Mifare 系列射頻卡讀寫器的工作原理

     Mifare 卡是一種智能卡(smart card),內(nèi)建有中央微處理機(jī)(MCU)和ASIC等，使卡在安全保密性、認(rèn)證邏輯、算術(shù)運(yùn)算等微操作控制有序進(jìn)行。 Mifare 卡讀寫器的設(shè)計(jì)一般用PHILIPS公司生產(chǎn)的讀寫模塊MCM200或MCM500。隨著技術(shù)的進(jìn)步，PHILIPS公司現(xiàn)在生產(chǎn)了功能及性能更好的讀卡 芯片，我們就是以這種芯片為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)Mifare射頻卡讀寫器。

     目前我國(guó)引進(jìn)的射頻IC卡主要有PHILIPS公司 的Mifare卡和ATMEL公司的Temic卡[1]。而PHILIPS公司的 Mifare卡現(xiàn)在是市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，應(yīng)用越來(lái)越廣。其典型型號(hào)為Mifare1 S50，它有1Ｋ字節(jié)E2PROM用于存放數(shù)據(jù)，分成16個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)都有自己獨(dú)立的密碼，完善的安全機(jī)制使之具有一卡多用的特性。

     射頻IC卡讀寫器以射頻識(shí)別技術(shù)為核心，讀寫器內(nèi)主 要使用了1 片Mifare卡專用的讀寫處理芯片(MF RC500)。它是一個(gè)小型的最大操作距離達(dá)100mm的Mifare讀/寫設(shè)備的核心器件，其功能包括調(diào)制、解調(diào)、產(chǎn)生射頻信號(hào)、安全管理和防碰撞機(jī) 制。內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為射頻區(qū)和接口區(qū):射頻區(qū)內(nèi)含調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接;接口區(qū)有與單片機(jī)相連的端口，還具有與射頻區(qū)相連的收/發(fā)器、 64字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖器、存放3套寄存器初始化文件的E2PROM、存放16套密鑰的只寫存儲(chǔ)器以及進(jìn)行三次證實(shí)和數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)、防碰撞處理的防碰撞模 塊和控制單元。這是與射頻卡實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的核心模塊，也是讀寫器讀寫Mifare卡的關(guān)鍵接口芯片。 

    讀寫器工作時(shí)，與Mifare卡專用的讀卡芯片(MF RC500)相連的天線線圈[3]不斷地向外發(fā)出一組固定頻率的電磁波(13.56MHz)，當(dāng)有卡靠近時(shí)，卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫 器的發(fā)射頻率相同，這樣在電磁波的激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容充電有了電荷。在這個(gè)電容另一端，接有一個(gè)單向?qū)щ姷碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷 送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)。當(dāng)電容器充電達(dá)到2V時(shí)，此電容就作為電源為卡片上的其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)與保存。