ISO14443标准详细介绍
这篇⽂章从各⽅⾯详细介绍了ISO/IEC14443标准.
第⼀部分:物理特性
1.范围
ISO/IEC14443的这⼀部分规定了邻近卡(PICC)的物理特性。它应⽤于在耦合设备附近操作的ID-1型识别卡。
ISO/IEC14443的这⼀部分应与正在制定的ISO/IEC14443后续部分关联使⽤。
2.标准引⽤
下列标准中所包含的条⽂,通过在本标准中引⽤⽽构成为本标准的条⽂。本标准出版时,所⽰版本均为有效。所有标准都会被修订,使⽤ISO/IEC14443这⼀部分的各⽅应探讨使⽤下列最新版本标准的可能性。ISO和IEC的成员修订当前有效国际标准的纪录。
ISO/IEC7810:1995,识别卡——物理特性。
ISO/IEC10373,识别卡——测试⽅法。
3.定义,缩略语和符号
3.1定义
下列定义适⽤于ISO/IEC14443的这⼀部分:
3.1.1集成电路Integratedcircuit(s)(IC):
⽤于执⾏处理和/或存储功能的电⼦器件。
3.1.2⽆触点的Contactless:
完成与卡的信号交换和给卡提供能量,⽽⽆需使⽤微电元件(即:从外部接⼝设备到卡上的集成电路之间没有直接路径)。
3.1.3⽆触点集成电路卡Contactlessintegratedcircuit(s)card:
⼀种ID-1型卡类型(如ISO/IEC7810中所规定),在它上⾯有集成电路,并且与集成电路的通信是⽤⽆触点的⽅式完成的。
3.1.4邻近卡Proximitycard(PICC)
⼀种ID-1型卡,在它上⾯有集成电路和耦合⼯具,并且与集成电路的通信是通过与邻近耦合设备电感耦合完成的。
3.1.5邻近耦合设备Proximitycouplingdevice(PCD)
⽤电感耦合给邻近卡提供能量并控制与邻近卡的数据交换的读/写设备。
4.物理特性
4.1⼀般特性
邻近卡应有根据ISO/IEC7810中规定的ID-1型卡的规格的物理特性。
4.2尺⼨
邻近卡的额定尺⼨应是ISO/IEC7810中规定的ID-1型卡的尺⼨。
4.3附加特性
4.3.1紫外线
ISO/IEC14443的这⼀部分排除了⼤于海平⾯普通⽇光中的紫外线的紫外线⽔平的防护需求,超过周围紫外线⽔平的防护应是卡制造商的责任。
4.3.2X-射线
卡的任何⼀⾯曝光0.1Gy剂量,相当于100KV的中等能量X—射线(每年的累积剂量),应不引起卡的失效。
注1:这相当于⼈暴露其中能接受的最⼤值的年累积剂量的近似两倍。
4.3.3动态弯曲应⼒
按ISO/IEC10373中描述的测试⽅法(短边和长边的最⼤偏移为hwA=20mm,hwB=10mm)测试后,邻近卡应能继续正常⼯作。
4.3.4动态扭曲应⼒
按ISO/IEC10373中描述的测试⽅法(旋转⾓度为15°)测试后,邻近卡应能继续正常⼯作。
4.3.5可变磁场
a)在下表给出的平均值的磁场内暴露后,邻近卡应能继续正常⼯作。
f—频率(MHz)
磁场的最⾼值被限制在平均值的30倍。
b)在12A/m、13.56MHz的磁场中暴露后,邻近卡应能继续正常⼯作。
频率范围(MHz)平均磁场强度(A/m)平均时间(minutes)
0.3——3.01.636
3.0——30
4.98/f6
30——3000.1636
频率范围(MHz)平均电场强度(V/m)平均时间(minutes)
0.3——3.00.6146
3.0——301842/f6
30——30061.46
4.3.6可变电场
英迈的意思在下表给出的平均值的电场内暴露后,邻近卡应能继续正常⼯作。
f—频率(MHz)
电场的最⾼值被限制在平均值的30倍。
按ISO/IEC10373(IEC1000-4-2:1995)中描述的测试⽅法(测试电压为6KV)测试后,邻近卡应能继续正常⼯作。
4.3.8静态磁场
在640KA/m的静态磁场内暴露后,邻近卡应能继续正常⼯作。
警告:磁条上的数据内容将被这样的磁场擦去。
4.3.9⼯作温度
在0℃到50℃的环境温度范围内,邻近卡应能正常⼯作。
附录A(提⽰的附录)
标准兼容性和表⾯质量
A.1标准的兼容性
本标准并不排斥现存其它的标准中涉及PICC的部分,这⾥的限制只是为了突出PICC。
hovercraftA.2⽤于印制的表⾯质量
如果对印制⽣产出的PICC有特殊的要求,就应注意保证供印制的区域的表⾯质量能够适应印制的技术或采⽤的打印机。
附录B(提⽰的附录)
其它ISO/IEC卡标准参考书⽬
ISO/IEC7811-1:1995,识别卡——记录技术——第⼀部分:凸印。
ISO/IEC7811-2:1995,识别卡——记录技术——第⼆部分:磁条。
ISO/IEC7811-3:1995,识别卡——记录技术——第三部分:ID-1型卡上凸印字符的位置。
ISO/IEC7811-4:1995,识别卡——记录技术——第四部分:ID-1型卡上只读磁道——磁道1和2的位置。
ISO/IEC7811-5:1995,识别卡——记录技术——第五部分:ID-1型卡上读写磁道——磁道3的位置。
ISO/IEC7811-6:1995,识别卡——记录技术——第六部分:磁条——⾼矫顽磁性。
ISO/IEC7812-1:1993,识别卡——发卡⼈的识别——第⼀部分:编码体系。
ISO/IEC7812-2:1993,识别卡——发卡⼈的识别——第⼆部分:应⽤和注册过程。
ISO/IEC7813:1995,识别卡——⾦融交易卡。
ISO/IEC7816-1:1998,识别卡——接触式集成电路卡——第⼀部分:物理特性。
ISO/IEC7816-2:1998,识别卡——接触式集成电路卡——第⼆部分:接触的尺⼨和位置。
ISO/IEC7816-3:1997,识别卡——接触式集成电路卡——第三部分:电信号和传送协议。
ISO/IEC10536-1:1992,识别卡——⽆触点集成电路卡——第⼀部分:物理特性。
ISO/IEC10536-2:1995,识别卡——⽆触点集成电路卡——第⼆部分:耦合区域的尺⼨和位置。
第⼆部分:频谱功率和信号接⼝
1.范围
ISO/IEC14443的这⼀部分规定了需要供给能量的场的性质与特征,以及邻近耦合设备(PCDs)和邻近卡(PICCs)之间的双向通信。
ISO/IEC14443的这⼀部分应与ISO/IEC14443的其他部分关联使⽤。
ISO/IEC14443的这⼀部分并不规定产⽣耦合场的⽅法,也没有规定如何符合因国家⽽异的电磁场辐射和⼈体辐射安全的条例。
2.标准引⽤
下列标准中所包含的条⽂,通过在本标准中引⽤⽽构成为本标准的条⽂。本标准出版时,所⽰版本均为有效。所有标准都会被修订,使⽤ISO/IEC14443这⼀部分的各⽅应探讨使⽤下列标准最新版本的可能性。ISO和IEC的成员修订当前有效国际标准的纪录。
ISO/IEC14443-1:识别卡——⽆触点集成电路卡——邻近卡——第⼀部分:物理特性。
ISO/IEC10373,识别卡——测试⽅法。
3.术语和定义
ISO/IEC14443-2中给出的定义和下列定义适⽤于本国际标准:
3.1位持续时间Bitduration
⼀个确定的逻辑状态的持续时间,在这段时间的最后,⼀个新的状态位将开始。
3.2⼆进制相移键控Binaryphashiftkeying
相移键控,此处相移180°,从⽽导致两个可能的相位状态。
3.3调制系数Modulationindex
定义为(a-b)/(a+b),其中a,b分别是信号幅度的最⼤,最⼩值。
3.4不归零NRZ-L
在位持续时间内,⼀个逻辑状态的位编码⽅式,它以在通信媒介中的两个确定的物理状态之⼀来表⽰。
3.5副载波Subcarrier
以载波频率fc调制频率fs⽽产⽣的RF信号。
4.缩略语和符号
ASK移幅键控
BPSK⼆进制移相键控
NRZ-L不归零,(L为电平)
PCD邻近耦合设备
RF射频
fc⼯作场的频率(载波频率)
fs副载波调制频率
rver is too busy
Tb位持续时间
5.邻近卡的初始化对话
邻近耦合设备和邻近卡之间的初始化对话通过下列连续操作进⾏:
—PCD的射频⼯作场激活PICC
—邻近卡静待来⾃邻近耦合设备的命令
—邻近耦合设备命令的传送
—邻近卡响应的传送
这些操作使⽤下⾯段落中规定的射频功率和信号接⼝。
6.功率传输
邻近耦合设备产⽣⼀个被调制⽤来通信的射频场,它能通过耦合给邻近卡传送功率。
6.1.1频率
射频⼯作场频率(fc)是13.56MHz7kHz。
6.1.2⼯作场
最⼩未调制⼯作场的值是1.5A/mrms,以Hmin表⽰。
最⼤未调制⼯作场的值是7.5A/mrms,以Hmax表⽰。
邻近卡应持续⼯作在Hmin和Hmax之间。
从制造商特定的⾓度说(⼯作容限),邻近耦合设备应产⽣⼀个⼤于Hmin,但不超过Hmax的场。
另外,从制造商特定的⾓度说(⼯作容限),邻近耦合设备应能将功率提供给任意的邻近卡。
在任何可能的邻近卡的状态下,邻近耦合设备不能产⽣⾼于在ISO/IEC14443-1中规定的交变电磁场。
邻近耦合设备⼯作场的测试⽅法在国际标准ISO/IEC10373中规定。
7. 信道接⼝
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。由阅读器产⽣的磁场必须在1.5A/m~7.5A/m之间。国际标准ISO14443规定了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。
第三部分:初始化和防碰撞算法
1.范围
母语英文ISO/IEC14443的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,初始化阶段的其它必须的参数。
这部分规定同时适⽤于A型PICCs和B型PICCs.
2.标准引⽤
下列标准中所包含的条⽂,通过在本标准中引⽤⽽构成为本标准的条⽂。本标准出版时,所⽰版本均为有效。所有标准都会被修订,使⽤ISO/IEC14443这⼀部分的各⽅应探讨使⽤下列标准最新版本的可能性。ISO和IEC的成员修订当前有效国际标准的纪录。
ISO/IEC 3309:1993 信息技术系统间的远程通信和信息交换数据链路层的控制帧结构
ISO/IEC 7816-3:1997 识别卡接触式集成电路卡第三部分电信号和传输协议
ISO/IEC 14443-2 识别卡⾮接触式集成电路卡第⼆部分频谱功率和信号接⼝
ITU-T 推荐 V.41
3.术语和定义
ISO/IEC14443-3中给出的定义和下列定义适⽤于本国际标准:
3.1防碰撞循环(Anticollision loop)
在多个PICCs中,选出需要对话的卡的算法
3.2可适⽤的(Applicative)
属于应⽤层或更⾼层的协议,将在ISO/IEC 1443-4中描述。
3.3位碰撞检测协议(Bit collision detetion protocol)
帧内的位检测防碰撞算法。
3.4数据块(Block)
⼀系列的数据字节构成数据块。
3.5异步数据块传输(Block-asynchronous transmission)
在异步数据块传输,数据块是包括帧头和帧尾的数据帧。
3.6字节(Byte)corea
⼋个bits构成⼀个字节。
3.7字符串
在异步通信中,⼀个字符串包括⼀个开始位,8位的信息,可选的寄偶检验位,结束位和时间警戒位。
两个PICCs和同⼀个PCD通信时,PCD不能区分数据是属于那⼀个PICC。
3.9能量单位
leftout在ISO/IEC14443的这个部分中,1 etu=128/fc 容差为1%
3.10时间槽协议
PCD建⽴与⼀个或多个PICCs通信的逻辑通道,它利⽤时间槽处理PICC的响应,与时间槽的ALOHA相似。
4.缩略语和符号
ATQ 对请求的应答
ATQA 对A型卡请求的应答
ATQB 对B型卡请求的应答
ATR 对重新启动的请求的应答
ATS 对选择请求的应答
ATQ-ID 对ID号请求的应答
CRC 环检验码
RATS 对选择应答请求
REQA 对A型卡的请求
REQB 对B型卡的请求
REQ-ID 请求ID号
RESEL 重新选择的请求
5 轮讯
为了检测到是否有PICCs进⼊到PCD的有效作⽤区域,PCD重复的发出请求信号,并判断是否有响应。请求信号必须是REQA和REQB,附加ISO/IEC14443其它部分的描述的代码。A型卡和B型卡的命令和响应不能够相互⼲扰。
6A型卡的初始化和防碰撞当⼀个A型卡到达了阅读器的作⽤范围内,并且有⾜够的供应电能,卡就开始执⾏⼀些预置的程序后,当⼀个A型卡到达了阅读器的作⽤范围内,并且有⾜够的供应电能,卡就开始执⾏⼀些预置的程序后,IC卡进⼊闲置状态。处于"闲置状态"的IC卡不能对阅读器传输给其它IC卡的数据起响应。IC卡在"闲置状态"接收到有效的REQA命令,则回送对请求的应答字ATQA。当IC卡
对REQA命令作了应答后,IC卡处于READY状态。阅读器识别出:在作⽤范围内⾄少有⼀张IC卡存在。通过发送SELECT命令启动"⼆进制检索树"防碰撞算法,选出⼀张IC卡,对其进⾏操作。
6.1PICC的状态集
6.1.1调电状态
由于没有⾜够的载波能量,PICC没有⼯作,也不能发送反射波。
6.1.2闲置状态
在这个状态时,PICC已经上电,能够解调信号,并能够识别有效的REQA和WAKE-UP命令。
6.1.3准备状态
本状态下,实现位帧的防碰撞算法或其它可⾏的防碰撞算法。
6.1.4激活状态
PCD通过防碰撞已经选出了单⼀的卡。
6.1.5结束状态
6.2命令集
PCD⽤于管理与PICC之间通信的命令有:
REQA 对A型卡的请求
WAKE-UP 唤醒
ANTICOLLISION 防碰撞
英语合同翻译SELECT 选择
HALT 结束
7B型卡的初始化和防碰撞
当⼀个B型卡被置⼊阅读器的作⽤范围内,IC卡执⾏⼀些预置程序后进⼊"闲置状态",等待接收有效的REQB命令。对于B型卡,通过发送REQB命令,可以直接启动SlottedALOHA防碰撞算法,选出⼀张卡,对其进⾏操作。
7.1PICC状态集
7..1.1调电状态
由于载波能量低,PICC没有⼯作。
7.1.2闲置状态
在这个状态,PICC已经上电,监听数据帧,并且能够识别REQB信息。
当接收到有效的REQB帧的命令,PICC定义了单⼀的时间槽⽤来发送ATQB。
如果是PICC定义的第⼀个时间槽,PICC必须发送ATQB的响应信号,然后进⼊准备—已声明⼦状态。
如果不是PICC定义的第⼀个时间槽,PICC进⼊准备—已请求⼦状态。
7.1.3准备—已请求⼦状态
在本状态下,PICC已经上电,并且已经定义了单⼀的时间槽⽤来发送ATQB。
它监听REQB和Slot-MARKER数据帧。
五美元过一天7.1.4准备—已声明⼦状态
在本状态下,PICC已经上电,并且已经发送了对REQB的ATQB响应。
它监听REQB和ATTRIB的数据帧。
7.1.5激活状态
它监听应⽤信息。
7.1.6停⽌状态
PICC⼯作完毕,将不发送调制信号,不参加防碰撞循环。
7.2命令集
管理多极点的通信通道的4个基本命令petn
REQB 对B型卡的请求
Slot-MARKER
ATTRIB PICC选择命令的前缀
DESELECT 去选择
第四部分:传输协议
1.范围
ISO/IEC14443的这⼀部分规定了⾮接触的半双功的块传输协议并定义了激活和停⽌协议的步骤。这部分传输协议同时适⽤于A型卡和B型卡。
2.标准引⽤
下列标准中所包含的条⽂,通过在本标准中引⽤⽽构成为本标准的条⽂。本标准出版时,所⽰版本均为有效。所有标准都会被修订,使⽤ISO/IEC14443这⼀部分的各⽅应探讨使⽤下列标准最新版本的可能性。ISO和IEC的成员修订当前有效国际标准的纪录。
ISO/IEC 7816-4:识别卡接触式集成电路卡第四部分产业内部交换命令
3.术语和定义
3.1数据块(Block)
特殊格式的数据帧。符合协议的数据格式,包括I-blocks, R-blocks和S-blocks.
3.2帧格式(frame format)
ISO/IEC 1444303定义的。A型PICC使⽤A类数据帧格式,B型PICC使⽤B类数据帧格式。
4.缩略语和符号
PPS 协议和参数的选择
R-block 接收准备块loom
R(ACK) R-block包含正的确认
R(NAK) R-block包含负的确认
RFU 保留将来使⽤
S-block 管理块
SAK 选择确认
WUPA A型卡的唤醒命令
WTX 等待时间扩展