CN103761492A

CN103761492A - 基于13.56MHz的非接触设备对多张卡片操作的方法

Info

Publication number: CN103761492A
Application number: CN201310684146.8A
Authority: CN
Inventors: 郑明忠; 沈勇坚; 王翔平; 胡永刚
Original assignee: Dynamicode Co Ltd
Current assignee: Dynamicode Co Ltd
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明公开了基于13.56MHz的非接触设备对多张卡片操作的方法，其包括如下步骤：（1）PCD向工作场内发送ReqA命令；（2）工作场内的多张非接触卡回应自己的UID，通过防冲突循环选机制可以最终获取到其中一张非接触卡的完整UID；（3）PCD给该卡发送Select命令，选择该卡使之处于激活状态；（4）如果该卡是需要操作的卡片，则正常操作；如果该卡不是需要操作的卡片，则给该卡发送halt命令使之处于halt状态；（5）重新发送ReqA命令；（6）转到步骤（2）重新进入防冲突循环，直到获取到的卡片要求，则Select后对该卡进行正常的操作。该操作方法使读写设备能够不局限于仅仅对射频场内一张卡片进行操作，而是对射频场内的多个卡片进行统计、组织，并且有选择地操作。

Description

基于13.56MHz的非接触设备对多张卡片操作的方法

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种光伏电站系统效率的监测技术。

背景技术

在工作频率为13.56MHz的非接触读写设备操作非接触IC卡时，往往同时在射频工作场中的卡片不是一张而是多张。对于多张卡的情况，ISO14443协议中规定了比特定向防冲突机制，在这种机制下，在射频场中出现多张卡片的情况下只选中其中一张卡片进行操作。

对于防冲突的概念，ISO14443中说明,防冲突是在PCD激励场中，PCD准备和几个PICC中的一张或多张之间的对话所使用的算法。防冲突是一个循环算法。具体步骤如下（参见图1）：

步骤1：PCD为选择的防冲突类型和串联级别分配了带有编码的SEL；

步骤2：PCD分配了带有值为‘20’的NVB；

注：该值定义了该PCD将不发送UID CLn的任何部分。因此该命令迫使工作场内的所有PICC以其完整的UID CLn表示响应。

步骤3：PCD发送SEL和NVB；

步骤4：工作场内的所有PICC应使用它们的完整的UID CLn响应；

步骤5：假设场内的PICC拥有唯一序列号，那么，如果一个以上的PICC响应，则冲突发生。

如果没有冲突发生，则步骤6到步骤10可被跳过；

步骤6：PCD应识别出第一个冲突的位置；

步骤7：PCD分配了带有值的NVB，该值规定了UID CLn有效位数。这些有效位应是PCD所决定的冲突发生之前被接收到的UID CLn的一部分再加上（0）b或（1）b。典型的实现是增加（1）b；

步骤8：PCD发送SEL和NVB，后随有效位本身；

步骤9：只有PICC的UID CLn中的一部分等于PCD所发送的有效位时，PICC才应发送其UID CLn的其余部分；

步骤10：如果出现进一步的冲突，则重复步骤6～9。最大的环数目是32；

步骤11：如果不出现进一步的冲突，则PCD分配带有值为‘70’的NVB；注：该值定义了PCD将发送完整的UID CLn。

步骤12：PCD发送SEL和NVB，后随UID CLn的所有40个位，后面又紧跟CRC_A校验和；

步骤13：它的UID CLn与40个位匹配，则该PICC以其SAK表示响应；

步骤14：如果UID完整，则PICC应发送带有清空的串联级别位的SAK，并从READY状态转换到ACTIVE状态，或从READY*状态转换到ACTIVE*状态；

步骤15：PCD应检验SAK的串联位是否被设置，以决定带有递增串联级别的进一步防冲突环是否应继续进行。

如果PICC的UID是已知的，则PCD可以跳过步骤2～10来选择该PICC，而无需执行防冲突环。

为了能够准判定碰撞的bit位置，可以选择合适的信号编码方式。对于曼彻斯特编码，其简介如下：

参见图2，当以位窗（Bit-window）t_bit内的静态电平高低表示逻辑状态（逻辑“1”-高电平，逻辑“0”-低电平）的NRZ-L编码信号发生碰撞时，任一应答器的副载波输出都将导致阅读器译码输出逻辑“1”，阅读器将无法判定某位的逻辑“1”到底是单个应答器信号还是多个应答器信号重叠（混合）的结果。借助奇校验或CRC校验虽然可在一定程度上检出这类重叠错，但却无法判定出错位。

而曼彻斯特编码则不然，其值位的逻辑状态是以位窗（t_bit）内电平的变化表：上升沿为逻辑“0”；下降沿为逻辑“1”。因此，在信号传输过程中，某一位窗的电平不应当没有变化，否则就视为错误。

参见图3，当两个或更多应答器的对应位状态即数值不同时，将使PCD设备在该位窗内接收到连续的副载波，形成无变化译码输出，违背了曼彻斯特编码任一位窗电平都必须变化的基本原则，因此可据此判断冲突或碰撞的bit位置，如图3中的问号处即出现冲突的bit位。

发明内容

针对现有技术在射频场中出现多张卡片的情况下只选中其中一张卡片进行操作的问题，本发明的目的在于提供一种基于13.56MHz的非接触设备对多张卡片的操作方法。该操作方法使读写设备能够不局限于仅仅对射频场内一张卡片进行操作，而是对射频场内的多个卡片进行统计、组织，并且有选择地操作。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:

基于13.56MHz的非接触设备对多张卡片操作的方法，所述方法包括如下步骤：

（1）PCD向工作场内发送ReqA命令；

（2）工作场内的多张非接触卡回应自己的UID，通过防冲突循环选机制可以最终获取到其中一张非接触卡的完整UID；

（3）PCD给获取到完整UID的非接触卡发送Select命令，选择该卡使之处于激活状态；

（4）如果该非接触卡是需要操作的卡片，则正常操作；如果该卡不是需要操作的卡片，则给该卡发送halt命令使之处于halt状态；

（5）重新向工作场内发送ReqA命令，除了处于halt状态的非接触卡，其余非接触卡响应该命令；

（6）转到步骤（2）重新进入防冲突循环，直到获取到的非接触卡UID信息符合要操作的卡片要求，则Select后对该卡进行正常的操作。

在本方案的优选实例中，所述非接触卡为TYPEA卡。

通过上述方案，本发明能够使读写设备能够不局限于仅仅对射频场内一张卡片进行操作，而是对射频场内的多个卡片进行统计、组织，并且有选择地操作，有效的解决现有技术所存在的问题。

为了进一步清楚说明本发明方案，此处对文件中涉及的术语和定义进行解释和说明：

Fc：载波频率（作场的频率，13.56MHz）(Frequency of operatingfield(carrier frequency))；

SEL：Type A的选择码(SELect code,Type A)；

REQA：Type A的请求命令(Request Command,Type A)；

UID：Type A的唯一标识符(Unique Identifier,Type A)；

HLTA：Type A PICC暂停命令(Halt Command,Type A)；

CLn：Type A的串联级n，3≥n≥1(Cascade Level n,Type A)；

NVB：Type A的有效位的数目(Number of Valid Bits,Type A)；

冲突：在同一时间周期内，在同一PCD的工作场中，有两张或两张以上的PICC进行数据传输，使得PCD不能辨别数据是从哪一张PICC发出的；

PCD：接近式耦合设备；

CRC：循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)；

CRC_A：Type A的循环冗余校验差错检测码(Cyclic Redundancy Checkerror detection code A)；

ReqA命令：即Request A，为A类卡寻卡命令。

帧：帧是一序列数据位和任选差错检测位，它在开始和结束处有定界符；

位冲突检测协议：在帧内比特级使用冲突检测的防冲突方法。冲突出现在至少两个PICC把互补位模式发送给PCD时。在这种情况下，位模式被合并，在整个（100%）位持续时间内载波以副载波来调制。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为PCD防冲突环流程图；

图2为以位窗内的静态电平高低表示多应答器逻辑状态示意图；

图3为图2所示多应答器逻辑状态出现冲突示意图；

图4为标准帧的发送示意图；

图5为本发明实现非接触设备对多张卡片操作的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本实例提供的方案能够基于现有的防冲突机制，实现对射频场内的多张卡片进行组织和操作。

假设射频场内同时出现三张TypeA卡片。分别标记为A、B和C卡。三张卡的UID为如下值（UID串联等级都为1）。

A卡UID：0xB60x840x830xAE

B卡UID：0xF60x2B0x830xAE

C卡UID：0x160x7C0x830xAE

本实例中对于相关字节的发送，采用标准帧的发送方案。其中标准帧的发送方案如图4所示，为低位先发送，高位在后面发送规则。

基于标准帧概念，本实例中将三张卡片的UID号按二进制比特来分析，三张卡的UID[0]即UID Cln的第一个字节分别是：0xB6，0xF6和0x16，转换成二级制是(10110110)b，(11110110)b，(00010110)b。按照低比特位先发送的规则，三张卡同时发送自己的第一个字节，低位在前。当发送到第6个bit的时候，三张卡中有A、B两张卡的该位是1，而C卡该位是0。在该位会出现冲突。于是进入背景技术部分所述的防冲突循环机制，具体的处理方法是在步骤7中增加（1）b（参见背景技术部分步骤7）。

然后以此类推，下一次发送的SEL为(110110)b，NVB相应增加1个位计数（NVB的概念参考ISO14443-3部分），C卡就不会响应UID Cln，A、B卡则会响应自己的UID Cln。然而A、B卡在第7比特位的时候会不一样，所以PCD设备还需要再进行一次防冲突处理。

如果按照现有技术在防冲突循环机制中的步骤7中增加(1)b的方法，则最后被选中的卡片为B卡。当发送Select命令后，B卡处于激活状态，PCD设备可以对卡进行正常的操作。

但是如果B卡不是此时设备预想操作的卡片，假设A卡是PCD此时此刻需要操作的卡片，那么如何使A卡在场中处于激活状态从而正常操作，且不会受到B卡和C卡的影响，这是亟需要解决的。

根据ISO14443协议规定，处于Halt状态的卡片只能响应wakeup命令，其它的命令一律不予响应。据此，本实例以此来实现最终需要做到的多张卡片中操作任意一张卡片。

首先，如果PCD设备需要操作A卡片，那么认为PCD已知A卡UID或者A卡UID属于PCD方定义的某一规则内。在此条件下，本实例的具体实现方法如下（参见图5）：

步骤1：PCD向工作场内发送ReqA命令；

步骤2：工作场内的多张卡片接收到ReqA命令后，回应自己的UID，通过前述的防冲突循环选择机制可以最终获取到其中一张卡片的完整UID；

步骤3：PCD给获取到完整UID的卡片发送Select命令，选择该卡使之处于激活状态；

步骤4：PCD判断该卡片是否为自己需要操作的卡片：如果该卡是需要操作的卡片，则正常APDU命令操作；如果该卡不是需要操作的卡片，则给该卡发送halt命令使之处于halt状态；

步骤5：PCD向工作场内重新发送ReqA命令，此时处于halt状态的卡片将不会响应该ReqA命令，而工作场内的其余卡片则会响应该ReqA命令，回应自己的UID，即响应该命令的卡片少了由步骤4确定的halt状态的卡片；

步骤6：转到步骤2重新进入防冲突循环，直到获取到的卡片UID信息符合PCD要操作的卡片要求，则Select后对该卡进行正常APDU命令操作。

使用该方法可以用来统计场内卡片的个数。只需要在PCD端把所有的卡片UID记录下，比如存放在内存中，当使用该方法获取到所有卡片的UID后，加以统计，就可以获取到卡片张数、所有卡片的UID信息。然后便可随意组织并操作所有卡片中的一张或者某几张。

如果公交、地铁轧机等系统都加入该判断，用户可以在钱包有多张卡片的情况下直接去拿钱包刷卡，而不需要将卡片取出来，节省了不必要的时间。类似的场景还会有很多可以改善的地方。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.基于13.56MHz的非接触设备对多张卡片操作的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）PCD向工作场内发送ReqA命令；

2.根据权利要求1所述的基于13.56MHz的非接触设备对多张卡片操作的方法，其特征在于，所述非接触卡为TYPEA卡。