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智能卡操作系统通讯模块的设计与实现

2020-12-15阅读(281)

智能卡操作系统通讯模块的设计与实现

论文摘要

IC卡是集成电路卡(Integrated Ciruit Card)的简称,智能卡是IC卡的一种即由中央处理器CPU、EEPROM、随机存储器RAM以及固化在只读存储器ROM中的片内操作系统组成的IC卡。智能卡根据通讯方式的不同可以分为两种类型：一种类型是接触式智能卡另一种是非接触式智能卡。接触式智能卡与读卡器之间通信时需要先将卡片的芯片触点与读卡器的卡座触点相连接,然后才能互相通讯,接触式智能卡根据卡片支持的通信协议的不同又分为支持T=0协议的智能卡和支持T=1协议的智能卡。非接触式智能卡与读卡器之间,不需要触点之间相连接,通过电磁波的无线电方式进行通信。非接触式智能卡根据卡片支持的通信协议的不同又分为支持TYPEA协议的智能卡和支持TYPE B协议的智能卡。随着智能卡技术发展,以及智能卡在世界范围内各行各业的应用,国内的智能卡应用也正在逐步成长譬如：国内社保卡、银行卡、市民卡、公交卡等的应用。而由于每个行业中应用的智能卡采用的通信协议各不相同,很难实现一张智能卡同时可以在多个行业间跨行业应用。一位用户往往要同时持有多张不同应用的卡片,给用户的使用带来了很多的不便,市场越来越需要一款能够同时兼容多种通信协议,支持多种应用的智能卡产品,来解决智能卡跨行业应用的难题,最终实现真正的一卡通用。论文介绍了智能卡的相关基本概念和接触式T=0、TYPE A和TYPE B三种通信协议及其各自特点,分别设计实现三种通信协议中的建立连接时的握手协议部分和数据传输时的传输协议部分、对于非接触方式通信协议还给出了TYPE A和TYPE B各自的防冲突解决方案,并最终在三星S3CC9G8芯片平台上设计实现一款能够同时支持接触方式T=0协议、非接触式TYPE A协议和非接触式TYPE B协议三种通信协议的通信模块,使卡片能够同时支持各种不同的通讯协议,最终解决卡片在多应用过程中存在的通讯无法兼容的问题。目前,该通讯模块已经被应用到多款智能卡产品中,应用到的产品有：公交卡、居民身份证、银行卡和市民卡等产品。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  • 1.1 课题背景
  • 1.1.1 智能卡技术
  • 1.1.2 智能卡应用及其国内外研究现状
  • 1.2 课题任务
  • 1.2.1 课题内容
  • 1.2.2 本人承担任务
  • 1.3 论文结构
  • 第二章 智能卡操作系统通讯模块开发的理论基础
  • 2.1 智能卡应用的技术分析
  • 2.1.1 智能卡应用系统的架构
  • 2.1.2 传输模型
  • 2.1.3 通讯协议栈
  • 2.1.4 APDU消息结构
  • 2.2 智能卡操作系统（COS）
  • 2.2.1 智能卡操作系统（COS）的体系结构
  • 2.2.2 智能卡操作系统（COS）的通讯管理模块
  • 2.2.3 智能卡操作系统（COS）的安全管理模块
  • 2.2.4 智能卡操作系统（COS）的应用管理模块
  • 2.2.5 智能卡操作系统（COS）的文件管理模块
  • 2.3 接触式智能卡的通讯原理
  • 2.4 非接触式智能卡的通讯原理
  • 2.5 智能卡通讯的国际标准
  • 2.5.1 ISO/IEC 7816标准
  • 2.5.2 ISO/IEC 14443标准
  • 2.6 智能卡操作系统通讯模块的开发平台
  • 2.7 智能卡操作系统通讯模块的开发工具
  • 2.8 本章小结
  • 第三章 智能卡操作系统通讯模块的整体设计
  • 3.1 通讯模块的整体设计
  • 3.2 多种通信协议的兼容设计
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 TYPE A类型智能卡通信协议的设计与实现
  • 4.1 TYPE A的信号接口
  • 4.1.1 改进的Miller编码方式
  • 4.1.2 Manchester编码方式
  • 4.1.3 接口设备到卡片的信号接口
  • 4.1.4 卡片到接口设备的信号接口
  • 4.2 TYPE A的握手协议的设计
  • 4.2.1 TYPE A类型智能卡初始化阶段的数据帧
  • 4.2.2 TYPE A类型智能卡初始化阶段的各种状态
  • 4.3 TYPE A的防冲突算法的设计
  • 4.3.1 接口设备与TYPE A类型卡片的防冲突算法
  • 4.4 TYPE A的传输协议的设计
  • 4.4.1 TYPE A类型智能卡传输协议中的帧
  • 4.4.2 TYPE A的数据链路层
  • 4.4.3 TYPE A的终端应用层
  • 4.4.4 TYPE A的终端传输层
  • 4.5 TYPE A通讯协议实现的研究
  • 4.5.1 TYPE A通讯协议的整体框架实现
  • 4.5.2 TYPE A通讯协议中握手协议的实现
  • 4.5.3 TYPE A通讯协议中传输协议的实现
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 TYPE B类型智能卡通信协议的设计与实现
  • 5.1 TYPE B的信号接口
  • 5.1.1 NRZ编码方式
  • 5.1.2 BPSK编码方式
  • 5.1.3 接口设备到卡片的信号接口
  • 5.1.4 卡片到接口设备的信号接口
  • 5.2 TYPE B的握手协议的设计
  • 5.2.1 TYPE B类型智能卡初始化阶段的数据帧及时序
  • 5.2.2 TYPE B类型智能卡初始化阶段的各种状态
  • 5.3 TYPE B的防冲突算法的设计
  • 5.3.1 接口设备与TYPE B类型卡片的防冲突算法
  • 5.4 TYPE B通讯协议实现的研究
  • 5.4.1 TYPE B通讯协议的整体框架实现
  • 5.4.2 TYPE B通讯协议中握手协议的实现
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 接触式智能卡的通信协议的设计
  • 6.1 接触式智能卡的握手协议的设计
  • 6.1.1 接触式智能卡的复位过程
  • 6.1.2 接触式智能卡的信号接口
  • 6.1.3 接触式智能卡的复位应答的结构
  • 6.2 接触式智能卡的T=0协议的设计
  • 6.2.1 T=0协议的数据链路层
  • 6.2.2 T=0协议的终端应用层
  • 6.2.3 T=0协议的终端传输层
  • 6.2.4 T=0协议实现的研究
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 通讯模块的软件实现
  • 7.1 开发环境的安装
  • 7.2 工程设置及编译
  • 7.2.1 创建新的工程
  • 7.2.2 创建新的文件
  • 7.2.3 程序编译
  • 7.2.4 程序调试
  • 7.3 CARDPROCESS软件的使用
  • 7.4 通讯模块的软件实现
  • 7.5 本章小结
  • 第八章 结束语
  • 8.1 论文工作总结
  • 8.2 问题和展望
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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