代码收藏家技术教程 2023-12-25

物联网射频识别：ISO14443-2协议与Mifare S50卡在校园卡应用中的高频RFID技术

问题：

1) 14443协议，RFID标签的默认通信速率是 106kbps，也可以通过协商，调整为（fc/64=13.56M/64）212、424、 848kbps。
2) 14443-3 A类卡，上电后，读写器发送REQA命令，标签应该回应 ATQT命令，如果其中的UID Size位(b8 b7)组合是“0 0”，表示标签的UID有单字节。
3) 14443-3协议中，A类卡采用了面向比特的防冲突方式
4) S50卡内部有 1K字节存储空间，分为 16扇区，每一个扇区又分为 4块，每块 16字节，其中Block 0~ Block 2可用于存储用户数据。
5) S50卡每个扇区有 1组密钥，“一扇一密”，是指：切换扇区，需要再次认证一次，不切换扇区，同一个扇区只需要认证一次。

一。ISO14443-2协议简介

1.ISO14443协议组成及部分缩略语

（1）14443协议组成（下面的协议简介会详细介绍）

14443-1 物理特性

14443-2 射频功率和信号接口

14443-3 初始化和防冲突（分为Type A、Type B两种接口）

14443-4 传输协议（一般不使用，只有哪些银行卡刷卡等重要领域的器件才需要使用）

（2）针对前两节的名词，对应的英语缩略语

PCD：近场耦合设备（读写器）

PICC：近场卡或物体（标签）

RF：射频

ASK：振幅键控

OOK：二进制振幅键控

BPSK：二进制相移键控

2.ISO14443-1协议简介

（1）物理特性：ID-1，长86mm，宽54mm，厚0.84mm

（2）ISO14443-2功率接口

频率：13.56MHz±7kHz

工作场强度：Hmin=1.5A/m, Hmax=7.5A/m

（3）ISO14443-2信号接口

问题：如何看懂图？

我们看到的图会有很多英文，但是这个英文很可能是缩略英文，并代表一定的含义。所以我们在看图之前，可以找到他的缩略英文标（或者类似手册），边查边看。

例如上面提到的缩略语。我们在下面经常看到这些缩略语。

PCD-PICC信号接口

接口速率：fc/128=13.56M/128≈106kbps

PICC-PCD信号接口

副载波频率：848kHz

二。ISO14443-3 Type A协议简介

1.ISO14443-3部分缩略语

S：通信开始

E：通信结束

P：校验位，Type A

UID：唯一标识符

2.Type A的帧格式

注意：不需要把他记下来，只需要有印象，主要是观察创作者在对待不同的帧如何规定与处理。

1.短帧

2.标准帧

（1）字节低位在先

（2）校验位P为奇校验，仅仅在PICC到PCD 且速率为106k以上时，最后一个字节的P为偶校验

3.基于位的防冲突帧

3.Type A PICC的状态

这是读写器与标签的工作方式，如果仔细分析我们会消耗大量的时间，并没有太大的必要。主要关注的是别人画流程图的方式：各方面都需要思考，并且把应答的数据也标注出来，使用缩略语使图像变得简洁。

4.Type A 的PCD命令及PICC应答

众多周知，这些缩略语只是标识符，关键是对应的二进制数据。所以需要分配数据的使用。这也是一个开发者需要考虑的内容。

请求(REQA )和唤醒(WUPA)

请求应答(ATQA)

5.补充：Type A 的PCD命令及PICC应答

（1）UID介绍

（2）防冲突(Anticollision)流程

面向比特的防冲突方式

（3）防冲突(Anticollision)命令格式

（4）防冲突(Anticollision)命令中的NVB

（5）防冲突(Anticollision)命令举例

（6）选择(SELECT)和选择应答(SAK)

1.SELECT

2.SAK

三。Mifare S50卡的内部存储结构

        Mifare S50卡是一种接触式智能卡，也被称为Mifare Classic卡。它是由NXP公司推出的一种RFID（射频识别）技术的智能卡。Mifare S50卡采用13.56MHz的高频射频技术，具有非接触式读写能力。

        Mifare S50卡具有存储和处理数据的能力，可以用于实现安全访问控制、身份验证、电子钱包等功能。它采用ISO 14443A标准，具有16个扇区，每个扇区包含4个块，每个块可以存储16个字节的数据。

        Mifare S50卡广泛应用于公共交通、门禁系统、学生卡、员工卡等领域。它具有较高的安全性，支持密码验证和加密传输，能够防止数据泄露和非法复制。

        然而，Mifare S50卡也存在一些安全漏洞，容易受到破解和攻击。因此，在实际应用中，需要采取一些额外的安全措施来保护卡片和数据的安全。

以下主要是对Mifare S50卡的内部分析。Mifare S50卡存储结构，控制块的使用等。

1.Mifare系列介绍

NXP公司出品的系列遵循ISO14443-A标准的射频卡

2.Mifare S50卡存储结构

（1）Mifare S50卡存储结构

（2）Mifare S50卡数据块的值结构

1. 值(Value)：一个带符号的4 字节值，小端模式（低地址存最低值）。

2.值按2次正常和1次取反（~表示）存储了3次。

3.地址(Addr)表示1字节的块编号，分2次正常和2次取反值存储。

4.可以执行Decrement加、Increment减、Transfer传输、Restore恢复命令。

Transfer：当我们使用卡修改数据，