IC卡读写器技术及应用

前言

IC卡读写器，又称IC卡读写机，是遵循一定协议，与IC卡建立通信关系，读写IC卡的工具。随着IC卡在社会各个领域的广泛应用，各种IC卡读写机也应运而生。为了帮助您系统地了解IC卡读写器，我们将简要介绍IC卡读写器的相关知识。

IC卡读写器分类

IC卡读写器有许多不同的分类方法，分为接触式IC卡读写器和非接触式IC卡读写器，可分为通用读写器和专用读写器，可分为外部读写器和内置读写器，可分为在线读写器和独立终端读写器等。

其中，在线读写器是建立控制主机和IC卡信息联系的渠道，必须与其他外围控制设备结合才能完成特殊功能，与PC机（或PDA）连接，实现收集功能，例如运行PC机（或PDA）应用程序，通过动态图书馆发送读写器理解命令格式，读写器根据与动态图书馆的协议分析收到的数据，根据与IC卡的通信协议，将命令转换为IC卡认识的格式和信号 卡进行相应操作，完成收款操作。读写器按照与动态库的通信协议格式将处理结果发送给PC（或PDA）。关键是读写器本身不主动操作IC卡。只有在收到外围控制设备的命令后才能操作，它只是PC机(或PDA)和IC卡之间通信信号的翻译和中转站。通用读写器通常是在线读写器。通用读写器通常是在线读写器。外置和内置IC卡读写器是在线读写器，根据连接到的外围控制设备的位置定义。

联机读写器的组成主要包括：

1、微控制器

微控制器是读卡器的数据指挥中心，负责与外部通信控制、内部数据分析、IC卡通信控制和读写器本身的功能管理。目前，单片机主要用作IC卡读写器的微控制器。随着单片机技术的不断发展，IC卡读写器处理数据的能力也非常强，安全性、可靠性等整体性能指标也在不断提高。MCS-51系列单片机以其性价比在早期读写器设备应用中的绝对优势，在IC卡读写器的发展史上留下了辉煌的一页。随着电子技术的不断发展和应用领域的不断扩大，以及对读写器运行速度和安全要求的进一步提高，IC卡读写器的单片机可以说是白花盛开，各有千秋。MCS-51现在主要用于更常见的应用、AVR、ARM框架单片机。

2、读卡头

对于接触式IC卡读写器，读卡头指的是卡座，是连接IC卡及其读写器电气信号的机械装置。至少有8个接触点与IC卡接触，接触点的另一端引出线与单片机连接，为IC卡与单片机建立可靠的物理连接通道。根据与IC卡接触的过程原理，卡座可分为降落式、半降落式和摩擦式。其中，前者寿命最长，可达数百万次。后者寿命短，只有几十万次。其优点是体积小于前者。

对于非接触式IC卡读写器，读卡头部分为射频信号发送和接收、射频信号处理和数字信号转换。它将单片机发出的数字信号转换为非接触式IC卡可识别的射频信号，并将从IC卡接收到的射频信号转换为单片机知道的数字信号，从而建立IC卡和读写器之间的通信通道。主要包括信号转换部分和天线。

3、与外围控制设备的通信口

早期的通信接口主要是串行通信接口，如RS-232C或RS-485。随着通信技术的不断发展，USB(通用串行总线)接口方式在过去两年开始流行。其特点是无外部电源，可热插拔，实现即插即用，使用方便，特别是随着IC卡容量的增加，对大数据信息传输的要求越来越高，普通串行通信已成为限制数据传输速度的瓶颈，USB技术，最低通信速度为1.5Mb/s，最高可达480mb/s，与普通串口通信相比，其优势可见一斑。此外，还采用并口通信、ISA总线、PCI总线等方式进行数据通信，但并不常见。

4、电源

IC卡读写器的电源如下：

1)独立直流电源，但会增加读卡器的体积；

二、外供电源；

三、专用稳压源供电；

4)从计算机取电(如USB口、鼠标口、键盘口)。

独立终端读写器是一种可主动操作IC卡的全功能设备，如食堂自动售餐机、交通管理手持机、工商手持机等，无需与PC机等外围控制设备连接。因此，除上述要求外，其配置还必须具备：

1）键盘；

2)显示器主要包括LED显示和LCD显示；

3)存储大量交易记录和相关数据的数据存储器。还可配备打印机、实时钟、安全模块等。

二、IC卡读写器设计依据

那么，读写器具备上述配置后，如何从卡中获取数据，如何将数据写入卡中呢？这涉及到通信规则，即通信设计的基础。例如，RS-232C有自己的一套规则，规定了每帧的起始位置、停止位置、字符数量、验证方法等。只要通信双方遵循这些事先定义的规则，他们就可以完成通信的目的。读写器和IC卡通信一样，为了进行正确的数据通信，IC卡及其读写器还必须建立相互遵循的通信协议，即ISO/IEC7816定义的接触式IC卡标准等IC卡相关规范定义的标准，ISO非接触卡标准/IEC14443定义。

ISO/IEC7816-2：接触点的尺寸和位置；ISO/IEC7816-3：电信号和传输协议；ISO/IEC7816-4：行业间交互使用命令；ISO/IEC7816-10：同步卡的电信号和复位响应是设计接触式IC卡读写器的基本依据。

ISO/IEC14443-1：非接触卡的物理特性；ISO/IEC14443-2：射频电源和信号接口；ISO/IEC14443-3：初始化和防碰撞协议；ISO/IEC14443-4：传输协议是指导非接触式IC卡读写器设计的基本依据。

同时，我国制定了《集成电路》(IC)《卡读写机通用规范》规定了IC卡读写机的一般技术要求、试验方法和检验规则，以及IC卡读写机的包装、运输和存储标志。根据不同的应用程序，也有不同行业对读写器的要求和标准，如中国金融集成电路（IC）卡规范》、中国石化加油集成电路（IC）卡应用规范、《社会保障(个人)卡规范》等。，其中IC卡读写器在界面、物理、电磁兼容性、安全性、交易流程等方面进行了行业规范。所有这些都是我们设计高质量、实用的IC卡读写器的基础。此外，具体项目的其他具体要求也是读写器设计的基础。

三、IC卡读写器的选择

在了解了上述信息后，下一步将选择IC卡读写器。在选择过程中，应注意以下技术指标：

1、与CPU卡支持的口通信速率；

2、与上层主机支持的通信速率；

3、支持同步卡的类型；

4、T=0支持异步卡，T=1通信协议；

5、是否有安全机制；

6、其他支持的行业标准；

7、数据存储容量；

8、显示和键盘配置；

9、电源；

10、 适用环境等。

对于接触式IC卡读写器，还需要以下重要指标：

1、支持ISO/IEC7816标准；

2、支持一个或多个卡座，卡座寿命长。

对于非接触式IC卡读写器，应注意读写距离的重要指标，并支持哪种类型（TYPEA 或TYPEB 或其他)非接触式IC卡。

在实际选择过程中，为了选择性价比最好的读写器，应根据具体的应用需要进行重点考虑。

四、IC卡读写器应用市场

随着IC卡应用领域的不断扩大，支持读写器的领域不断发展，其市场非常广泛，主要用于：

收费终端：公交车费、路费、食堂、商场等

身份识别：身份证读写、就业证读写、IC卡门禁、考勤机等

行业应用：银行、加油、社会保障、烟草、工商、交通管理等

预付控制终端：水表、电表、有线电视、电话等

网络安全：网络信息安全管理系统等。

随着中国加入世贸组织，国际规则的广泛应用，只要我们充分发挥智慧和想象力，我们相信IC卡及其读写机将应用于我们生活的每个角落，成为人类文明的又一个重要里程碑。