[發明專利]一種具有魯棒性的非接觸式ＩＣ卡收數方法

有效

• 申請號: 201310007250.3
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103106379A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 魏元珍;林平分;萬培元;莊曉青;吳旭文;周成沖;王素琴;李鑫輝;張陽;王長弘
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

技術領域

本發明涉及符合ISO/IEC14443Type?A協議的非接觸式IC卡的收數模塊實現，尤其是針對適用數據解調寬度有變化，采樣時鐘有偏差，具有魯棒性的收數方法。

背景技術

IC卡的概念是20世紀70年代初提出來的，法國布爾（BULL）公司于1976年首先創造出智能卡樣品，并將這項技術應用于金融、交通、醫療和身份證明等多個行業，它將微電子技術和計算機技術結合在一起，提高了人們生活和工作的現代化程度。

根據卡與外界數據傳送的形式，IC卡可以分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡。非接觸式IC卡的國際標準有ISO/I?EC10536、ISO/IEC14443和ISO/IEC15693及ISO/IEC7816中對非接觸式IC卡也適用的部分標準。非接觸式卡國際標準中主要討論了卡的物理特性、發射/接受電信號、防沖突機制、復位應答和傳輸協議。

ISO/IEC14443協議規定了兩種信號接口：Type?A和Type?B。本文討論的非接觸式IC卡遵從ISO/IEC14443type?A協議。

根據ISO/IEC14443-2A協議規定，智能卡讀卡器產生耦合到IC卡的RF電磁場，用以傳送能量和雙向通信。IC卡獲得能量后將其轉化成直流電壓。RF場的場強范圍是1·5A/m～7·5A/m，載波頻率f_c為13·56MHz±7kHz。數據傳輸率=13·56MHz/128=106Kb/s，一位數據所占的時間周期為9·4us。如圖1所示，智能卡讀卡器向非接觸式IC讀傳送信號（01001）。調制方式采用100％的ASK，在RF場中創造一個“間隙（pause）”來傳輸二進制數據。Pause波形如圖2所示。

編碼方式采用變形米勒編碼，如圖3所示，有三種時序：時序X，在64/f_c之處產生一個pause；時序Y，在整個位期間不發生調制；時序Z，在位期間的開始產生一個pause。每位數據占9·4us，調制信號在載波滿幅時為1，在pause期間為0，其中pause持續的時間寬度可參考圖2中的參數。

編碼的邏輯1為時序X。邏輯0為時序Y。假如相鄰有兩個或更多的0，從第二個0開始采用時序Z。假如幀的起始位后的第一位為0，則用時序Z來表示這一位和直接跟隨其后的0。通信開始：時序Z；通信結束：邏輯0，跟隨其后為時序Y；無信息：至少有兩個時序Y。

圖4和圖5表示了傳輸的幀格式。圖4表示的是短幀，用于初始化通信，其包含通信起始位S，7位數據（最低有效位低位LSB先發送）和通信結束位S。圖5表示的是標準幀，用于數據交換，其組成為通信起始位S，N*(8個數據位+奇校驗位)和通信結束位E。其中數據字節的最低有效位先發送，每一數據字節后有一奇校驗位。

根據協議規定，100％ASK調制的，pause波形有一定的參數范圍（如圖2），RF射頻場強有一定范圍（1·5～7·5A/m）。對于不同參數的pause解調的數據寬度不同。另外隨著RF場強不同，天線包絡不同，因此解調的數據寬度也不同。而且解調的數據可能有一定的毛刺或噪聲影響有一定抖動。

另一方面，在pause期間天線上沒有載波，這樣非接觸式IC卡在pause期間不能提取出載波時鐘。不論是用時鐘恢復電路或用時鐘切換電路，得到的時鐘與載波時鐘比都有一定的偏差。

為了讓非接觸式IC更具有魯棒性，必須能在協議規定的各種情況下收到數據，并且能在協議范圍上留有一定裕度。

發明內容

為了能適用于ISO/IEC14443Type?A協議不同pause形狀，不同RF場強下解調的數據寬度變化，并且能解決時鐘偏差的影響，本發明提供一種具有魯棒性的非接觸式IC卡的收數方法。

本發明的特征在于，在非接觸式IC卡中依次按以下步驟實現的：

步驟(1)，模擬前端中的整流穩壓電路從天線RF接收的RF載波信號中獲取非接觸式IC卡工作所需的直流電壓；

步驟(2)，模擬前端中的載波提取電路從所述載波中提取RF載波時鐘RF_CLK，輸入時鐘恢復或切換電路；

步驟(3)，模擬前端的所述時鐘恢復或切換電路接收到載波時鐘RF_CLK后，在間隙pause期間切換為頻率接近13·56MHz的時鐘，以此作為采樣時鐘CLK_S輸入到收數模塊中的128+16位的數據緩存中，

步驟(4)，所述解調電路過采樣從RF載波中解調的數據RF_DIN，在所述采樣時鐘CLK_S同步下，將其移入所述128+16位數據緩存中；