智能卡应用系统
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智能卡应用系统
电子与信息工程学院
SmartCard
教学目标
• 智能卡门禁系统 • 数字社区一卡通系统 • 高速公路智能卡收费管理系统 • 智能卡应用系统开发方法
SmartCard
智能卡技术应用概览
主要应用领域
电信：IC卡公用电话、移动电话SIM卡（用户识别模块） 交通：公交一卡通（出租车、公共汽车、轮渡、地铁）， 道路泊车自动收费（咪表），路桥收费，自动加油管理系 统，驾驶员违章处理 智能建筑：IC卡门锁及门禁系统，停车收费管理，智能小 区一卡通 校园一卡通：食堂、考勤、门禁、上机上网、图书馆、学 籍管理、校内消费、实验室设备管理、校医院电子医疗卡 公用事业：预收费水、电、气表及收费一卡通
SmartCard
接外围设备或主机
微处理器选择
• • • • 51系列 PIC AVR ……
SmBaidu NhomakorabeartCard
接触式:选用IC卡卡座的主要依据
• • • • • • 触点电气性能及与卡接触的可靠性 插拔寿命 对卡触点及其他部分的磨损程度 卡从接触好到识别有效的位置差 价格因素 对应用现场的适应性
卡的选择
• 接触式/非接触式? --目前用于门禁的主流卡 型: 接触式 I-BUTTON信息纽扣 非接触式 ID卡,125KHz的低频卡(只读卡) MIFATE 1卡,多用于一卡通中的门禁 • 存储卡/逻辑加密卡/CPU卡? 以逻辑加密卡为主
SmartCard
系统构成
RS232 发卡器
门禁机 1
SmartCard
智能卡门禁系统
• • • • • 门禁系统的功能 门禁系统工作方式 卡的选择 系统构成 门禁机硬件设计
SmartCard
门禁系统工作方式——离线式
由于离线门禁机没 有网络连接，每个 门禁机的控制权限， 需要采用一张特殊 的大容量存储卡来 向门禁机传递数据。 门禁机的进出记录， 也可以采用数据采 集卡来读取，这样 就可以知道进出该 通道的详细人次和 进出时间。 优点：结构简 单，不需要敷 设通讯网络， 因而具备安装 方便，维护量 小，使用方便
SmartCard
智能卡技术应用概览
个人身份认证：城市流动人口管理（IC卡暂住证）， IC卡身份证 社会保险：医疗保险，养老保险等 工商税务：税务自动申报，工商企业监管 金融：信用卡(Credit Card,for example VISA CARD,Master Card)，扣款卡(Cash Card) or (ED— Electronic Deskbook)，电子钱包(EP—Electronic Purse,for example Mondex Card)，POS、ATM 电子标签：车辆识别、防伪、仓储管理、生产管理、 集装箱管理、汽车钥匙等 网络安全：密码钥匙Ekey
缺点：门禁 的实时性能不 是很高，不能 实时监控每个 门禁点实时状 况，只能事后 查询门禁点的 进出记录。
SmartCard
门禁系统工作方式——RS485网络
适用范围：持卡人员人数10-400人规模的中小型一卡通系统；覆盖范围小，本地管理， 对系统实时性要求不高，动作响应速度要求快的一卡通系统 。
门禁机 2
。。。。。。
门禁机 n
SmartCard
接触式IC卡接口设备的硬件组成
• 接触式IC卡接口设备的硬件组成包括：卡座（IC 卡适配插座）、输入接口电路、存储器、微处理 器、外围接口和密码运算处理单元（可选）
读写器 卡 座 IC卡 接口 电路 EEPROM RAM 外围 接口 微处理器 密码运算 处理单元
SmartCard
存储器
• 用于存储程序及单价、表格、黑名单、汉 字字库等要素的紫外擦除电可编程只读存 储器EEPROM • 存放中间结果和暂存数据的随机存储器RAM
SmartCard
外围接口
• LED（数码）或LCD（字符、点阵）显示屏 • 简易键盘，PC机以及条码阅读器、电量传 感器等信号输入设备 • 与PC机的通讯多取RS232或RS485串行通讯 标准（也有取并行通讯方式的），并配以 MAX232、MAX485/491接口驱动芯片。通讯 速率可由程序设定或键控选择
SmartCard
门禁系统工作方式——TCP/IP网络
局域网络完善的智能小区、校园、企业园区、整体大厦等；覆盖范围大，管理 距离远，持卡人员人数达到数万人规模的一卡通系统；对系统实时性要求高， 数据传输、交换、共享以及远程访问都要求容易、方便，对数据处理速度要求 快，动作响应速度也要求快的一卡通系统。 SmartCard
SmartCard
外围设备
• • • • 电磁门锁或道闸 开门按钮 开关电源(门锁驱动) UPS电源
SmartCard
网络设备
• 服务器 • 交换机 • 网线+水晶头
SmartCard
非接触式门禁机硬件设计
SmartCard
课程设计
• 根据所查找的资料，提交智能卡应用系统设 计报告，说明：
• • • • • 系统功能 系统工作方式选择 系统卡型选择依据 系统总体构成及设备清单，画出系统总体框图 设计系统的主体硬件（如门禁机，收费机），画 出硬件框图，说明其中各部件的型号和作用。
SmartCard
接触式:输入接口电路
• • • • 实现对IC卡的供电 满足不带电插拔IC卡的要求 实现时钟供给：当取用ISO/IEC7816-3 T=0异步半双工字符传输协议时的时钟频率 为 0~100kHz ；而采用 T ＝ 1 异步半双工块传 输协议时则可能需要兆赫级时钟 • 实现信号的可靠传输
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电子与信息工程学院
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教学目标
• 智能卡门禁系统 • 数字社区一卡通系统 • 高速公路智能卡收费管理系统 • 智能卡应用系统开发方法
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智能卡技术应用概览
主要应用领域
电信：IC卡公用电话、移动电话SIM卡（用户识别模块） 交通：公交一卡通（出租车、公共汽车、轮渡、地铁）， 道路泊车自动收费（咪表），路桥收费，自动加油管理系 统，驾驶员违章处理 智能建筑：IC卡门锁及门禁系统，停车收费管理，智能小 区一卡通 校园一卡通：食堂、考勤、门禁、上机上网、图书馆、学 籍管理、校内消费、实验室设备管理、校医院电子医疗卡 公用事业：预收费水、电、气表及收费一卡通
SmartCard
接外围设备或主机
微处理器选择
• • • • 51系列 PIC AVR ……
SmBaidu NhomakorabeartCard
接触式:选用IC卡卡座的主要依据
• • • • • • 触点电气性能及与卡接触的可靠性 插拔寿命 对卡触点及其他部分的磨损程度 卡从接触好到识别有效的位置差 价格因素 对应用现场的适应性
卡的选择
• 接触式/非接触式? --目前用于门禁的主流卡 型: 接触式 I-BUTTON信息纽扣 非接触式 ID卡,125KHz的低频卡(只读卡) MIFATE 1卡,多用于一卡通中的门禁 • 存储卡/逻辑加密卡/CPU卡? 以逻辑加密卡为主
SmartCard
系统构成
RS232 发卡器
门禁机 1
SmartCard
智能卡门禁系统
• • • • • 门禁系统的功能 门禁系统工作方式 卡的选择 系统构成 门禁机硬件设计
SmartCard
门禁系统工作方式——离线式
由于离线门禁机没 有网络连接，每个 门禁机的控制权限， 需要采用一张特殊 的大容量存储卡来 向门禁机传递数据。 门禁机的进出记录， 也可以采用数据采 集卡来读取，这样 就可以知道进出该 通道的详细人次和 进出时间。 优点：结构简 单，不需要敷 设通讯网络， 因而具备安装 方便，维护量 小，使用方便
SmartCard
智能卡技术应用概览
个人身份认证：城市流动人口管理（IC卡暂住证）， IC卡身份证 社会保险：医疗保险，养老保险等 工商税务：税务自动申报，工商企业监管 金融：信用卡(Credit Card,for example VISA CARD,Master Card)，扣款卡(Cash Card) or (ED— Electronic Deskbook)，电子钱包(EP—Electronic Purse,for example Mondex Card)，POS、ATM 电子标签：车辆识别、防伪、仓储管理、生产管理、 集装箱管理、汽车钥匙等 网络安全：密码钥匙Ekey
缺点：门禁 的实时性能不 是很高，不能 实时监控每个 门禁点实时状 况，只能事后 查询门禁点的 进出记录。
SmartCard
门禁系统工作方式——RS485网络
适用范围：持卡人员人数10-400人规模的中小型一卡通系统；覆盖范围小，本地管理， 对系统实时性要求不高，动作响应速度要求快的一卡通系统 。
门禁机 2
。。。。。。
门禁机 n
SmartCard
接触式IC卡接口设备的硬件组成
• 接触式IC卡接口设备的硬件组成包括：卡座（IC 卡适配插座）、输入接口电路、存储器、微处理 器、外围接口和密码运算处理单元（可选）
读写器 卡 座 IC卡 接口 电路 EEPROM RAM 外围 接口 微处理器 密码运算 处理单元
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存储器
• 用于存储程序及单价、表格、黑名单、汉 字字库等要素的紫外擦除电可编程只读存 储器EEPROM • 存放中间结果和暂存数据的随机存储器RAM
SmartCard
外围接口
• LED（数码）或LCD（字符、点阵）显示屏 • 简易键盘，PC机以及条码阅读器、电量传 感器等信号输入设备 • 与PC机的通讯多取RS232或RS485串行通讯 标准（也有取并行通讯方式的），并配以 MAX232、MAX485/491接口驱动芯片。通讯 速率可由程序设定或键控选择
SmartCard
门禁系统工作方式——TCP/IP网络
局域网络完善的智能小区、校园、企业园区、整体大厦等；覆盖范围大，管理 距离远，持卡人员人数达到数万人规模的一卡通系统；对系统实时性要求高， 数据传输、交换、共享以及远程访问都要求容易、方便，对数据处理速度要求 快，动作响应速度也要求快的一卡通系统。 SmartCard
SmartCard
外围设备
• • • • 电磁门锁或道闸 开门按钮 开关电源(门锁驱动) UPS电源
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网络设备
• 服务器 • 交换机 • 网线+水晶头
SmartCard
非接触式门禁机硬件设计
SmartCard
课程设计
• 根据所查找的资料，提交智能卡应用系统设 计报告，说明：
• • • • • 系统功能 系统工作方式选择 系统卡型选择依据 系统总体构成及设备清单，画出系统总体框图 设计系统的主体硬件（如门禁机，收费机），画 出硬件框图，说明其中各部件的型号和作用。
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接触式:输入接口电路
• • • • 实现对IC卡的供电 满足不带电插拔IC卡的要求 实现时钟供给：当取用ISO/IEC7816-3 T=0异步半双工字符传输协议时的时钟频率 为 0~100kHz ；而采用 T ＝ 1 异步半双工块传 输协议时则可能需要兆赫级时钟 • 实现信号的可靠传输
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