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未来无极限——非接触门禁系统


      一、非接触IC卡

  非接触IC卡,又名感应卡、射频卡。诞生于90年代初,由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点,使之一经问世,便立即引起广泛的关注,并以惊人的速度得到推广应用。
  
  非接触式IC卡由IC芯片,感应天线组成,并完全密封在一个标准PVC卡片中,无外露部分。非接触式IC卡的读写过程,通常由非接触型IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。
  
  非接触型IC卡本身是无源体,当读写器对卡进行读写操作时,读写器发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与其本身的L/C产生谐振,产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号,指挥芯片完成数据、修改、存储等,并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统,无论是硬件结构,还是操作过程都得到了很大的简化,同时借助于先进的管理软件,可脱机的操作方式,都使数据读写过程更为简单。 

  二、非接触式IC卡特点

  进入到90年代中期由于非接触式读写技术、IC卡技术及通讯技术的不断发展,真正意义上的“一卡通”在企业管理中发挥作用变为了现实。非接触式IC卡(又称射频IC卡),使世界上近几年发展起来的一项新技术,它成功地将射频识别技术结合起来,解决了无源(卡中无电池)和免接触这一难题,是卡应用领域的一大突破。随着国内‘金卡工程’各类项目的深入开展,IC卡技术在社会经济生活的大部分领域得到了应用。国内经过近几年的市场准备,以及系统集成技术的不断完善, 非接触式IC卡已经得到了行业人士以及相当一部分用户的认同。非接触式IC卡应用快捷、灵活,易于保管,可靠性高的众多方面赢得了国内人士的信心,可以预测,在不远的将来,非接触式IC卡会在更大范围的加以推广应用。

  非接触式IC卡克服了接触卡的缺点,向零缺陷迈进了一大步。具有以下主要特点:

  1. 可靠性高、使用寿命长、维护成本低

  非接触式IC卡与读写器之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如: 由于粗 暴插卡、非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外, 非接触式IC卡表面无裸露的芯片,无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏而使卡片失效等问题, 适应各种恶劣环境。因此,在正常使用的情况下,可以保证IC卡的使用寿命,在10年以上。

  2. 操作方便、快捷

  由于非接触通讯,读写器在5-10cm甚至更远的范围内就可以完成对卡片的操作, 非接触式IC卡使用时非常简单,不需固定方向和位置,没有方向性,卡片可以任意方向掠过读写器表面,即可完成操作,大大提高每次使用的速度。

  3. 加密性能好、安全可靠

  每张卡片在出厂时都写有不可更改的唯一编号(全球唯一的序列号,制造厂家在卡片出场前已将此序列号固化,不可再更改),并可为第一用户设定卡与读写设备相对应的唯一的密钥,卡和读写设备均无法复制,确保系统的安全性和可靠性。

  4. 高抗扰性

  非接触式中具有防冲突机制,在多张卡片进入读写器的工作范围时防止卡片之间出现数据干扰,允许只读一张卡操作。

  5. 广泛适用性

  非接触式IC卡可应用于不同的系统、不同的场合。每张卡片出厂时有唯一的序列号,用户可以根据不同的应用设定不同的密码和访问条件,可实现企业管理一卡多用的需要。同一张卡片经个人化处理后,既可作为工作证、胸卡、巡更卡、门禁钥匙卡,也可作为企业内部食堂、咖啡厅和其它消费用的电子钱包,并可实现企业内部医疗管理、停车管理等诸多功能。

  6. 提升企业形象:

  由于非接触读写的特性,非接触ID卡的经个人化处理后,可以塑 封使用,使图案不褪色,方便的应用和轻松的管理,有利于公证,公开性的办公,对内激励员工,对外提高公司的商业形象.有助于企业降低管理成本和提高工作效率和经济效益。

  7. 性能价格比最优

  由于上述的性能特点,采用非接触ID卡实现一卡通管理,是一种性能价格比最优的方案。

  8. 多种权限级别管理

  可设置多个权限级别,增加了整个系统运行的安全性。
  三、非接触式IC卡与磁卡、接触式IC卡相比较
  
  磁卡由于其结构简单,存储容量小,安全保密性差,读写设备复杂且维护费用高,作为七、八十年代技术水平的产品已风光不再,面临下岗。

  接触式IC卡与磁卡相比,更加安全可靠,除了存储容量大,还可一卡多用,同时可靠性比磁卡高,寿命长:读写机构比磁卡读写机构简单可靠,造价便宜,维护方便,容易推广。正由于以上优点,使得接触式IC卡市场遍布世界各地,风靡一时。然而,当前风头正健的接触式IC卡面临着后来者非接触式IC卡的强劲挑战。

  非接触式IC卡与传统的接触式IC卡相比,它在继承了接触式IC卡的优点的同时,如大容量、高安全性等,又克服了接触式所无法避免的缺点,如读写故障率高,由于触点外露而导致的污染、损伤、磨损、静电以及插卡这个不便的读写过程等。非接触式IC卡完全密封的形式及无接触的工作方式,使之不受外界不良因素的影响,从而使用寿命完全接近IC芯片的自然寿命,因而卡本身的使用频率和期限以及操作的便利性都大大的高于接触式IC卡。可见,非接触式IC卡不仅代表着卡技术发展多年的结晶,也是象征着卡的应用又提高到一个新阶段的里程碑。

  同时,非接触IC卡国际标准ISO14443的诞生,将使之兼容接触式IC卡从而为非接触IC卡带来了无穷无尽的潜力。毫无疑问,集众家之大成的非接触IC卡将在身份识别、金融、电子货币、公共交通、智能楼宇、小区物业、社会保障诸多领域独领风骚。

  四、非接触IC卡的安全技术就是主要依据以下几点提出和实施的
  
  1. 由于卡与读写器之间是无线频率方式,但它是采用的变数方式,即每次通讯过程有一个随机的变量函数,因而外界想通过无线电接收器来分析系统的参数将是极其困难的。
  
  2. 卡和读写器都必须经过严格的授权以后,方可使用。任何非法用户想获取卡中的信息都是不可能的。
  
  3.由于每张卡都有一个32位的独立卡号,这一卡号是在芯片的加工过程中形成的,是唯一不变的,且卡中系统区具有加密算法校验。因此,伪造卡也是不可能的。

  4.中的用户区可按用户要求,设置成若干个小区,每个小区都可分别设置密码。

  五、非接触型智能卡的授权与发卡

  任何一片非接触型智能卡和读写器未经发卡中心的授权,卡和读写器都不能工作。由产品制造商提供的卡和读写器,必须经过某个发卡中心持有的专用授权卡授权以后,才能投入市场使用。

  LEGIC模块分为: MSM 授权卡的生成,空白卡的授权。
  SM 用户卡读写模块
  卡分为: GAM General Authorization Media
      SAM System Authorization Media
      IAM Identification Authorization Media
      AM Authorization Media
      IM Identification Media

  六、Wiegand26协议

  Wiegand26是广泛应用于非接触IC卡读写控制的一个协议。基于Wiegand26协议,将门禁和考勤系统两者结合在一起,开发完成一套非接触式IC卡门禁考勤系统。该系统利用下位机采集数据,借助通信网络,将数据发送到上位机,完成数据的统计分析及报表的生成。

  ·Wiegand26协议

  Wiegand26协议是由美国工业安全委员会SIA (Security Industry Association)的隶属组织访问控制标准子委员会制定的一个关于存取控制的标准协议。它是一个关于非接触式IC卡读写器接口和输出的协议。

  协议中定义了经常应用于控制访问、安全和其他相关工业领域中读卡器和控制器之间的接口。这个标准的规范使得读卡器的设计者和控制器的生厂商们的工作得以标准化。

  Wiegand26是一个单向的协议(从读卡器到控制器),它有两个数据信号:Data0和Data1。逻辑0表示Data0上的负脉冲,逻辑1表示Data1上的负脉冲。当兼容Wiegand26协议的读卡器上无数据输出时,Data0和Data1上都维持高电平(+5V表示高电平);有信号脉冲时,在脉冲宽度时间范围内,电平降低为0.7V。Data0和Data1上的脉冲不会重叠也不会同时产生。

  符合Wiegand26协议标准的读卡器读取非接触式IC卡,在Data0 和 Data1上一共会产生26个低电平脉冲,脉冲时间间隔为1ms,脉冲宽度为100μs。Wiegand26协议的时序如图1所示。

 


Tpi:脉冲间隔(Pulse Interval Time)1ms
Tpw:脉冲宽度(Pulse Width Time)100μs

  ·Wiegand26协议输出数据格式.

  Wiegand26协议的输出数据格式如下所示:


 

  Wiegand26协议的各个数据位说明如下:

  第1位:偶校验EP位。它对第2位—第13位进行偶校验,如果2—13位的1的个数为偶数,EP位为0,否则为1。

  第2—第9共8位为FC位,它表示的为设备号,范围为0—255,其中最重要的为第2位。

  第10—第25共16位为CC位,它表示的为读卡器从非接触式IC卡中读取的卡号,范围为0—65535,其中最重要的为第10位。

  第26位:奇校验OP位。它对第14位—第25位进行奇校验,如果14—25位的1的个数为奇数,EP位为1,否则为0。

  七、非接触式IC卡发展与应用

  近年来,门禁系统的成长率与获利率都比监控产品来得高,不过由于投入厂家愈来愈多,市场竞争也日趋激烈,厂家的运作模式也更趋多元。

  其一,抓住特定商机推出相应产品。北京东方安成电子因应奥运商机推出的新产品e-Power多功能门禁控制器即是一例。随着2008年奥运的临近,北京市场对安防产品的需求也有了很大的提高。e-Power与市场上其它门禁产品相比,价格大约会贵1-1.5倍,当然这么高的价格,也有着它存在的理由——大量运用先进的功能和技术。深圳丽泽智能营销总监赵彬表示,目标在于打造金融安防行业第一品牌的丽泽智能已经成功整和内部的研发部门和销售部门,并为全套的产品(CCTV+DVR+门禁)制作了有行业针对性的方案,将自己的产品链优势呈现出来。
  
  其二,积极拓展产品线。上海欧意公司总经理张宗志指出,门禁系统和锁具的关系就如同牙齿和嘴唇,代理澳洲的Microlatch无线指纹门禁监控系统是拓展产品线重要的一步,未来会持续寻找具“唯一性”的产品,将国外优良技术引进中国。
  
  其三,藉集团优势进入安防行业。TCL电气智能楼宇事业部营销总监助理雍竣华表示,凭借TCL集团的雄厚实力,TCL电气智能楼宇事业部强力介入安防市场。从综合布线系统、安防监控系统再到智能家居系统,TCL用自己的研发团体打造出一个整体的产品线。价格将是TCL的利器之一,中高档产品的质量将达到或超过外国的同类型产品,但是价格上则会有大约30%的优势。明年的目标是在相对优势的产品系列里成为国内的NO.1。
  
  此外,在国内市场与仿冒品、恶性低价竞争持续“搏斗”则是大多门禁厂家持续要做的“功课”。浙江宏泰电子设备公司销售部经理丁美珠指出,中国仿冒品的问题实在太严重,让正规厂商疲于应对。她强调:作为制造商,唯有“研发”才具有“造血”功能,能为自己注入力量。在国内电子巡更/巡检系统领域已占过半市场份额的北京兰德华公司总经理王冰表示,该公司对付仿冒品的手段包括:技术先行,掌握知识产权;产品系列化;多设分公司,落实服务;在品质保障基础上,争取更优惠的价格,如降价10%-15%。

  至于外商对中国市场的经营也不敢掉以轻心。ASSAABLOY目前在中国主推的旗下品牌——TRIMEC市场行销经理Albert Drumm指出,在中国市场跟对手竞争,需要领先的技术,也需要将规模扩大,未来不排斥在中国设厂生产,将成本降下来。现在,TRIMEC仍然针对高端的客户群。Albert Drumm自信地表示,在产品技术及销售渠道的有利因素下,2005年应可拿下高端市场50%的市场份额。

  安防产品数字化、网络化、集成化的风潮至今仍方兴未艾,门禁产品亦不例外,可喜的是,具网络、集成、各种生物识别功能的产品,无论在技术或价格上,都已从以往的“高不可攀”逐渐普及于市场。而为因应愈来愈激烈的竞争,国内外厂家的市场运作模式也愈来愈多元灵活。相信在两股力量的加乘作用下,门禁市场将愈来愈蓬勃。

  据有关资料显示,到2007年,中国非接触智能卡的销量有望提升50%,达到3000万张。

  相关应用:

  非接触IC卡应用领域同接触式IC卡一样广泛,因为它不须插入读写设备中,因而更加便捷和快速。目前在门禁、身份识别、电子护照、售货、停车和高速公路缴费等领域的应用增长迅速。

 

 
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