非接触式IC卡.docx
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非接触式IC卡
“非接触式IC卡”大论坛
一．非接触IC卡的特点：
非接触式IC卡又称射频卡，是世界上最近几年IC卡行业发展的主要趋势。
该技术成功地将射频识别技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一项重要突破。
与接触式IC卡相比较，非接触式卡具有以下优点：
可靠性高
非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。
此外，非接触式卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落，静电击穿，弯曲损坏等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。
操作方便、快捷
由于非接触通讯，读写器在一定距离范围内就可以对卡片操作，所以不必插拔卡，且使用时没有方向性，卡片可以任意方向扫过读写器表面，既方便了操作，也大大提高了使用的速度。
防冲突
非接触式卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此，读写器可以同时处理多张非接触式IC卡。
这提高了应用的并行性以及系统工作速度。
适合于多种应用非接触式卡的存储结构特点使得它“一卡多用”，能应用于不同的系统。
用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。
加密性能好
非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制，读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡也验证读写器的合法性。
非接触式卡在处理前要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密。
此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。
由于非接触式卡具有以上无可比拟的优点，它很适用于电子钱包，公路自动收费系统和公共汽车自动售票系统，IC卡加油系统等等。
二．非接触卡的AB标准
当前国际ISO组织正在确定两个主要的非接触卡标准，一个是以飞利浦、西门子公司提出的TYPEA，一个是以摩托罗拉，意法半导体公司提出的TYPEB。
两者各有千秋：
1．以菲利蒲，西门子公司为代表的TYPEA。
目前最广泛使用的Mifare技术即符合TYPEA标准。
它与TYPEB的区别主要在于卡与读写器的通讯调制方式，简单说，当表示信息“1”时，信号会有0.2－0.3微妙的间隙，当表示信息“0”时，信号可能有间隙也可能没有，与前后的信息有关。
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高能量到非接触卡时，能量有可能会出现波动。
2．以摩托罗拉，意法半导体公司为代表的TYPEB。
这种标准刚刚研制出来，它的卡与读写器通讯采用的是一种10％ASK的调制方式。
即信息“1”和信息“0”的区别在于信息“1”的信号幅度大，即信号强，信息“0”的信号幅度小，即信号弱。
这种方式的优点是持续不断的信号传递，不会出现能量波动的情况；缺点是信息区别不明显，相对来说易受外界干扰，会有误信号出现，当然也可以采用检验的方式来弥补。
由以上对比可以看出，两种技术很难说谁优谁劣，这也是国际ISO组织确定两种标准的原因之一。
然而对公交系统来说，需仔细分析一下，最好是采用一种标准。
在公共汽车上，干扰很大，打卡时间又必须非常快，所以误信号出现的机率越小越好，从这个方面来说，采用TYPEA相对来说适合一些。
另外，由于受国情限制，公交在短期内采用非接触CPU卡的机会不大，一般会采用非接触逻辑加密卡。
在使用非接触逻辑加密卡的过程中，由于卡里没有CPU在工作，对能量的持续性要求并不是很强，所以TYPEA可以很好的工作，这也是TYPEB力推非接触CPU卡的原因，它们基本不生产非接触逻辑加密卡。
一些应用数据
让我们看看目前非接触IC卡在我国应用的市场及预测：
1．公安交警领域
A．机动车驾驶员管理
B．机动车管理
2．公共交通方面
A、公交售票
目前公交已采用非接触IC卡售票的城市有深圳、厦门等近10个城市，预计到2002年将推广到50个城市，非接触式IC卡发行量约为1000万张，非接触式IC卡读写卡器2.5万台。
B、地铁售票
目前全国已拥有地铁的城市有：
北京、上海、广州等3个城市，预计2002年将增加到10个城市，这些城市的人口总数约占5000万人，按人口总数的20％拥有量计算，将发行1000万张非接触式IC卡，需通道控制门禁系统（非接触式IC卡）1600套，非接触IC卡读写卡器5000台。
C、停车收费
21世纪停车难的矛盾将日益突出，停车场收费系统将会有一个飞速发展的过程，预计到2000年在全国主要的50个城市中，将兴建5000个较大规模的大型停车场，需非接触IC卡道闸控制系统1万套，智能监控系统5000套，非接触式IC卡500万张。
D、路桥收费
目前全国各地高速公路建设方兴未艾，预计到2002年，按机动车辆总数的20％拥有量计算，将发行700万张非接触式IC卡，非接触上式IC卡道闸控制系统需10000套（按公路数计算，平均每20公里设置一个收费站，每个收费站平均设置4个道闸），智能监控系统2500套，读卡器1万台。
3、流动人口管理
随着经济迅猛发展及社会进步，人口流动性越来越大，如何对流动人口进行有效地管理，以保证社会稳定，已成为一个严重的社会问题，目前在南宁等几个城市开始实施流动人口智能卡管理系统，预计今后将会在全国大面积推广应用，将发行流动人口管理卡3000万张，手持式POS机1万台，读写卡器1万台。
4、企事业内部管理
包括用于单位职工内部考勤管理、场地内部通行控制、智能卡食堂售饭、旅游饭店智能卡门锁、内部消费等等。
这类智能卡以集团、单位用户为主，预计发卡量将会超过1000万张。
5、学校教育管理
主要用于在校生的学籍管理、图书借阅管理等，预计智能卡发行量将达1000万张，读写卡器1万台。
现状·发展
深圳明华澳汉磁卡系列有限公司
就目前来说，影响非接触式IC卡大规模应用的最大因素是技术和价格。
在98年以前市场上就已经存在了几种厂家不同标准的非接触IC卡产品，这些产品有的直接从国外购进、有的由国内厂家自行开发，虽然90％以上的非接触式产品是MIFARE标准，但是做为MIFARE标准的缔造者飞利浦半导体公司，并没有将这一标准技术公开化，厂家在没有完全掌握射频技术的前提下为了抢占市场，盲目地开发产品，致使产品的开发存在缺陷，客户在使用过程中遇到问题却无法解决，影响了社会对射频产品的认知，同时由于目前射频产品价格相对较高，使许多用户持观望态度，从而限制了非接触式IC卡的大规模应用。
尽管如此，我们仍非常看好非接触卡的应用前景。
现在非接触IC卡技术已经非常成熟，飞利浦半导体在去年伦敦SmartCard’98展会上向市场公开了MIFARE技术，使得越来越多的厂家可以参与非接触IC卡产品的开发，产品的多样性必将导致非接触式产品的更为广泛的应用，例如为了迎合银行领域的严格的安全设备要求，SGS－THOMSON将和OTI公司合作，开发接触式/非接触式智能卡的单一微处理器解决方案；带CPU的非接触IC卡已研制成功并应用于法国的公共交通系统；同时在SmartCard’99展会上，飞利浦半导体宣布Testhouseasenal为独立认证机构，保证不同制造商的MIFARE产品能够相互兼容。
在这种国际大趋势以及国内IC卡越来越普及的情况下，国内将有越来越多的行业使用非接触式IC卡产品。
有专家预言，2001年以前超过20％使用的卡将是非接触式IC卡。
非接触式IC卡最适合应用于处理事物速度较快、流动性较大的场所，除了在交通（高速公路、码头港口、航空）、物业管理（考勤、门禁、停车场、售饭）领域有较大的应用外，在银行、邮电、安全控制、图书借阅等身份识别系统、综合性娱乐场所收费、医疗卫生等领域也有应用。
正如前面所提到的使用接触式IC卡的场所都可以使用非接触式IC卡，只是时机未到。
明华公司作为以制卡为主的企业，从97年开始就从事对射频卡的研究，积累了丰富的经验，98年又从国外购入了非接触式IC卡生产线，以满足新老客户的需求；同时明华公司的非接触式IC卡读写器也广泛地被各系统商采纳，本公司的新产品非接触式IC卡公交车收费机，具有高度的安全性及先进的数据库管理能力，在推向市场不久就在众多厂家中，一举夺得福州市的公交车收费系统项目。
我们诚意和众厂商合作，共同推进非接触式IC卡市场稳健快速发展。
PHILIPS
非接触卡（包括智能卡，存储卡和RFID）不是一个崭新的科技，但是我们不得不说它显示了新一种发展趋向和业界新的增长点。
许多供应商也宣称自己可以供应非接触的智能卡技术。
目前，在中国一阵接一阵的应用高潮都是涌向非接触卡的。
事实上，中国智能卡的应用足以让其他国家惊讶，这固然和中国人民追求高新科技的趋势有关，更重要的是中国的历史和文化背景决定了她要依靠智能卡这种新型管理手段来进行国家各方面的监控和管理，中国实在是太大了。
所以，中国的智能卡应用得到了政府的支持，对推广应用是十分有利的。
从整个智能卡市场来看，接触型的存储卡的比例占绝大多数，而且成本越来越低，加上国内半导体供应商的加入，竞争的加剧使芯片和加工成本将降到最低。
而CPU卡的成本目前也直线下滑。
据说，已经有公司把8KEEPROM的CPU卡降到一个奇低的价格在卖，连买家签合同的时候都奇怪：
他靠什么赚钱？
那么，非接触智能卡又如何呢？
虽然非接触卡的产品价格要比接触卡要高，但是各家供应商各显神通，不管有或没有产品，有或没有成熟，不管手里的产品是自己的或是从其他厂商甚至对手的，都在摇旗呐喊。
而国内也有厂商对外宣布自己的非接触卡，这一切都说明一点：
非接触卡是一个正在形成的市场和战场。
从技术上，它有着接触卡无法比拟的优点，从商业上，非接触卡直接触及了人民群众最关心的交通行业，并且带来了新的利润增长点。
非接触卡的主要应用场景在于：
公交流动场合，物业管理场合，食堂和卫生系统的预付费场合。
而一些CPU卡的应用场合由于非接触卡技术的介入，可能转向双界面智能卡，甚至因为非接触CPU卡在传输速度上比接触卡要快许多，他们希望直接使用非接触CPU卡。
非接触卡在2000年会有更加大的进展，原因有：
首先，它为大众带来新的应用方式和生活方式（技术层面），现在上海市民就对地铁使用的卡片津津乐道。
其次，非接触卡给增值分销商带来更大的商机和利润，（现在有谁说接触卡能够为他带来巨大的利润？
）。
第三，国民和业主单位的从众心理：
既然那么多兄弟单位已经使用了非接触卡技术，为什么我们还要要使用接触卡呢？
种种原因，不一而论。
但是非接触卡有他的一些不确定因素：
价格，标准之争。
这是我们需要克服的一些问题。
为什么我们把“价格”凌驾于“标准”之前，因为在中国，价格永远是第一提及的。
而炒（吵）得过热的标准之争，说白了，整个一“泡沫讨论”。
对于最终客户来说，他的接收心理是：
一，价格；二，技术成熟度；三，货源是否容易；四，标准。
如果一个增值分销商担心标准之争会影响他们推广，那么这个VAR不会在智能卡行业中生存太久，因为他把和供应商的关系放在他公司的利益之上，而业主单位如果担心标准，那么说明他们还不急于采购。
当然，对应政府驱动的行业卡的发放，标准之争就变的重要了。
在这样的市场和战场上，飞利浦会更加主动的在价格，产品和服务上对中国市场作出倾斜。
价格上，依靠国内的生产线降低成本；产品上，开始推广双界面智能卡技术，通过国内的COS和合作伙伴提供企业级的“一卡通”管理参考方案以及针对各种应用场合的解决方案；服务上，主要解决技术服务和货源的后勤服务问题。
希望透过我们的产品和服务，用户能够对飞利浦有新的认识。
“多功能的非接触IC卡成为可能；
接触卡和非接触卡将向结合体方向发展”
“我们看不出阻碍非接触卡卡取代接触卡的特别限制”
SGS－THOMSON
非接触IC卡的行程还刚刚开始。
它之所以在运输行业被广泛应用是因为它使用方便，可以节约顾客交易时间。
我们感觉到非接触IC卡正越来越流行，消费者喜欢有意无意跟随时代的步伐。
当前，非接触卡的应用几乎全部是存储卡，这是因为还没有基于MCU的非接触卡的技术。
以前的通讯协议（ISO14443TYPEA）使用100％的射频信号模块，有时候卡的能量供应会中断，这样的话，微计算机时钟中断将引起所有安全特性传输
的中断，因而在非接触卡片中不能使用MCU芯片。
ST已经开发出一种新的非接触卡通讯协议（ISO14443TYPEB），这种通讯协议得到了很多制造商的支持，他们确信射频信号总是存在（射频模块限制到10％），且卡的能量供应也持续不断。
这意味着基于MCU的芯片可以被应用到非接触卡中了。
这一新的研究成果开发了非接触卡的许多新的应用。
以前必须使用接触卡的应用领域，现在可以使用非接触卡了。
尤其令人感兴趣的是非接触卡在金融领域应用的可能性，比如电子钱包，它需要MCU芯片保证其安全性。
软件技术和IC卡制造工艺（尤其是安全方面的）平行发展并被很好地结合起来，使制造多功能的非接触IC卡成为可能。
9个月前，ST就已经演示了一种基于其ST16RF42芯片的非接触卡，这种非接触卡集电子钱包、火车票（单程票和双程票）、停车支付和城市电车功能于一身。
这种卡目前正在NICE和法国南部试用。
这种解决方案将为潜在使用者创造一种更好的买卖模式，并刺激消费者在旅行中享受多种服务、购买更多的东西。
非接触卡将覆盖许多的应用领域。
然而，当前非接触卡芯片的计算和储存能力都落后于接触卡版本，因为其芯片能量的供应明显地受到射频信号的恢复能量的限制。
当前最好的非接触卡芯片提供8位MCUs，接近8Kbytes的EEPROK内存（例如ST的ST16RF58芯片）。
我们正在设计一种拥有非常大的存储能力并且能运行大量JAVA代码的具有革新意义的32位RISC处理器芯片（ST命名为基于ST22芯片的SmartJ），这将使得许多具有强大计算能力的平台能同时兼容接触卡和非接触卡。
..
我们强烈地感到，智能卡在许多领域的应用将朝着接触卡和非接触卡的结合体方向发展，象银行、预付费电话、交通运输、和ID，一些功能用非接触模式能最好地表现，比如当用户想要在销售终端方便地用非接触方式安全下载新的JAVA应用程序。
随着新的操作系统和软件解决方案的出现，这些卡片将成为多功能卡。
ST公司对基于TYPEB通讯协议的非接触IC卡解决方案有非常明确的市场战略。
我们的非接触IC卡的范围包括3个关键微控制器产品：
第一个是基于受到高度赞扬的ST16MCU芯片，这种芯片现在仍然是IC在好几个应用领域都获得ITSECE3最高安全认证的唯一芯片，第二个是基于ST19（一种新的具有更高的CPU处理能力和更大的存储能力的IC卡）的多应用解决方案，最后一个是我们将在1999年11月进行演示的具有32位RISC芯片的新SmartJ.
ST还有一系列存储非接触IC卡，这些卡也使用新的TYPEB协议，因而也能与同样的读卡器兼容。
这个领域的第一个产品是2KBIT的EEPROM型M35101。
作为唯一能提供EPROM，FLASH，EEPROM和智能卡处理技术的半导体制造商，我们并没有看出任何阻碍非接触卡取代接触卡的特别限制。
“中国的非接触IC卡行业还未真正国产化”
“三年内非接触CPU卡未能有大的市场”
中国是世界上非接触式IC卡的最大市场，国外各大非接触式IC卡生产厂商纷纷把目光投向中国，非接触式IC卡的应用前景应该说非常广阔。
这种移动的信息和变量信息的载体，并无需庞大的网络支持而实现，它是中国信息产业发展的一个新生领域。
非接触式IC卡的种类及制造厂家众多，只读卡、可读写卡；带有安全模式、公开式，由开发商自行开发安全模式；125KHz射频卡、13．56MHz射频卡、射频逻辑加密卡、射频CPU卡等等。
不同的品种，有不同的性能；不同的安全模式、不同的供应价格，可满足不同的需求，应用于不同的场合。
然而，回顾其发展历程并不理想，应用领域及发卡量都十分有限。
针对这种现象，我们认为：
中国的非接触式IC卡行业还没有真正走上“国产化”道路。
目前我们的晶片主要是依赖国外的制造商供应，是已设计好的逻辑加密算法的晶片，这必然在安全和价格两方面都得不到很好的保障。
我们说的“国产化”是指购进技术专利，重新进行逻辑加密算法的设计，再委托国外晶片生产设备和技术加工ASIC晶片，加工后的ASIC晶片，在国内进行封装、制卡。
这样，非接触式IC卡在安全性和低价格上就会有所保障。
接触式IC卡就是经过大致类似的过程走过来的。
大量依靠国外进口，使目前非接触IC卡的价格相对我国的购买力偏高，特别是非接触式CPU卡的价格。
因此，我们必须根据中国市场的承受能力和项目的具体要求来选择不同的非接触式IC卡（从IC卡的用途来讲，大致分为如下四大类：
个人信息卡、小额支付现金、金融卡、标识卡），而不是盲目单一追求非接触式CPU卡。
接触式IC卡经历了20多年的不断改进才有今天良好的安全性和性能价格比；而非接触CPU卡的发展也定须有一个成长改进历程。
现在，非接触式CPU卡还处在一个开发阶段，仍未到大规模推广应用阶段，其操作平台（系统）的开发还未完善与成熟；在硬件技术上，能源问题还未完满解决；在使用上，读写时间较长，不便于使用。
一整套新的技术从开发到完善成熟通常是要经过3～5年大规模的实践使用来证实其可靠性和安全性，这是没有捷径可走的。
我们只有在技术开发上不断更新、不断完善；否则，就要在可靠性和安全性等方面付出代价。
就此，我们可以客观冷静地估计：
3年内非接触式CPU卡未能有大的应用市场。
目前，国内非接触式IC卡应用项目似有“一窝蜂”涌上的趋势，而国内的非接触式IC卡技术专家型人才短缺，对技术认识有限，只能听国外供应商或厂家到国内“王婆卖瓜”。
因此，特别是城市交通“一卡通”、银行“一卡通”等大的非接触式IC卡应用项目，完全有必要让项目的决策者与专家一道到国内、国外有成功案例的地方及制造商处进行实地考察、调研选型；特别是系统的可靠性及安全性，必须根据项目的要求，由专家组进行评估论证，进行选型，切不可轻率决定。
非接触式IC卡的发展有一个必经的成长过程，但我们相信只要扎扎实实地去做，非接触式IC卡在中国的应用前景将是无可限量的。
非接触IC卡，顾名思义，就比接触IC卡多了一个“非”字，却比接触IC卡多了不少的优势，这里不再赘述。
非接触IC卡风光无限的前景是勿庸置疑的。
毕竟非接触IC卡的技术及工艺都要高于难于接触IC卡，虽然可省去一个卡座，但要加上一个专门的基站芯片（一般公司的这种芯片价格都不菲），所以目前价格仍是影响他大量使用的制约。
当然，此项技术公开的不完全，熟练的系统公司多也是影响其推广的重要因素。
非接触IC卡目前主要有两种不同的技术，这就是射频（RF）、红外，其中真正大量应用的是RF技术。
在RF的应用中，近距离卡的通讯频率主要有125KHZ和13.56MHZ，远距离卡主要为300～500MHZ。
ATMEL在这些方面都有很强的适应大量市场需求的实力。
125KHZ的E55XX系列，配合低价的U2270B基站芯片，已可以在电表，煤气表，水表，一般门锁等价格敏感的应用场合采用了；它的不同尺寸形状，可用于防伪、防盗，生产线部件监控，在动植物身份（ID）识别上也可以应用，更可用于公交，各种门禁，停车场，考勤，就餐等场合。
AT24RF08可以将一套多媒体电脑后面繁乱的信号线省掉，使摆放更合理，外观更整齐。
13．56MHZ的RFCPU卡，MSC0801，0901，是功能强大的非接触IC卡，可广泛应用于金融，公安，交通等场合。
300～500MHZ的发射接收套片，U2741/U3741，仅用一锂电池，使用5～10年，而距离可达数十米，它在铁路，公路，航空，电力，生产线等多种领域都将发挥出色的作用。
我们始终认为非接触IC卡在我国有着很好的市场前景。
造成目前市场推广不快的原因是多方面的。
其中价格因素起着很重要的作用；再者推广过程中，人们只是简单地在原来使用接触卡的领域，试图用非接触IC卡来取代，其被接受程度就很有限。
实际上，非接触IC卡与接触卡相比，有着诸多优势；同时，随着技术的不断发展及IC行业的激烈竞争，非接触IC卡及其机具的价格必将不断下降，这不是一个最终问题。
总之，我们认为，非接触IC卡在我国的市场潜力是极大的。
我们不同意简单地来讨论谁将取代谁的话题。
客观地讲，非接触IC卡及接触卡在不同的应用领域有着各自不同的优势。
举例来说：
在客运量较大的地铁站入出口处，如果用接触卡来做地铁车票使用，显然不如采用非接触卡来得方便、快捷，即在这里只有采用非接触卡才能满足近乎无障碍的快速通过的需求。
而在银行系统做金融卡应用时，使用环境良好，交易时间充足，这时接触卡使用上的某些不利之处不突出，而接触卡认证充分等交易中的高安全性能则受到用户的青睐，成为人们的首选。
值得注意的是，正是注意到了这种不同使用要求，近期推出了双接口非接触IC卡及复合卡，以满足“一卡多用”及不同应用领域的需求，特别是非接触IC卡中储值功能的实现。
我们有理由相信，随着IC技术的不断发展，非接触IC卡将能更好的满足各种不同应用领域的需求。
在非接触IC卡领域，航天金卡有限公司在机遇与挑战中积极跃进，我们已成功地将IC卡应用于路桥收费、大型场所出入收费/门禁管理，以及会议报到/表决系统等。
先后完成及承担了山西太旧高速、沪宁高速（江苏段），312国道（12苏段）及江阴长江大桥、锡澄一广靖高速、宁通高速等收费系统；为‘98中国珠海国际航空航天博览会研制、装备了全套门票发行及检票系统，共发行非接触IC卡100万张，100多台套非接触卡门禁控制设备及珠海工行卡片发行系统；在九届全国人大常委会第八次会议，九届全国人大二次会议和全国政协九届二次会议期间，由航天金卡有限公司研制开发的“非接触卡会议报到管理系统”全面投入使用，无差错地保证了大会报到和表决工作的顺利进行，受到了全国人大常委会、人民大会堂有关领导的赞扬。
目前，我公司围绕路桥收费、城市“一卡通”（电子月票及电子缴费）及停车场管理等非接触卡应用领域，正在积极开展工作，为非接触IC卡的推广应用，为推进我国信息产业的发展作出航天金卡人新的贡献。
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