第2讲 票卡媒介

自动售检票系统一、常见的车票媒介目前常见的车票媒介有三种：1、纸质2、磁卡3、智能卡一、常见的车票媒介•纸票的分类普通纸票：将车票的相关信息印制在票面（纸质）上，由票务人员视读确认。票面上的基本信息包扩：车票编号、出票站点、乘车日期、乘车车次、乘车区间、票款金额、时间限制以及换乘等信息。一、常见的车票媒介•纸票的分类条形码纸票：是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。这些条和空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。条形码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。在条形码车票中，车票的信息是通过条形码编码实现的。一、常见的车票媒介•磁卡磁卡是一种利用磁记录特性对有关信息进行记录交换的卡片。它由高强度、耐高温的塑料或纸质涂覆塑料制成，能防潮、耐磨且有一定的柔韧性，携带方便、使用稳定可靠。通常，磁卡的一面有磁涂层(面或条)，另一面则印刷有如插卡方向等说明提示性信息。一、常见的车票媒介•磁卡的构成常见的磁条上有３个磁道，称TK1,TK2,TK3。磁道１与磁道２是只读磁道，在使用时磁道上记录的信息只能读出而不允许写或修改。磁道３为读写磁道，在使用时可以读出，也可以写入。磁道1磁道382.55mm5.54mm15.82mm2.92mm磁道2一、常见的车票媒介•磁卡的构成磁道可记录的字符字符容量读写说明1数字（0－9）字母（A－Z）和其他一些符号（如括号、分隔符等）最大可记录79个数字或字母在一般应用中为只读2数字（0－9）磁道2最大可记录40个字符在一般应用中为只读3数字（0－9）最大可记录107个字符在一般应用中既可以读出，也可以写入一、常见的车票媒介•磁卡的特点存储容量小磁条容易读出和伪造一、常见的车票媒介•思考？采用磁条介质的银行卡内存储了什么信息？是否存储了账户密码信息？一、常见的车票媒介•IC卡智能卡的名称来源于英文名词“smartcard”，又称集成电路卡，即IC卡。IC卡将集成电路芯片嵌入塑料基片中,封装成卡的形式。一、常见的车票媒介•接触式IC卡所谓接触式IC卡，就是在使用时，通过有形的金属电极触点将卡的集成电路与外部接口设备直接接触连接，提供集成电路工作的电源并进行数据交换的IC卡。一、常见的车票媒介•接触式IC卡分三种类型：存储卡或记忆卡（MemoryCard）；带有CPU的智能卡（SmartCard）；带有显示器及键盘、CPU的超级智能卡。优点是存储容量大，安全保密性强，携带方便。•例如：我们现在正在使用的手机的SIM卡、USIM卡，现在银行正在推广的金融IC卡，都属于CPU卡，属于具备运算能力的智能卡。一、常见的车票媒介•逻辑加密卡通信接口EEPROM等存储器具有芯片安全保护措施芯片安全及控制逻辑PROMROM逻辑加密卡的存储结构区域名地址(字节)位数说明制造区0～116芯片制造商代码(一旦写入，不可更改，用于识别卡的来源)发行区2～532卡制造商、发行商代码密码区6～824持卡人密码(PIN，由发行商在卡个人化时预写入，用卡时将之与持卡人输入的密码相比较，相符才允许对应用区进行读写和修改该密码)密码计数区98允许连续输入错误密码的次数(3～4次)，若达到则卡自锁，以防止对PIN的非法试探逻辑加密卡的存储结构（续）区域名地址(字节)位数说明个人区10～1332持卡人个人信息，可自由读写应用区14～77512应用数据擦除密码区78～8024擦除密码，仅供发行商使用，与发行商输入密码比较，相等即可对整个应用区置1(擦除)，以实现卡的重复使用擦除计数区81～8864擦除次数，该区每一个1表示可进行1次擦除操作，每输入1次擦除密码(无论对错)就将1个1置0，该区全为0时，卡片使用寿命结束。一、常见的车票媒介•CPU卡的逻辑结构一、常见的车票媒介-接触式IC卡•所谓接触式IC卡，就是在使用时，通过有形的金属电极触点将卡的集成电路与外部接口设备直接接触连接，提供集成电路工作的电源并进行数据交换的IC卡。•其特点是在卡的表面有符合ISO/IEC7816标准的多个金属触点。一、常见的车票媒介•接触式IC卡国际标准的总名称为：识别卡——接触式集成电路卡；国际标准为ISO/IEC7816。•ISO7816-1，物理特性•ISO7816-2，触点尺寸和位置•ISO/IEC7816-3，电信号和传输协议•ISO/IEC7816-4，行业间交换用命令•ISO/IEC7816-5，应用标识符号系统和注册过程一、常见的车票媒介•ISO/IEC7816-6，行业间数据元•ISO/IEC7816-7，关于结构化卡询问语言的行业间命令•ISO/IEC7816-8，与安全有关的行业间命令•ISO/IEC7816-9，附加的行业间命令和复位应答•ISO/IEC7816-10，用于同步卡的电信号和复位应答一、常见的车票媒介•接触式IC卡的物理特性电极膜片塑料基片0.76mm85.6mm53.98mm一、常见的车票媒介•接触式IC卡的触点尺寸和位置接触式IC卡有8个触点，即集成电路引脚，从C1到C8。国际标准ISO/IEC7816-2对接触式集成电路卡的触点尺寸和芯片位置以及功能作了具体的规定一、常见的车票媒介•接触式IC卡的触点尺寸和位置C1C2C3C4C5C6C7C810.25max12.25min17.87max19.87min19.23max20.93min21.77max23.47min24.31max26.01min26.85max28.55min左边沿塑料基片上边沿一、常见的车票媒介•接触式IC卡的触点功能触点编号功能C1Vcc（电源电压）C2RST（复位信号）C3CLK（时钟）C4ISO/IECJTC1/SC17保留使用C5GND（地）C6Vpp（编程电压）C7I/O（数据输入/输出端）C8ISO/IECJTC1/SC17保留使用一、常见的车票媒介•ISO7816－4，行业间交换用命令ISO7816-4规定的范围•在接口设备与IC卡之间传送的命令和应答信息的内容•在卡中的文件和数据的访问方法•定义在卡中的文件和数据访问权限的安全结构•安全报文的交换方法•等等一、常见的车票媒介非接触式IC卡•非接触式IC卡，又称射频卡、感应卡，通信时不需要触点接触。•非接触式IC卡由IC芯片和感应天线组成，并完全密封在一个标准尺寸的卡片中，无外露部分。•非接触式IC卡的读、写通过射频电磁波的发射与接收来完成。一、常见的车票媒介•非接触式IC卡的工作原理•相对于接触式IC卡，非接触式IC卡需要解决的问题主要有以下三个方面：•非接触式IC卡如何取得工作电压•读写器与IC卡之间如何交换信息•防冲突问题：多张卡同时进入读写器发射的能量区域（即发生冲突）时如何对卡逐一进行处理一、常见的车票媒介1、非接触式IC卡的基本构成–天线＋集成电路（IC）–天线环绕在卡的边缘。天线的面积越大，则感应范围越大；–与接触式IC卡相比，非接触式IC卡内的集成电路增加了能量获取和射频接口两部分电路。天线引线天线集成电路一、常见的车票媒介2、非接触式IC卡读写器•也被称为阅读器，包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及与卡连接的耦合元件•由高频模块和耦合元件发送电磁波，以提供非接触式IC卡所需要的工作能量以及发送数据给卡，同时接收来自卡的数据•大多数非接触式IC卡读写器都配有上传接口，以便将所获取的数据上传给另外的系统一、常见的车票媒介•3、非接触式IC卡系统的基本组成非接触式IC卡读写器非接触式IC卡数据时序能量耦合元件(线圈、微波天线)耦合元件一、常见的车票媒介•工作原理射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。二、RFID技术•RFID（radiofrequencyidentification）：射频识别•RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。•RFID卡也被称为射频标签或电子标签。•RFID技术通常侧重于识别，而非接触式IC卡技术侧重于存储数据的安全。电子标签的概念•标签是通过记载特定信息，用来标识人员和物品，以方便辨识、跟踪和记录的工具。•传统意义上的标签包括条码、激光印刷标签、印鉴等。•电子标签也叫智能标签（Tag或SmartLabels），其核心是采用了非接触射频识别技术、具有一定存储容量（1-1024b）的芯片。•电子标签以射频技术为基础，从某种意义上讲是非接触式IC卡应用的一种延伸。电子标签与标准非接触式IC卡标准非接触式IC卡电子标签封装形式符合ISO7810标准圆盘、薄膜、卡片、钥匙等遵循协议ISO/IEC10563,14443,15693和ISO7810ISO/IED14443,15693,18000和ISO11784,11785,14223,10374等工作频率125KHz,13.8MHz915MHz,2.45GHz,5.8GHz读写距离近距离（10cm）短距离（0-1m甚至更长，如8-15m等）天线外形和尺寸固定外形结构和尺寸等差异较大功能结构存储卡、逻辑加密卡、CPU卡多为存储式和逻辑加密式侧重点存储数据的安全性识别体积标准多数较小价格相对高多数较低电子标签的内部结构•电子标签：半导体芯片＋天线•电子标签应用系统•电子标签（Tag）•天线（Antenna）•读写器（Reader或Read/WriteDevice）工作原理•阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号•当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，并发送出自身编码等信息给读写器•读写器读取信息并解码后送至微处理器进行有关处理NFC•这个技术由非接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦半导体（现恩智浦半导体）、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。近场通信已通过成为ISO/IECIS18092国际标准、EMCA-340标准与ETSITS102190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。NFC与RFID区别•第一、NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，而rfid必须有阅读器和标签组成。RFID只能实现信息的读取以及判定，而NFC技术则强调的是信息交互。通俗的说NFC就是RFID的演进版本，双方可以近距离交换信息。NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当作RFID无源标签使用进行支付费用；也可以当作RFID读写器，用作数据交换与采集，还可以进行NFC手机之间的数据通信。•第二、NFC传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。•第三、应用方向不同。NFC看更多的是针对于消费类电子设备相互通讯，有源RFID则更擅长在长距离识别。THANKS!