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一、IC卡介绍：

IC卡 (Integrated Circuit Card，集成电路卡)，有些国家和地区也称智能卡(smart card)、智慧卡(intelligent card)、微电路卡(microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中，做成卡片形式。 IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁，在ISO国际标准中称之为接口设备IFD(Interface Device)。IFD内CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分，根据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。非接触式IC卡又称射频卡。

IC卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡是指集成电路卡，一般用的公交车卡就是IC卡的一种，一般常见的IC卡采用射频技术与IC卡的读卡器进行通讯。IC卡与磁卡是有区别的，IC卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。 　　非接触式IC卡又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。

二、IC卡工作原理：

IC卡接口电路对IC卡插入与退出的识别，即卡的激活和释放，有很严格的时序要求。如果不能满足相应的要求，IC卡就不能正常进行操作；严重时将损坏IC卡或IC卡读写器。 　　

(1)激活过程 ：　　
为启动对卡的操作，接口电路应按图1所示顺序激活电路： 　　
.RST处于L状态； 　　
.根据所选择卡的类型，对VCC加电A类或B类， 　　
.VPP上升为空闲状态； 　　
.接口电路的I/O应置于接收状态； 　　
.向IC卡的CLK提供时钟信号(A类卡1～5MHz，B类卡1～4MHz)。 　　
在t’a时间对IC卡的CLK加时钟信号。I/O线路应在时钟信号加于CLK的200个时钟周期(ta)内被置于高阻状态Z(ta 时间在t’a之后)。时钟加于CLK后，保持RST为状态L至少400周期(tb)使卡复位(tb在t’a之后)。在时间t’b，RST被置于状态H。I/O上的应答应在RST上信号上升沿之后的400~40 000个时钟周期(tc)内开始(tc在t’b之后)。 在RST处于状态H的情况下，如果应答信号在40 000个时钟周期内仍未开始，RST上的信号将返回到状态L，且IC卡接口电路按照图2所示对IC卡产生释放。 　　

(2)释放过程 :　　
当信息交换结束或失败时(例如，无卡响应或卡被移出)，接口电路应按图2所示时序释  IC卡放电路： 　　
.RST应置为状态L； 　　
.CLK应置为状态L(除非时钟已在状态L上停止)； 　　
.VPP应释放(如果它已被激活)； 　　
.I/O应置为状态A(在td时间内没有具体定义)； 　　
.VCC应释放。
通过触点向卡提供稳定的电源:
IC卡接口电路应能在表1规定的电压范围内，向IC卡提供相应稳定的电流。

通过触点向卡提供稳定的时钟:
IC卡接口电路向卡提供时钟信号。时钟信号的实际频率范围在复位应答期间，应在以下范围内：A类卡，时钟应在1～5MHz；B类卡，时钟应在1～4MHz。复位后，由收到的ATR(复位应答)信号中的F(时钟频率变换因子)和D(比特率调整因子)来确定。时钟信号的工作周期应为稳定操作期间周期的40%～60%。当频率从一个值转换到另一个值时，应注意保证没有比短周期的40%更短的脉冲。

三、IC卡数据确定：　　

(1)数据结构的确定 :确定在驱动模块程序中应用的公用数据结构。驱动模块的最终目的是读取和写入卡数据处理，所以规范整齐的数据结构是必须的。可以定义一个数据结构体来实现卡数据的存储区域、数据地址索引、控制标志位等，如右图图示： 　　这样在驱动模块中，只需要STruct ICDATA iccdata;一条语句便可定义全部的卡处理数据结构定义;而ic_fops则定义了设备操作映射函数结构。从这个数据结构看，我们实现了IC卡设备的打开、读、写和监控函数。 　　 

(2)硬件接口控制线控制子函数 ：这些函数用作进行卡复位、时钟等信号的控制。 以上是以开发的硬件系统平台为例的硬件控制接口操作函数之一，用于控制IC卡的复位信号置1。针对不同硬件平台，函数内部操作方法不尽相同。类似的其它操作函数还有： 模块初始化函数是模块开发过程中必不可少的处理函数，用于实现设备的初始化、中断初始化及处理、设备注册等。在上面函数中，首先应用initicdata(&icdata)实现了卡数据的初始化，然后定义了队列数据。再进行了中断处理函数的绑定、中断申请以及中断初始化。最后实现了IC卡字符设备的申请。设备名为IC。

四、IC卡分类：

智能卡属于半导体卡。半导体卡片采用微电子技术进行信息的存储、处理。按照其组成结构，智能卡可以分为一般存储卡、加密存储卡、CPU卡和超级智能卡。

1.存储器卡：
其内嵌芯片相当于普通串行E2PROM存储器，这类卡信息存储方便，使用简单， IC卡
格便宜，很多场合可替代磁卡，但由于其本身不具备信息保密功能，因此，只能用于保密性要求不高的应用场合。

2.逻辑加密卡
加密存储器卡内嵌芯片在存储区外增加了控制逻辑，在访问存储区之前需要核对密码，只有密码正确，才能进行存取操作，这类信息保密性较好，使用与普通存储器卡相类似。

3.CPU卡：
CPU卡内嵌芯片相当于一个特殊类型的单片机，内部除了带有控制器、存储器、时序控制逻辑等外，还带有算法单元和操作系统。由于CPU卡有存储容量大、处理能力强、信息存储安全等特性。广泛用于信息安全性要求特别高的场合。

4.超级智能卡
在卡上具有MPU和存储器并装有健盘、液晶显示器和电源，有的卡上还具有指纹识别装置等。 二、按照数据读写方式，智能卡又可分为接触式IC卡和非接触式IC卡两类： （1）接触式IC卡： 　　
接触式IC卡由读写设备的触点和卡片上的触点相接触进行数据读写，国际标准ISO7816系列对此类IC卡进行了规定。 　　
（2）非接触式IC卡 ：　　
非接触式IC卡与读写设备无电路接触、由非接触式的读写技术进行读写（例如光或无线电技术）。其内嵌芯片除了存储单元。控制逻辑外，增加了射频收发电路。这类卡一般用在存取频繁、使用环境恶劣的场合。国际标准也对非接触IC卡技术作了规范。

五、IC卡的优点：

IC卡的外形与磁卡相似，它与磁卡的区别在于数据存储的媒体不同。磁卡是通过卡上磁条的磁场变化来存储信息的，而IC卡是通过嵌入卡中的电擦除式可编程只读存储器集成电路芯片(EEPROM)来存储数据信息的。因此，与磁卡相比较，IC卡具有以下优点： ． 　　
①存储容量大。磁卡的存储容量大约在200个数字字符；IC卡的存储容量根据型号不同，小的几百个字符，大的上百万个字符。 　　
②安全保密性好。IC卡上的信息能够随意读取、修改、擦除，但都需要密码。 　　
③CPU卡具有数据处理能力。在与读卡器进行数据交换时，可对数据进行加密、解密，以确保交换数据的准确可靠；而磁卡则无此功能。 　　
④使用寿命长。

六、IC卡技术支持：

IC卡核心是集成电路芯片，是利用现代先进的微电子技术，将大规模集成电路芯片嵌在一块小小的塑料卡片之中。其开发与制造技术比磁卡复杂得多。IC卡主要技术包括硬件技术、软件技术及相关业务技术等。硬件技术一般包含半导体技术、基板技术、封装技术、终端技术及其他零部件技术等；而软件技术一般包括应用软件技术、通信技术、安全技术及系统控制技术等。

1.EEPROM技术：
电擦除式可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)是IC卡技术的核心。该技术使晶体管密度增大，改善了性能，增加了容量，达到在同样面积上存储更大数据量的目的。 　　作为数据或程序的存储空间，EEPROM的数据可以至少保持 10年的时间，擦写次数达10万次以上。EEPROM技术还提供了很大的灵活性，通过设置不可修改的标志位，能够将EEPROM单元转变成可编程只读存储器、只读存储器或不可读的保密存储单元。 　　该技术的先进性使得带有保密存储器的IC卡得到快速发展和应用。例如，在各种收费系统(公用电话、电表、公路收费等等)及访问控制等领域获得了广泛的应用。以EEPROM为核心的 CPU卡也广泛应用于移动电话、银行部门、多应用卡及要求有公共密钥算法的高安全性应用领域。
2.RFID技术：
射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种利用电磁波进行信号传输
的识别方法，被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置。RFID系统使用的通信频段范围为<135kHz或>300MHz～GHz级。射频识别IC卡是一种使用电磁波和非触点来与终端通信的 IC卡。使用此卡时，不需要把卡片插入到特定读写器插槽之中。一般来说，通信距离在几厘米至1米范围内。射频识别卡使用得较多，而且发展潜力较大。射频识别IC卡有主动式和被动式之分。主动式卡是指卡片需要主动靠近读卡器，用户需要将卡在读卡器上晃过才完成交易；被动式卡不用出示卡片，只要走过读卡器的范围，即可完成交易。

3.加密技术：
IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技术，不仅可以验证信息的正确性，同时还能检查通信双方身份的合法性，从而保证信息传送的安全性。这是通过IC卡中存储的银行密钥与读卡器兼黑盒子中存储的银行密钥的相互校验来实现的，从而保证了持卡者本身和读卡器双方都具有合法身份。总之，采用先进的加密技术后，不仅具有高度安全性、严谨性，还具有灵活便捷、成本低等优势。除上述技术之外，还有Java卡技术、IC卡ISO标准化技术、IC卡生物认证技术及数据压缩技术等软、硬件新技术。

七、IC卡主要应用：

IC卡的开发、研制与应用是一项系统工程，涉及到计算机、通讯、网络、软件、卡的读写设备、应用机具等多种产品领域的多种技术学科。因此，全球IC卡产业在技术、市场及应用的竞争中迅速发展起来。IC卡已是当今国际电子信息产业的热点产品之一，除了在商业、医疗、保险、交通、能源、通讯、安全管理、身份识别等非金融领域得到广泛应用外，在金融领域的应用也日益广泛，影响十分深远。 　　IC卡虽然进入中国较晚，但在政府的大力支持下，发展迅速。 1995年底，国家金卡办为统筹规划全国IC卡的应用，组织拟定了 (金卡工程非银行卡应用总体规划)。为保证IC卡的健康发展，在国务院金卡办的领导下，信息产业部、公安部、卫生部、国家工商管理局等各个部委纷纷制定了IC卡在本行业的发展规划。

1.IC卡收费系统：
它包括电费、水费、煤气费、通信费等各种消费资源费用的收取。该类系统可以提高管理效率和可靠性。通过预先收费，可以增加管理部门的可用资金，为居民提供优质服务，改变对资源先消费后收费的不合理状况。对于用户而言，IC卡收费可消除收费人员入户的骚扰和准备现金零钱的烦恼；同时，还有利于用户根据自家用电、用水、用煤气的情况，进行计划消费。

2.IC卡医疗保险系统：
随着中国医疗体制的改革，居民持保险公司发行的IC卡到医院就医，就医费用将由保险公司支付。医疗IC卡除了具有医疗费用的支付功能外，卡内还可以存储病人的病历。病人看病可以到不同的医院，医生可根据卡内的病历信息快速进行诊断和治疗。

3.公交管理系统：
乘客持公交管理部门发行的预先付费IC卡乘车，上车时只需在汽车门口的收费机前晃一下(主动式卡)，收费机自动完成收费。这样，能有效地减少上下车时间，加快车辆周转速度，提高管理效益，杜绝贪污、假币现象。 　　其它，还有交警管理系统、工商管理系统、IC卡电子门锁、IC卡税务管理系统、高速公路收费系统等多种IC卡应用系统。 　　IC卡随着半导体技术、大规模集成电路芯片的发展而产生，也必将随着计算机技术、网络技术等的高速发展而迅速发展壮大。不断扩大IC卡的应用领域已成为社会发展的必然需求。 　　在全球IC产业市场竞争更加激烈的情况下，IC卡必然向更高层次方向发展。诸如从接触型IC卡向非接触型IC卡转移，从低存储容量的IC卡向高存储容量发展，从单功能IC卡向多功能 IC卡转化，从单系统的IC卡向多系统IC卡转化，由非银行系统转向银行系统应用，由民用转向军用，由局域网向因特网迁移等。新技术不断涌现，IC卡品种繁多，这充分说明了IC卡的强大生命力。在未来的几年中，IC卡将会越来越多地渗入到人们的生活中。

八、IC卡的国际标准：

1、物理特性 ：符合ISO7816：1987中规定的各类识别卡的物理特性和ISO7813中规定的金融交易卡的全部尺寸要求，此外还应符合国际标准ISO7816- 1：1987规定的附加特性、机械强度和静电测试方法。 　　
2．触点尺寸与位置： 应符合国际标准ISO7816-2：1988中的规定。 　　
3．电信号与传输协议： IC卡与接口设备之间电源及信息交换应符合ISO/IEC7816- 3：1989的规定。 　　
4．行业间交换用命令：有相应的国际标准ISO/IEC7816-4：1994。但该版本尚未正式通过。 　　
5．应用标识符的编号系统和注册过程应符合国际标准ISO/IEC7816- 5：1994中的规定。 感应式智能卡的国际标准有：ISO\IEC10536-1:1992、ISO\IEC10536-2:1995、ISO\IECDIS10536-3:1995、ISO14443-2等。