Ключ
Ключ представляет собой миниатюрный чип и антенну, которые затем запрессовываются в некоторый корпус (пластиковая карточка, авторучка, подошва обуви и т. д.). На рисунке, взятом из технического описания на чип H4100 фирмы EM-Marin показана схема такого ключа. Примечательно, что система работает без какого либо источника питания. Внутри такого чипа имеется некоторое количество памяти в которой записан уникальный ID-номер. Память может быть как ROM так и перезаписываемая EEPROM (в данном случае из чипа можно не только считывать информацию, но и записывать). Тип памяти, а также ее объем зависит от типа чипа. При производстве чипов, ID-номер записывается в кристалл с помощью лазера, таким образом, что каждый новый выпущенный чип имеет уникальный номер отличный от предыдущего. Таким образом не существует двух чипов с одинаковыми номерами. Кроме ячейки памяти в данном чипе фактически собран источник питания от электромагнитного поля плюс миниатюрный радиопередатчик. Когда бесконтактный ключ попадает в электромагнитное поле , генерируемое считывателем, то в катушке индуктивности-антенне индуцируются токи, которые поступают внутрь чипа.
После выпрямления полученное напряжение запитывает чип. Из ячейки памяти считываются данные, которые должным образом кодируются (зависит от типа чипа) и передаются в модулятор. Теперь катушка уже является не источником энергии, а передающей антенной, излучающей модулированный радиосигнал. Сигнал улавливается считывателем, демодулируется и декодируется. На рисунке изображена схема взаимодействия ключа (transponder) и считывателя (tranceiver).
На следующем рисунке изображен вид сигналов на ключе и считывателе.
Фирма EM-Marin предлагает около десятка различных чипов для бесконтактной идентификации. Они отличаются объемом памяти, ее типом (ROM, EEPROM), скоростью считывания, несущей частотой и способом кодирования. В числе последних разработок фирмы, новые типы чипов включающие в себя антиколлизионные протоколы и функции шифрования. В нижеприведенной таблице перечислены чипы с характеристиками.Таблица 1: Бесконтактные чипы в миниатюрных корпусах.
Чип | Рабочая частота |
Тип памяти |
Ёмкость памяти |
Встроенный конденсатор |
Способ кодирования |
Особенности |
H4001 | 100-150 кГц | Только чтение | 64 бит | -- | -- | Большая дальность считывания |
H4102 | 100-150 кГц | Только чтение | 64 бит | 50 пф | -- | -- |
H4003 | 100-150 кГц | Только чтение | 64 бит | 170 пф | -- | Опция высокой скорости от 2 до 5 МГц |
H4005 | 100-150 кГц | Только чтение | 128 бит | 75 пф | ISO FDX-B | -- |
H4100 | 100-150 кГц | Только чтение | 64 бит | 75 пф | Манчестер, Bi-Phase, PSK-модуляция |
Различные скорости передачи |
H4006 | 13.56 МГц | Только чтение | 64 бит + 16 CRC бит |
94.5 пф | Миллер | Различные скорости передачи |
H4022 | Различная | Только чтение | 64 бит | 110 пф | Антиколлизионный протокол BTG Supertag |
-- |
V4050 H4050 |
100-150 кГц | Чтение/ запись |
1кбит EEPROM 32 бит (SN) + 32 бит (ID) |
170 пф | -- | Пароль, защищенные области памяти |
H4069 | 100-150 кГц | Чтение/ запись |
128 бит EEPROM 64 бит ROM |
70 пф | Манчестер, Bi-Phase |
2 или 4 кбод |
Пластиковые карточки производства EM-Marin
Если вам нужны сразу уже готовые пластиковые карточки включающие в себя вышеописанные чипы бесконтактной идентификации вместе с антенной, то следует иметь ввиду что фирма EM-Marin выпускает такие карточки. Карточки могут быть глянцевые или матовые. А также с магнитной полосой и без нее.
Считыватель
В качестве основы для считывателя фирма EM-Marin рекомендует микросхему EM4095. Она полностью совместима с оригинальными чипами бесконтактных ключей типа H400x, H4100, V4050, P4150, P4170, P4069... Микросхема выполнена в компактном 16-выводном корпусе типа SOIC. Микросхема легко подключается к большинству современных микроконтроллеров.
Автор: Арсений Платонов