明显,相对来说易受外界干扰,可能会有错误信号,但这一缺点已经通过采用信号检验的方式得到很好的弥补。

  TYPE B型卡的信号表现方式如下图所示:

 

图表 2 TYPE B型卡的信号表现方式

3)TYPE C、TYPE D、TYPE E、TYPE F、TYPE G

  除了TYPE A和TYPE B标准之外,市场上还存在TYPE C、TYPE D、TYPE E、TYPE F、TYPE G等另外几种非接触IC卡的标准。它们各有技术特点,在某些的领域得到应用。尤其TYPE C标准在香港的“八达通”应用获得了很大的成功,在深圳应用的“深圳通”效果也相当好。

 

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