1、1射频识别技术漫谈(1)概念、分类 现代社会智能卡已经渗透到生活的方方面面，公交卡、考勤卡、身份证、手机卡等等数不胜数。智能卡按使用时是否和读卡器接触可分为接触式智能卡和非接触式智能卡，接触式智能卡上有6-8 个触点，使用时插在卡座上，典型的如手机卡以及以前的公用电话卡。非接触式智能卡没有触点，卡上也没有电源，通过读卡器产生的电磁场获得能量并与读写器交换信息。由于非接触式智能卡的无源和免接触特性，卡的使用寿命和安全性大大提高，目前应用越来越广泛。根据安全等级，智能卡可分为存储器卡、逻辑加密卡和 CPU 卡。存储器卡就像一个无人看守且大门敞开的仓库，什么人都可以随便在卡中存取数据；逻辑加密卡则给
2、仓库加了一把锁，只有有钥匙（密码）的人才能打开使用。CPU 卡则如同安排了专人看守仓库，卡里面有 CPU 芯片，存储数据要验证口令，且可能不同的应用有不同口令，存取数据受到更加严格的控制，安全性最高。非接触式 IC 卡通过磁场从读写器获得能量并交换数据。这里的磁场通常称为射频场（Radio Frequency Field），所以这种卡片也通常称为射频卡，这种技术称为射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术。不管叫什么名字，其实质都是一样的，都是无线电通讯,本质上与广播、电视、手机通讯并无区别。无线电通讯中很少有直接发射有用信号的，通常使用调制解调技
3、术，将有用信号调制在某一频率的载波上，接收方收到调制信号后解调得到有用信号。非接触式 IC 卡的常用载波频率有125KHz、134.2KHz、13.56MHz、2.45GHz 等，通常载波频率越高，数据的传送速率越高，技术上也较复杂。虽然都是免接触，不同卡的有效操作距离是不一样的。有些卡号称免接触，但读卡距离非常短，只有 0-2 厘米，这种卡被称为 CICC 卡（Close-Couple ICC），一般翻译成密耦合卡；有些卡的操作距离远一点，可以达到 10 厘米，这种卡被称为 PICC 卡（Proximity ICC），我们叫它接近卡；还有一种更远的，至少可以达到半米或更远，这种卡被称为 VI
4、CC 卡（Vicinity ICC），中文称疏耦合卡。业内还有一些不成文的习惯叫法。一般的卡片操作通常都是主从式，即读卡器作为主动方发送命令，卡片收到命令后作出反应，这种卡片我们称之为 IC 卡。有一类比较简单的卡，卡内只存储了一个识别号，通常只要进入射频场获得能量后就不停的主动发送这个识别号，这类卡习惯称 ID 卡。当然这些叫法只是习惯，事实上 IC 是集成电路的意思，以上卡片都应叫 IC 卡，不过习惯的力量往往是很大的，时间长了，大家也就接受这种称呼了。本人随后将就射频识别技术进行一系列的“漫谈”。所谓“漫谈”，非正规也。我写的既不是技术文档，更不是教材，只是本人十年来开发射频识别卡的一些
5、点滴体会，用不太严谨的语言表达出来而已。另外由于我对 125KHz，134.2KHz 和 13.56MHz 比较熟悉，相关的射频卡都开发过，所以之后关于射频识别技术的叙述都是基于这 3 种频率。射频识别技术漫谈(2)国际标准如果你只是智能卡的用户，通常可以不必关注国际标准，但作为智能卡的专业开发人员，则至少也要对相关标准有所了解。国际标准一般都是西方人制定的，原版都是英文的，而所谓中文版往往是对原版的直译，许多情况下并未准确说出实际的意思，所以如果想看这些标准，还是看原版好。以下仅简单介绍比较重要的关于智能卡的国际标准。以后的叙述我可能很少提及这些标2准，不读这些标准也不影响朋友们继续往下读，
6、但是正所谓没有规矩，不成方圆，在这里只是告诉大家，之后的叙述都是基于这些国际标准的。一、ISO 7810：规定了识别卡的物理特性，比如卡的形状、尺寸等。二、ISO 7816：身份证集成电路卡国际标准。这个标准包含的部分比较多，目前还在陆续发布与补充。7816 是接触式 IC 卡必须遵循的国际标准，其中的有些部分也适用于非接触式智能卡。第一部分规定了接触式智能卡的物理特性；第二部分规定了接触式智能卡的触点尺寸与位置；第三部分规定了接触式智能卡的电信号和传输协议；第四部分规定了接触式智能卡与外界交互的接口组织、安全和命令；第五部分规定了接触式智能卡应用的命名方式与注册系统；第六部分规定了接触式智能
7、卡与外界交互的数据元素；第七部分规定了接触式智能卡用于结构化查询语句的命令；第八部分规定了接触式智能卡安全操作命令；第九部分规定了接触式智能卡的卡管理命令；第十部分规定了同步卡的电信号和复位应答；第十一部分规定了使用生物统计法的个人认证；第十二部分规定了接触式智能卡 USB 电信号接口和操作时序；第十三部分规定了多应用环境下的应用管理命令；第十四部分好像没有；第十五部分规定了加密信息应用.修改件 1：加密信息应用的实例。三、ISO 10536:密耦合卡(CICC)的国际标准。第一部分规定了 CICC 的物理特性；第二部分规定了 CICC 的耦合区域的尺寸和位置；第三部分规定了 CICC 的电信
8、号和复位规程。四、ISO 14443:接近卡(PICC)的国际标准。第一部分规定了 PICC 的物理特性；第二部分规定了 PICC 的射频功率和信号接口；第三部分规定了 PICC 的的初始化和防冲突算法；第四部分规定了 PICC 的传输协议。五、ISO 15693:疏耦合卡(VICC)的国际标准。第一部分规定了 VICC 的物理特性；第二部分规定了 VICC 的空中接口和初始化；第三部分规定了 VICC 的防冲突和传输协议。六、ISO 11784/11785:动物识别编码的国际标准。11784 规定了动物识别信号的编码结构；311785 规定了动物识别的一些技术概念。七、ISO 10373：规
9、定了识别卡的测试方法。这么多标准看了让人头都大了，其实作为一个 RFID 的开发和应用者来说，并不是所有这些协议都需要看的。首先如果你不造卡，物理部分就不用看了，厂家做出来什么样就是什么样；信号接口了解一下就行，因为每种卡片通常都有专用的接口芯片，除非从天线到 CPU 接口你自己全部用分立器件搭建，否则你应该花更多时间研究专用接口芯片的说明书；卡的通讯协议是我们最应该关注的，因为它需要开发人员在软件中实现；而动物识别编码的国际标准是做动物识别卡时用，它规定了卡片发送动物识别信息的编码规则，属于智能卡的应用范畴。射频识别技术漫谈(3)能量、调制无源和免接触是非接触式 IC 卡相对于接触式 IC
10、卡的两大特点。无源是指卡片上没有电源，免接触是指对卡片的读写操作不必和读写器接触。非接触式智能卡也是 IC 卡，而卡上的 IC 即集成电路工作时肯定是需要电源的，卡片自身没有电源而又不和读写器接触，那么电源从哪里来的呢？ 其实回答这个问题非常简单，那就是电磁感应。读写器产生一个电磁场，卡片上的天线是一个 LC 振荡电路，且这个振荡电路的共振频率和读写器电磁场的频率一致。当卡片进入读写器的射频场，卡上的振荡电路起振，电路振荡意味着有电子的流动，有电子的流动就可以用二极管让电子积累，电子的积累就会形成电压，有了电压智能卡就能工作了。卡片获得能量的方式大体就是这样，具体的实现方法，如果不打算自己做卡
11、就没必要深究，只要懂得原理就可以了。如果还不明白，想想变压器吧，变压器的原边和副边也是绝缘的，但能量却可以从原边传递到副边，射频卡获得能量的方式就相当于变压器的副边。能量有了，那么读写器和卡片又是如何进行信息交流的呢？既然是免接触，那就只有通过无线电传输了。无线电传输很少有直接发送信号的，一般都是选定某一频率的载波，也就是正弦波，发送方把有用信号调制在载波上，接收方解调收到的信号，把载波去掉得到有用信号。无论电视、广播、手机通讯还是射频卡，其基于无线电通讯的原理都是一样的。载波(正弦波)有三要素，幅度、频率和相位，相应的有用信号对载波的调制也有三种：调幅、调频和调相。调幅是改变载波的幅度记录有
12、用信号，调频是改变载波的频率记录有用信号，调相是改变载波的相位记录有用信号。调幅电路简单，容易受干扰，调频和调相结构复杂些，但抗干扰能力强，一个简单的例子是你的收音机 FM(调频)比 AM(调幅)声音好听的多。另外，调幅和调频要求载波频率远大于有用信号的最高频率，通常要 10 倍以上，而调相则无此要求，载波频率可以高于、等于（2BPSK）甚至低于（4BPSK，16BPSK）有用信号的频率。基于上述三种调制的特点，射频卡通讯距离最大不过几米，平常用的接近卡(PICC)最大距离才 10 公分，在这么短的距离范围内形成一个相对较强的局部射频场，几乎可以不用考虑干扰。射频卡上没有电源，尤其成本考虑，自
13、然要求卡上电路越简单越好。所以，调幅虽然易受干扰但电路结构简单，成为射频卡调制的首选。调幅有一个指标叫调制系数，也就是衡量有用信号对载波幅度的调制有多大。调制系数为0，相当于没有调制，调制系数为 1 则相当于把载波的幅度调为 0，一般调制系数都在 0.1-0.9之间。显然由于射频卡需要从磁场中获得能量，如果调制系数接近 1，意味着磁场关闭了，时间短了还行，时间长了卡上的电源必然会消失，卡片的基本工作条件都没有了，但调制系数大抗干扰能力强，容易解调。相反，调制系数小，卡片可以获得稳定的能量供应，但抗干扰能力弱，解调困难一些。4在读写器与卡片的信息交流过程中，读写器产生射频场，向卡片发送数据时调制
14、自己产生的射频场，这很好理解。但卡片是被动的，不仅不能产生射频场，还要从读写器的射频场中获取能量，那又如何通过调制射频场向读写器回送数据呢？射频识别技术中采用了一种叫做负载调制的方法。其原理也非常简单，还是以变压器为例，我们都有这样的常识，如果变压器的副边突然接入一个大的负载，变压器原边电压就会瞬间降低，切除负载，变压器的原边电压就会马上恢复。前面说了，射频卡相当于变压器的副边，卡内也有这样一个负载，接通负载时射频场的振荡幅度会减小，切除负载，射频场的幅度会恢复。卡片通过负载是否接入来表示发送的数据，读写器探测到射频场的幅度改变，就能知道卡片发送什么数据了。这就是卡片回送数据的原理。射频识别技
15、术漫谈(4)数据编码 前已述及，射频识别技术中的调制方法一般使用调幅(AM),也就是将有用信号调制在载波的幅度上传送出去。这里的“有用信号”指用高低电平表示的数据“0”或“1”。那么如何用高低电平表示数据“0”或“1”呢？最简单的办法就是用高电平表示“1”，用低电平表示“0”，这种代码叫全宽码，如下图所示：这种编码方式存在的最大缺陷就是数据容易失步。上图的数据我们看的很清楚，但是想想如果发送方连续发送 100 个“0”或 100 个“1”，就会有 100 个单位的连续高电平或 100 个单位的连续低电平。这种情况下，接收方极有可能把数据的个数数错，把 100 数成 99 或 101，这就是数据
16、失步。所以这种编码很少直接采用。这就要求使用的编码既能让接收方知道发送方传送的是“1”还是“0”，又能让接收方正确分辨出每个二进制比特。实际的射频识别技术中采用的数据编码主要有以下几种，它们都能满足上述要求。1.曼侧斯特(Manchester)码如下图所示，曼侧斯特码每位数据的中心都有跳变，上升沿表示数据“1”，下降沿表示数据“0”，或者反之。当发送连续的“0”或“1”时，则在数据的开始部分增加一个状态转换沿。52.两相(Biphase)码两相码每位数据的开始处都有跳变，数据中心有跳变表示“1”，数据中心无跳变表示“0”，或者反之。3.频移键控(FSK)码频移键控码用不同的脉冲频率表示数据，脉
17、冲频率高表示“1”，脉冲频率低表示“0”，或者反之。4.相移键控(FSK)码相移键控码用数据的开始处有没有相位翻转表示数据的变化，有相位的翻转表示数据发生了翻转(上一位如果是“0”，则当前发送“1”；上一位如果是“1”，则当前发送“0”)，无相位的翻转表示数据没有发生变化(上一位如果是“0”，则当前发送“0”；上一位如果是“1”，则当前发送“1”)，或者反之。5.米勒(Miller)码如图，米勒码用数据中心是否有跳变表示数据。数据中心有跳变表示“1”，数据中心无跳变表示“0”。当发送连续的“0”时，则在数据的开始处增加一个跳变防止失步。6.修正的米勒(Modified Miller)码修正的米
18、勒码是 ISO14443A 规定使用的数据编码。数据中间有个窄脉冲表示“1”，数据中6间没有窄脉冲表示“0”，当有连续的“0”时，从第二个“0”开始在数据的起始部分增加一个窄脉冲。该标准还规定起始位的开始处也有一个窄脉冲，而结束位用“0”表示。如果有两个连续的位开始和中间部分都没有窄脉冲，则表示无信息。7.副载波调制的曼侧斯特(Manchester)码副载波调制的曼侧斯特码也是 ISO14443A 规定使用的数据编码，在卡片向 PCD 回送数据时使用。副载波调制码元的右半部分表示数据“0”，副载波调制码元的左半部分表示数据“1”。射频识别技术中采用的编码方法还有许多种，有些是上述几种的变形。但
19、无论采用什么编码方法，其原则都应该是数据利于传送和识别，且不能失步，有时候还要配合下面将要叙述的卡片防冲突。射频识别技术漫谈(5)防冲突正常情况下读写器某一时刻只能对磁场中的一张射频卡进行读写操作。但是当多张卡片同时进入读写器的射频场时，读写器怎么办呢？读写器需要选出唯一的一张卡片进行读写操作，这就是防冲突。防冲突机制是非接触式智能卡特有的问题。在接触式智能卡的操作中是不存在冲突的，因为接触式智能卡的读写器有一个专门的卡座，而且一个卡座只能插一张卡片，不存在读写器同时面对两张以上卡片的问题。常见的非接触式智能卡中的防冲突机制主要有以下几种：1.面向比特的防冲突机制。ISO14443A 中使用这
20、种防冲突机制，其原理是基于卡片有一个全球唯一的序列号。比如Mifare1 卡，每张卡片有一个全球唯一的 32 位二进制序列号。显而易见，卡号的每一位上不是“1”就是“0”，而且由于是全世界唯一，所以任何两张卡片的序列号总有一位的值是不一样的，也就说总存在某一位，一张卡片上是“0”，而另一张卡片上是“1”。当两张以上卡片同时进入射频场，读写器向射频场发出卡呼叫命令，问射频场中有没有卡片。这些卡片同时回答“有卡片”；然后读写器发送防冲突命令“把你们的卡号告诉我”，收到命令后所有卡片同时回送自己的卡号。可能这些卡片卡号的前几位都是一样的。比如前四位都是 1010，第五位上有一张卡片是“0”而其他卡片
21、是“1”，于是所有卡片在一起说自己的第五位卡号的时候，由于有卡片说“0”，有卡片说“1”，读写器听出来发生了冲突。读写器检测到冲突后，对射频场中的卡片说，让卡号前四位是“1010”，第五位是“1”的卡片继续说自己的卡号，其他的卡片不要发言了。结果第五位是“1”的卡片继续发言，可能第五位是“1”的卡片不止一张，于是在这些卡片回送卡号的过程中又发生了冲突，读写器仍然用上面的办法让冲突位是“1”的卡片继续发言，其他卡片禁止发言，最终经过多次的防冲突循环，当只剩下一张卡片的时候，就没有冲突了，最7后胜出的卡片把自己完整的卡号回送给读写器，读写器发出卡选择命令，这张卡片就被选中了，而其他卡片只有等待下次
22、卡呼叫时才能再次参与防冲突过程。上述防冲突过程中，当冲突发生时，读写器总是选择冲突位为“1”的卡片胜出，当然也可以指定冲突位为“0”的卡片胜出。上述过程有点拟人化了，实际情况下读写器是怎么知道发生冲突了呢？在前面的数据编码中我们已经提到，卡片向读写器发送命令使用副载波调制的曼侧斯特(Manchester)码，副载波调制码元的右半部分表示数据“0”，副载波调制码元的左半部分表示数据“1”，当发生冲突时，由于同时有卡片回送“0”和“1”，导致整个码元都有副载波调制，读写器收到这样的码元，就知道发生冲突了。这种方法可以保证任何情况下都能选出一张卡片，即使把全世界同类型的所有卡片都拿来防冲突，最多经过
23、 32 个防冲突循环就能选出一张卡片。缺点是由于卡序列号全世界唯一，而卡号的长度是固定的，所以某一类型的卡片的生产数量也是一定的，比如常见的 Mifare1 卡，由于只有 4 个字节的卡序列号，所以其生产数量最多为 2 的 32 次方，即 4294967296 张。2.面向时隙的防冲突机制ISO14443B 中使用这种防冲突机制。这里的时隙(timeslot)其实就是个序号。这个序号的取值范围由读写器指定，可能的范围有 1-1、1-2、1-4、1-8、1-16。当两张以上卡片同时进入射频场，读写器向射频场发出卡呼叫命令，命令中指定了时隙的范围，让卡片在这个指定的范围内随机选择一个数作为自己的临
24、时识别号。然后读写器从 1 开始叫号，如果叫到某个号恰好只有一张卡片选择了这个号，则这张卡片被选中胜出。如果叫到的号没有卡片应答或者有多于一张卡片应答，则继续向下叫号。如果取值范围内的所有号都叫了一遍还没有选出一张卡片，则重新让卡片随机选择临时识别号，直到叫出一张卡片为止。这种办法不要求卡片有一个全球唯一序列号，所以卡片的生产数量没有限制，但是理论上存在一种可能，就是永远也选不出一张卡片来。3.位和时隙相结合的防冲突机制ISO15693 中使用这种机制。一方面每张卡片有一个 7 字节的全球唯一序列号，另一方面读写器在防冲突的过程中也使用时隙叫号的方式，不过这里的号不是卡片随机选择的，而是卡片唯
25、一序列号的一部分。叫号的数值范围分为 0-1 和 0-15 两种。其大体过程是，当有多张卡片进入射频场，读写器发出清点请求命令，假如指定卡片的叫号范围是 0-15，则卡片序列号最低 4 位为 0000 的卡片回送自己的 7 字节序列号。如果没有冲突，卡片的序列号就被登记在 PCD 中。然后读写器发送一个帧结束标志，表示让卡片序列号最低 4 位为 0001 的卡片作出应答；之后读写器每发送一个帧结束标志，表示序列号的最低 4 位加 1，直到最低 4 位为 1111 的卡片被要求应答。如果此过程中某一个卡片回送序列号时没有发生冲突，读写器就可选择此张卡片；如果巡检过程中没有卡片反应，表示射频场中没
26、有卡片；如果有卡片反应的时隙发生了冲突，比如最低 4 位是 1010 的卡片回送卡号时发生了冲突，则读写器在下一次防冲突循环中指定只有最低 4 位是 1010 的卡片参与防冲突，然后用卡片的 5-8 位作为时隙，重复前面的巡检。如果被叫卡片的 5-8 位时隙也相同，之后再用卡片的 9-12 位作为时隙，重复前面的巡检，依次类推。读写器可以从低位起指定任意位数的序列号，让卡号低位和指定的低位序列号相同的卡片参与防冲突循环，卡片用指定号前面的一位或 4 位作为时隙对读写器的叫号作出应答。由于卡片的序列号全球唯一，所以任何两张卡片总有某个连续的 4 位二进制数不一样，因而总能选出一张卡片。8另外需要
27、说明的是，TTF（Tag Talk First）的卡片一般是无法防冲突的。这种卡片一进入射频场就主动发送自己的识别号，当有多张卡片同时进入射频场时就会发生不读卡的现象。这时只有靠卡片的持有者自己去避免冲突了。射频识别技术漫谈(6)通讯协议概述 通讯协议是通讯的双方或多方在交流时遵守的规矩，包括谁先发起通讯，先交流什么，后交流什么，一方如何问，另一方如何答等。在这里通迅的双方指的是读写器和卡片。首先是谁先发起通讯，很显然有两种，读写器先发言和卡片先发言。前一种叫 Reader Talk First，简称为 RTF;后一种叫 Tag Talk First，简称为 TTF。我们知道，卡片从读写器产生
28、的射频场获得工作时需要的能量，一般认为应该是读写器主动，卡片被动才对，这也是人之常情。所以多数功能稍复杂的卡片都是采用 RTF 模式，即读写器问，卡片回答。读写器没有命令，卡片是无论如何也不能主动说话的。但是有些卡片功能单一，每次与读写器的交流中只会回答一个问题，而且每次内容都相同。对于这种卡片，似乎再让读写器每次先提问已经没有什么意义了，还不如每次与读写器交流直接让卡片先说它那永远不会变的一句话得了，于是就有了 TTF 模式。TTF 模式的卡片一般都是我们常说的 ID 卡，即识别卡，ID 卡每次说的相同的一句话都是一个识别号，读写器利用这个识别号确定持卡者的身份。其次是交流的秩序。对 TTF
29、 卡片当然没什么秩序可言了，一进入射频场卡片就自说自话。但对 RTF 的卡片一般有严格的顺序，如下图所示：第一步是读写器呼叫卡，如果射频场中有读写器支持的卡片，卡片将回送一个应答，告诉读写器自己是什么类型的卡片。然后读写发出命令选中卡片，如果射频场中有多张卡片，通常还要进行防冲突循环以便决出唯一张卡片进行操作。 第三步是进行认证，一方面读写器要认证卡片是合法的，另一方卡片也要认证读写器是合法的。如果认证顺利通过，就可以进行正常的读写数据操作了。这些步骤并不都是必须的，有些简单的卡片，要求操作前用户把卡片放到读写器上，读写器直接对其进行读写操作，前面的 3 步都省了；有些卡片没有密码，当然不需要
30、相互认证；有些卡片不支持防冲突，同时有多张卡片时将无法操作；还有些卡片将呼叫和防冲突用一个步骤代替。所以对于具体的卡片，要仔细阅读其说明书，进行具体的分析。还有一类卡片既可以工作在 TTF 模式，又可以工作在 RTF 模式。两种模式之间的切换一般有两种方式：一种是卡片刚进入射频场上电复位后会等待一个固定时间，在这段时间内如果有读写器的命令，则工作在 RTF 模式，如果没有收到命令则进入 TTF 模式。另一种是卡片上电后主动在9RTF 与 TTF 之间不停的切换，在 TTF 模式下发送完一个识别号后，立即进入 RTF 模式等待读写器的命令，如果有命令则执行命令，没有命令则退出 RTF 模式返回
31、TTF 模式继续发送识别号，之后进行下一次的切换。最后还有一个全双工（Full Duplex，FDX）和半双工（Half Duplex,HDX）的概念。在有线通讯中，我们知道全双工就是通讯双方可以同时双向通讯，半双工就是虽能双向通讯，但某一时刻只能有一个方向通讯。一般来说当然是全双工好，如果技术上能实现全双工，当然最好不用半双工；成本上全双工贵，半双工便宜。但在射频识别技术中 FDX 和 HDX 并不是这个意思。在ISO11785 中对 FDX 和 HDX 的定义如下：FDX：标签和读写器在读写器产生的磁场没有消失的情况下进行通讯。HDX：标签和读写器在读写器产生的磁场停止之后进行通讯。RFI
32、D 技术中 FDX 的例子如 Mifare 系列卡片，HDX 的例子如 TI 公司的 134.2KHz 标签，如RI-TRP-WR2B。目前的射频卡 FDX 比较多，因为射频卡无源，需要从读写器的射频场取电，射频场不消失，卡片可以源源不断的取电，对卡片内部的储能电路要求不高。缺点是卡片回送数据时因为自己不能产生射频场，只能被动发送，所以一般采取负载调制的方法回送数据。HDX 在读写器的射频场停止后回送数据，读写器对卡片数据的识别解调容易。缺点是对卡片的储能电路要求较高，而且回送数据量有限。成本上 HDX 也未必比 FDX 便宜。射频识别技术漫谈(7)ID 卡 ID(Identification
33、)是识别的意思，ID 卡就是识别卡。ID 卡包含范围广泛，只要具有识别功能的卡片都可以叫 ID 卡，例如条码卡，磁卡都可以是 ID 卡，我们这儿说的当然是射频识别卡。射频 ID 卡一般都工作在 TTF 模式，进入射频场得电后不停地发送自己的识别号。最初识别卡是用来识别人的，用 5 个字节 40 位二进制数表示，可以识别大约一万亿人，估计是因为考虑到一万亿太多了，一般 ID 卡使用时只使用低位的 4 个字节，而把最高位的一个字节作为厂家标识或版本号使用。这样 4 字节 32 位二进制数可以识别 43 亿人，在当时全世界每人一个识别号也足够了。当然后来又发展到卡号可以随便复制，这是后话。为了检查数
34、据传输中是否发生了错误，射频识别卡对每个字节都增加了两个校验位，其中高半字节一个，低半字节一个，这样每个字节增加到 10 位二进制数，5 个字节共有 50 位。为了校验数据的整体性错误，射频 ID 卡还增加了一个 4 位的纵向冗余检验，这样整个 ID 卡数据增加到54 位。当进入射频场时，如果卡片直接回送这 5 个字节，那么读写器很难确定起始位和结束位，所以射频识别卡又增加了 9 个二进制“1”在前面作起始位，增加了一个二进制“0”在后面作结束位，这样 ID 卡就有了 64 位数据，正好 8 个字节。其排列如下图所示：10例如卡号为 2100A5EAD9 的卡片，其编码格式为1 1 1 1 1
35、 1 1 1 1 9 个“1”的起始位，也叫头部0 0 1 0 1 “2”0 0 0 1 1 “1”0 0 0 0 0 “0”0 0 0 0 0 “0”1 0 1 0 0 “A”0 1 0 1 0 “5”1 1 1 0 1 “E”1 0 1 0 0 “A”1 1 0 1 1 “D”1 0 0 1 0 “9”1 1 0 0 0 列偶校验和结束位“0” 射频 ID 卡的数据编码一般使用曼侧斯特码或两项码，传送数据的速率用传送一位二进制数据使用几个单位载波表示。常用的有 64 载波，32 载波，16 载波，在 125KHz 的频率下，一个载波的时间是 8 微秒，因此相应的位宽为 512 微秒，256 微秒，128 微秒。对应的数据传输速率为2K(1953)、4K(3906)、8K(7813)。我们平常使用的大多是 2K 曼侧斯特编码的 ID 卡。下图是使用HTRC110 芯片读卡时，卡号为 2100A5EAD9 的卡片从数据输出脚 DOUT 输出的实测波形。
